1、广州地铁 2 号线的给排水设计都市快轨交通? 第 18 卷第 4 期 2005 年 8 月机电工程广州地铁 2 号线的给排水设计涂小华(广州市地下铁道设计研究院广州 510010)摘要介绍广州地铁 2 号线车站给排水,区间排水,水消防系统的设计及控制方式,分析设计过程中遇到的难点及解决措施,对今后的地铁给排水设计提出改进建议关键词广州地铁 2 号线给排水系统设计技术指标控制广州地铁 2 号线以琶洲站为起点,终点到江夏,呈南北走向.由于白云机场没有搬迁,首期开通琶洲站到三元里站(以下简称地铁 2 号线),全长 18.25km,全部为地下线,共设 16 个车站,1 座车辆段及综合基地,2 个主变电
2、站,4 个集中冷站,全线的控制中心设在1 号线控制中心内.地铁 2 号线给排水,消防系统的设计范围包括三元里一琶洲全线的 16 个地下车站及 1 个车辆段,2 个主变电站,4 个集中冷站等建筑的生产和生活给水系统,排水系统,手提灭火器等设置的设计,以及全线地下区间隧道(含车辆段出入段线,1 号线,2 号线联络一 UN线)的排水与水消防系统的设计(气体灭火系统设计自排水系统包括生活污水,生产废水及地下至地面过渡段的排水,消防系统包括水消防系统及建筑灭火器配置.车辆段与综合基地的给排水及消防设施自成独立系统.地下站给水系统均以城市自来水为水源,为保证不问断供水,各车站两端分别从市政自来水管的不同管
3、段或环状管网引入两根 DN150 进水管,平时一开闭(互为备用 ),定时轮换供水.生产,生活给水和消防给水在站内分开,其中生产,生活给水系统从车站引入管上接出一根 DN50DN80 的供水干管,主要供车站范围内的冲洗水,空调系统补充水,厕所和盥洗间生活用水,生产用水等,见图 1.接市政给水管接市政给水管区间消防管成独立系统,本文不作介绍).l 给排水,消防系统的组成及功能1.1 系统的组成和配置给排水及消防系统由给水系统,排水系统和消防系统组成.给水系统包括生产,生活和消防给水系统,收稿日期:20050309 修回 El 期:2005.0621作者简介:涂小华,女,工程师,从事地铁给排水设计,
4、tuxiaohuadtsjycom146URBANRAPIDRAILTRANSIT1 车站及区间给水系统图区间消防给水与相邻车站为同一给水水源,在进入区间的消防管道前并联安装电动及手动蝶阀,平时电动蝶阀关闭,手动蝶阀大部分关闭(约关闭 98%).1.2 车站及区间排水1)车站排水车站最低点设废水泵站,主要排除结构渗漏水,事故水,凝结水和生产,;中洗及消防废水;站厅层厕所下的站台层设有污水泵站,排除车站厕所污水及厕所冲广州地铁 2 号线的给排水没计洗水;车站出入 El 自动扶梯机坑底部,通道,风道局部低洼等处设有局部排水泵站.2)区间排水区间最低点设有主废水泵站,排除结构渗漏水,事故水,凝结水和
5、轨道;中洗及消防废水;折返线车辆检查坑设局部排水泵站,排除结构渗漏水及冲洗水;隧道洞El,敞开式风亭或车站出入 El,如不能利用排水沟将水排至车站主排水泵站,则就地设雨水泵站.1.3 系统的主要功能1)车站生产 ,生活给水系统满足地下车站工作人员的生活用水,厕所冲洗用水及车站冲洗用水,满足车站环控系统的循环冷却水的补充用水要求.2)车站生产 ,生活排水系统排除地下车站工作人员的生活污水,厕所中洗水,排除地下区间隧道的结构渗漏水,冲洗水及消防废水,排除隧道出入 El,车站出入 El 的雨水.3)车站 ,区间水消防系统满足地下车站,地下区间隧道的消火栓用水.4)车站灭火器配置满足地下车站各种初期火
6、灾的扑灭.2 系统设计原则及主要技术指标2.1 系统设计原则给水系统必须满足车站生产,生活和消防的水量,水压和水质的要求.给水系统的水源利用市政现有设施,采用城市自来水,全线 16 个车站均从城市自来水干管上引出两路水源接入车站,根据广州自来水公司提供的全线 16 个车站附近的供水压力数据及现场实测,水压均大于0.2MPa,满足车站所需压力.全线按同一时间发生一次火灾计,火灾延续时间按 2h 计算.各车站内采用生产,生活和消防相互独立的给水系统,生产,生活系统管道设为枝状,消防系统管网设为环状.全线的冲洗,结构渗漏水,消防废水和雨水均排入城市雨水系统,全线的生活污水经化粪池处理后排入城市污水系
