1、1一南京城市地铁1.城市地铁的优势地铁与城市中其他交通工具相比，除了能避免城市地面拥挤和充分利用空间外，还有很多优点。一是运量大。地铁的运输能力要比地面公共汽车大710 倍，是任何城市交通工具所不能比拟的。二是速度快。地铁列车在地下隧道内风驰电掣地行进，行驶的时速可超过 100 公里。三是无污染。地铁列车以电力作为动力，不存在空气污染问题，因此受到各国政府的青睐。2南京地铁的规划在新一轮南京轨道网线规划中，南京主城区地铁线加密，从原来的 13 条增加到 17 条，里程则从原来的 433 公里增加到 617.1 公里。而且不再局限于主城地铁这种单一形式，分为快线、地铁、轻轨三种，线网密度 203
2、0 年南京地铁远景规划达到每平方公里 0.15 公里，与巴黎市相当。主城区有 9 条轨道交通，总长 200 公里，主城线网密度为每平方公里 0.76 公里，与日本名古屋相当，老城区密度为每平方公里 1.21 公里，与日本大阪相当。预测到 2050 年，南京的轨道交通平均客流强度将达到 2.52 万人/公里，轨道交通平均乘距 9.5 公里。规划实施后，南京中心区地铁车站辐射半径 600 米，服务人口达 95%，在城市范围区内 70%人口可在 40 分钟内到达市中心。二南京地铁三号线车辆段工程1 场址环境概述（含周边环境、交通、规划）秣周车辆段段址位于绕越高速以南、前庄南路以西、双龙大道以东、南京
3、协鑫生活污泥发电有限公司以北所夹地块范围内，地块范围内大部分为水田和菜地，只有少量的房屋和旱地。车辆段用地范围内有 50%的地块属于规划的绿地范围，有 110kv 的高压线穿过，已经与规划部门沟通需改移。段址内地势起伏不大，地面标高在 7m10m 之间，占地面积 34.95 公顷。根据收集到的段址处的百年一遇洪水位标高，段内轨顶设计标高参考周边道路路面设计标高定为11.5m（前庄南路路面约 10m，双龙大道路面约 11.0m） ，场坪标高为 10.87m。2 场址所在地气象资料南京地区属北亚热带季风气候区，四季分明，雨水充沛，光能资源充足，年平均温度 15.7，最高 43（1934 年 7 月
4、 13 日） ，最冷月平均温度-2.1。年平均降雨 117 天，降雨量 1106.5 毫米，最大平均湿度 81%。最大风俗19.8m/s。土壤最大冻结度-0.09m。夏季主导风向为东南、东风，冬季主导风为向东北、东风。地震烈度 7 度。无霜期 237 天。每年 6 月下旬到 7 月中旬为梅雨季节。多年平均蒸发量在 1000mm 左右，69 月蒸发量占总蒸发量的一半左右，年际变化也较大，从多年资料分析，本区蒸发量略小于降水量。历年来，经常出现突发性暴雨，造成秦淮河水位猛涨，发生洪涝灾害。建国以来，特大洪水出现过 6 次，分别为 1949 年、1954 年、1969 年、1991 年、2003 年
5、、2007 年。2007 年 7 月 7 日南京江宁区降雨量超过了 300mm，突破百年来的最大降水量23 场址水文、工程地质情况简述南京城区地表水水体面积约 370km2，水资源较丰富，主要河流有长江、秦淮河及滁河，市内有秦淮河、玄武湖、莫愁湖、白鹭洲等河流湖泊。暴雨主要受梅雨及台风活动影响。当雨水集中并且入江河道受长江水位顶托时，易形成内涝灾害。该场地位于南京城以南秣周路站东南侧，双龙大道与前庄南路之间，属秦淮河一级阶地，地表水系十分发育，水塘、河沟密布。地下水主要为孔隙潜水，水位在地面以下 0.34.2m，欺负和地形起伏基本一致。水位受季节性变化影响较大，年变化幅度一般在 1.0m 左右
6、。场区内主要地层为：表层人工填土层，以粉质粘土混少量碎砖、碎石填积，局部夹植物根系，层厚约 15m；其下为 Q234 粉质粘土、粉土、淤泥质粉质粘土层，层厚约 312m，该层强度较低，中高压缩性；Q1 24 粉质粘土、粉土，可硬塑，局部软塑，层厚约 1526m，中等强度，中等压缩性；下部基岩为白垩系葛村组 K1g 沉积岩（泥质粉砂岩） ，强风化层厚度大。场区内未发现有岩溶、土洞、危岩及对工程安全有影响的滑坡等不良地质作用存在，无重大地质构造，地震活动水平属中等偏下，属基本稳定地区。地铁给排水设计探析地铁车站是地铁工程的重要组成部分,地铁车站的给排水设计既有一般建筑工程的共性,又有作为地铁工程的
7、特点, 下面论述一下地铁给排水设计的技术规定及其在实际设计施工中的应用。1 地铁给排水的技术规定1.1 地铁给排水设计的一般规定地铁给水设计, 必须满足生产、生活和消防用水对水量、水压和水质的要求, 并应坚持综合利用, 节约用水的原则; 地铁给水水源应优先采用城市自来水, 当沿线无城市自来水时, 应和当地规划等部门协商, 采取其他可靠的供水水源;地铁排水系统, 除生活及粪便污水应单独排放外, 结构渗漏水、冲洗及消防废水和口部雨水等可以按合流排放, 但厕所生活及粪便污水的排放, 必须符合当地和国家现行排水标准的规定;给排水设备的自动化程度, 应根据运营管理的需要, 结合当地具体条件, 经过技术经
8、济比较确定,但排水设备, 应按自动化管理设计; 地铁金属给排水管道及有关设备, 应采取防止杂散电流腐蚀的措施。1.2 地铁给水系统选择的一般规定为保证人员饮用水的水质, 地铁宜采用生活和消防分开的给水系统。生活给水管宜由市政自来水管引入。但生产用水可和消防或生活给水系统共用; 当城市自来水的供水量和供水压力能满足生产和生活用水, 而不能满足消防用水量要求时, 则应设消防泵、稳压装置和消防水池; 如设自动喷水灭火系统时, 应采用独立的给水系统,不应和生产、生活及消火栓给水系统共用。1.3 地铁给水管道布置和敷设的一般规定当车站生活和消防为分开的给水系统时,车站内生活用水宜设计为枝状管网, 由城市
9、自来水管引出一根给水管和3车站内生活给水管连接;地下车站的自来水引入管宜通过风道或人行通道和车站给水系统相接; 地下区间的给水干管的布置, 当为接触轨供电时, 应设在接触轨的对侧;当为架空接触网供电时, 可设在隧道行车方向的任一侧, 管道和消火栓的位置不得侵入设备限界; 给水管不应穿过变电所、通信信号机房、控制室、配电室等房间。1.4 地铁隧道内的排水泵站( 房) 设置的一般规定区间隧道主排水泵站应设在线路实际坡度最低点,每座泵站所担负区间长度, 单线不宜大于3km, 双线不宜大于1.5km, 主要排除结构渗水, 冲洗及消防废水; 当主排水泵站所担负的区间长度超过规定, 而排水量又较大时, 宜
10、设辅助排水泵站; 地下车站排水泵房必须设在车站线路坡度的下坡方向的一端, 主要排除车站范围内的结构渗水、冲洗和消防废水, 如车站端部设排水泵房有困难, 而且区间排水泵站距该站又较近时, 也可不设排水泵房; 地下车站污水泵房宜设在厕所附近, 主要排除厕所的污水; 临时排水泵房应设在地铁分期修建的先建段内; 地下车站局部排水泵房宜设在地面至站厅层的自动扶梯基坑附近, 折返线车辆检修坑端部, 地下车站站台板下、碎石道床区段及电梯井等不能自流排水而又有可能集水的低洼处; 露天出入口及敞开通风口排水泵房的雨水排放设计按当地50 年一遇暴雨强度计算, 集流时间为510min; 洞口的雨水如不能自流排放时,
11、 必须在洞口适当位置设排水泵站, 并在洞口道床的适当位置, 设横向截水沟,保证将雨水导流至泵站集水池; 洞口排雨水泵站宜设两至三根压力排水管, 其他泵站( 房) 宜设一至两根压力排水管, 车站排水泵房的压力排水管宜通过风道或人行通道接入城市排水系统;2 地铁给排水设计在实际工程中的应用2.1 生产、生活给水系统地铁车站所在地一般为城区,周围有较完善的市政给水管网,以市政自来水为供水水源。每个车站由两条不同的城市自来水管引入消防和生活、生产给水管。采用生活、生产用水和消防用水分开的给水系统, 分别设置水表及阀门井。水压按卫生器具用水要求和生产用水要求确定。地铁车站用水量包括车站工作人员生活用水量