7、统.2.2 主要技术指标1)给水系统工作人员生活用水量按 50L/,班?人计,每小时变化系数为 2.5;冲洗用水量按 4L/m?次计,冷却塔系统补充水按循环冷却水量的 3%计;生产设备用水量按所选设备,生产工艺的要求确定.2)水消防系统地下车站的消火栓用水量按 20L/s 计,地下人行通道,地下区间隧道及折返线消火栓用水量按 10L/s 计 .3)排水系统工作人员生活排水量按用水量的 95%计,冲洗水排水量为 4L/m?次,结构修漏水量按 1L/m?天计.地下站及隧道洞口处雨水排水量按设计暴雨重现期 30年,集流时间 10min 计算,生产设备排水量按所选设备,生产工艺的情况确定.消防废水量与
8、消防用水量相同.3 运营模式及控制3.1 车站水源控制车站水源分别从市政管网引出两路水源,互为备用,根据自来水公司的要求,为避免两个车站附近的给水水源因地铁给水管网的连通而互相干扰,避免对水表计量和水源水质造成影响,连接两个车站的区间消火栓管路上需要设置阀门进行隔断,仅允许部分阀门开启保证区间消防管网的水压平衡,车站两端进水管上分别安装电动蝶阀各一个,而车站控制室,由设备监控系统(EMCS)监控电动蝶阀的启停.3.2 区间消防给水控制在进入左右区间隧道的消防给水管上分别并联安装电动及手动蝶阀各一个,由设备监控系统(EMCS)监控电动蝶阀的启停.平时电动蝶阀关闭,手动蝶阀大部分关闭.当区间发生火
9、灾时,在拨打“119“的同时,由相邻车站控制室控制电动蝶阀开启,并由专人打开手动蝶阀,见图 2.3.3 排水泵控制方式隧道出入 El 雨水泵,各地下车站的污水泵,废水泵,局部排水泵,地下区间隧道废水泵的水位控制,见图 2,水泵除通过控制箱实现自动控制和就地手动控制外,还由 EMCS 系统在 OCC 中央控制室监视和就近地下车站控制室控制.3.4 车站主废水泵房,区间废水提升泵房泵房废水池内设潜污泵 2 台,依次轮换工作,平时互为备用,消防或必要时 2 台同时工作.废水池内设超低水位,停泵水位,第一台泵启泵水位,第二台泵启泵水位(同时为超高报警输出水位)共 4 个水位,控制URBANRAPIDR
10、AILTRANSIT147都市快轨交通? 第 18 卷第 4 期 2005 年 8 月2 排水泵水位控制不恿图(1)超低水位报警,同时控制回路保证两台泵都处于停泵状态;(2)当水位达到停泵水位时,两台泵均能停止工作:(3)当水位到达第一启泵水位时,第一台泵开启;(4)当水位到达第二启泵水位时,控制回路在保证两台泵都处于运行状态的同时,发出报警信号.每台泵有运行计时装置,泵房内设固定的壁挂电话.3.5 位于水域下的区间废水泵房,出入段线雨水泵房泵房废水池内设潜污泵 3 台,依次轮换工作,平时互为备用,必要时 3 合同时工作.废水池内设超低水位,停泵水位,第一台泵启泵水位,第二台泵启泵水位,第三台
11、泵启泵水位(同时为超高报警水位)共 5 个水位,控制要求如下:(1)超低水位报警,同时控制回路应保证 3 台泵都处于停泵状态;(2)当水位达到停泵水位时,3 台泵均能停止工作:(3)当水位到达第一启泵水位时,第一台泵开启;(4)当水位到达第二启泵水位时,第二台泵开启;(5)当水位到达第三启泵水位时,控制回路在保证 3 台泵都处于运行状态的同时,发出报警信号.每台泵有运行计时装置,泵房内设固定的壁挂电话.148URBANRAPIDRAILTRANSIT3.6 车站污水泵房污水池内设潜污泵 2 台,依次轮换工作,平时互为备用.污水池内设停泵水位,启泵水位,报警水位共 3 个水位,控制要求如下:(1
12、)当水位到达停泵水位时,水泵应停止工作:(2)当水位到达水泵启泵水位时,一台水泵开启;(3)当水位达到报警水位时,控制回路应保证两台泵都处于运行状态,同时发出报警信号.每台泵有运行计时装置,泵房内设固定的壁挂电话.3.7 车站出入口扶梯下,风道内和局部低洼处集水坑废水泵房集水坑内设潜污泵 2 台,平时互为备用,依次轮换工作,必要时 2 台同时工作.集水坑内设停泵水位,第一启泵水位和第二启泵水位(同时为超高水位报警输出)共 3 个水位,控制要求如下:(1)当水位到达停泵水位时,两台泵均应停止工作;(2)当水位到达第一启泵水位时,第一台泵开启;(3)当水位到达第二启泵水位时,控制回路保证两台泵都处
13、于运行状态,同时发出报警信号.每台泵有运行计时装置,泵房内设固定的壁挂电话.4 难点及解决措施4.1 备用泵长期不用产生锈蚀问题区间及车站的污,废水泵站设置 23 台潜污泵,一用(或两用 )一备 ,备用泵若长期不用可能锈蚀损坏,会在需要使用时无法使用.解决措施:在区间及车站的污,废水泵房内采用了潜污泵定时轮流使用的模式,解决了备用泵长期不用而锈蚀损坏的问题.4.2 与市政接口处理给排水设计与市政外部接口繁多,且较难取得准确的市政外部接口资料,施工图中的土建预留套管常会与市政的接口位置不一致,从而导致在现场施工管线安装时,难以与市政管线接上.广州地铁 2 号线的给排水设计解决措施:车站,区间室外
14、给排水由自来水公司和相关市政部门分别完成设计,外部设计接口得到解决.接口界石划分为:车站室外给水与市政给水的接口在水表井的止回阀后,与市政排水的接口在压力井或化粪池后,与区间的排水接口在地面检修井.4.3 消火栓在区间设置问题地下区间隧道活塞风较大,若消火栓箱在区间隧道内固定不牢固,易侵入设备限界,地铁内空气潮湿,消防水龙带易锈蚀.解决措施:2 号线地下区间隧道消防采取了仅设置消火栓口,消防水龙带放置在邻近车站端部专用消防器材箱内的方法,避免了以上问题的产生.4.4 区间消防管渗漏等问题区间隧道消防管安装的稳定性,接口渗漏及热胀冷缩问题.解决措施:区间隧道消防干管采用了两种固定方式预埋件固定和
15、膨胀螺栓固定.按曲线及直线段不同,确定不同的间距,进行支架安装.由于区间隧道消防管道上设置阀门,栓口,与主干管接口较多,根据广州地铁 1 号线的运营经验,管道接口处常出现漏水,故 2 号线进入区间的消防管道前并联安装了电动及手动蝶阀,平时电动蝶阀关闭,手动蝶阀大部分关闭的措施解决接口漏水问题.2 号线区间消防管首次选用了柔性卡箍连接件,曲线段按 3m 设 1 个,直线段 6m 设 1 个,此接头安装容易,有补偿及弯曲的性能,克服了侵限问题且无漏水现象.2 号线地下区间隧道采用了仅设置消火栓口,消防水龙带放置在邻近车站端部专用消防箱内的设计方法.5 改进建议给排水设计与市政外部接口繁多,且较难取
16、得准确的市政外部接口资料,建议今后的地铁设计沿用 2号线首期工程的室外接口设计方法,以保证车站,区间工点的设计,减少外部接口协调的困难.给排水专业预留孔洞小而多,建议减小与土建设计及施工的时间差,使土建的预留,预埋更加准确,有利于保证工期及控制投资.建议在未来的设计工作中,重视早期的方案形成和综合协调,进一步改善协调管理的组织形式,加强协调管理的技术力度.地铁地下车站结构渗漏水,运营时保洁水,敞开出入口及风亭雨水的集中及顺畅排入站内排水系统至关重要.设计中注意相关专业的统一做法,注重各专业图纸会签确认等.区间的排水是否能顺利排入区间废水池,边沟汇水池排水管预埋标高有密切关系,地铁 2 号线有个
17、别区间因边沟汇水池排水管预埋标高比边沟汇水池底标高要高,导致个别轨道边沟水不能及时排入区间废水池,所以设计应主动与轨道,区间结构等专业配合.参考文献1广州市地下铁道设计研究院.广州地铁 2 号线首期工程初步设计技术要求G. 广州 ,1999.f2广州市地下铁道设计研究院.广州地铁 2 号线琶洲一三元里段设计总结G. 广州,2003.f3GB511572o03 地铁设计规范s.北京:中国计划出版社,2003.4GBJ162Ool 建筑设计防火规范s.北京:中国计划出版社.2oo1.f5GB500152o03 建筑给水排水设计规范s.北京: 中国计划出版社.2003.6涂小华.广州市轨道交通 3 号线区间隧道排水设计J.都市快轨交通,2004,17(增刊).f7陆雯.广州地铁 2 号线首期试验段工程区间隧道给排水及消防系统设计简介J.地铁与轻轨,2001(2).责任编辑:郭洁TheDesignforWaterSupplyandDrainageinGuangzhouMetroLine2TuXiaohuafGuangzhouMetroDesignandResearchInstitute,Guangzhou510010)Abstract:Thewatersuppanddrainageinthestation,thedrainageinthesection,andthedesig