12、、车站冲洗用水量、环控系统所需冷却补充水量。地铁车站位于地下, 市政水压一般能满足生产、生活给水系统水压要求,采用市政给水直接供水给水系统。生产、生活给水干管在站厅层、站台层呈枝状布置, 满足各用水点要求。其特点如下:用水量标准。工作人员生活用水量50L/班人,变化系数2.5;冲洗水量3L/m2次;冷却补充水量按循环水量的2%计。2.1.2 进出车站的给排水管道布置。给排水管道不能穿过连续墙,宜在出入口或风井部位布置,因地铁车站连续墙厚度近1m,预留空洞给结构工程带来不便。2.1.3 管道绝缘。由于地铁车辆采用接触网供电,对于这种直流牵引供电系统,要防止杂散电流对给排水管道的腐蚀。进出车站的给
13、排水管道均需进行绝缘处理后引入或引出,可在进出车站的给排水管道靠车站主体外侧安装1m 长的绝缘短管。2.1.4 管材。要防止杂散电流对给排水管道的腐蚀。一般情况生产、生活给水管管径小于等4于DN100mm的采用新型塑料给水管,大于DN100mm 的采用镀锌钢管或可延性铸铁管。2.1.5 生产、生活给水管线布置注意事项。给水管道严禁跨越通信和电器设备用房。给水干管最低处设置泄水阀,最高处设置排气阀,排气阀一般设于设备用房端部没有吊顶的部位。给水干管穿越沉降缝处,宜设置波纹伸缩器。由于生产、生活给水管一般采用塑料管材,塑料管材的线胀系数大,地铁车站站厅、站台层长度一般在100m以上, 管线布置时要
14、有效地减少或克服管道线性变化值。在可能暗敷的场所尽量采用暗敷的安装方式,管道直线长度大于20m时应采取补偿管道涨缩的措施,支管与干管、支管与设备的连接应利用管道折角自然补偿管道的伸缩。当不能利用自然补偿或补偿器时,管道支架均应为固定支架。管道支架不仅起管线固定的作用,还要求能承受管线因线性膨胀而产生的膨胀力, 其间距应比传统的镀锌钢管小得多。2.2 排水系统车站、区间的污水、废水及雨水均应就近排入市政排水系统,污水应按规定达标后排放。地下车站及地下区间应设置废水泵房、污水泵房和雨水泵房。废水系统包括消防废水、地面冲洗废水、事故排水、结构渗漏水等,这些废水均通过线路排水沟汇流集中到线路区段坡度最
15、低点处的废水泵站集水池内。污水系统主要指车站内卫生间生活污水。在折返线车辆检修坑端部、出入口和局部自流排水有困难的场合需设置局部排水泵房, 在地铁洞口及敞开出入口处应设雨水泵房。2.2.1 排水点设置。地铁车站属地下建筑,污废水一般不能自流排出,需用泵提升后排出,所以在设计时排水点要考虑周到。除各排水点汇流集中到废水泵房、污水泵房的污废水用泵提升后排入市政排水系统外,还需考虑出入口处电梯基坑排水和站台底板下的结构渗漏水。为排除站台底板下的结构渗漏水,需在站台层端部设集水坑,坑内设潜污泵将积水定期提升后排至线路排水沟内,由该沟流至废水泵房的集水池内。在折返线车辆检修坑端部、出入口和局部自流排水有
16、困难的场合需设置局部排水泵房。2.2.2 排水泵。排水泵应设计成自灌式,采用水位自动、就地和距离三种控制方式,并要求在车站控制室显示排水泵工作状态和水位信号。2.2.3 集水池有效容积的确定。确定集水池有效容积时,既要防止过大增加工程造价,又要防止过小频繁开启水泵。废水泵房集水池有效容积可按不小于10min 的渗水量与消防废水量之和确定,但不得小于30m3。污水泵房集水池有效容积不应小于最大一台泵5min 的流量,但不得大于6h 的污水量,防止污水停留时间过长而沉淀、腐化。2.2.4 排水泵房与雨水泵站。车站露天出入口的雨水不能自流排除时,宜单独设置排水泵房;地下铁道隧道洞口雨水宜采用自流排水
17、,当不能自流排水时必须在洞口设雨水泵站。如果雨水涌进地铁车站将影响地下铁道安全运营,甚至造成事故。为保证地下铁道安全运营, 地下雨水泵站暴雨重现期取30 年。2.2.5 废水泵房、污水泵房废水、污水泵房内应设置通气管道,与环控系统空气管道连通,避免臭气污染其他房间。地铁一号线内容沿线城市自来水的水压为 0 . 25 一 0. 26 MPa ，供水量均能满足生产、生活和消防用水的要求。地下车站、地下区间隧道及地面高架车站设置消火栓给水系统。消防用水量车站为 20L/s 八，区间为 10L / s ，水枪充实水柱为 10m 5。每座地下车站所处位置均能保证两路自来水引入地下车站。按消防用水量及需要
18、的水压，经过水力计算（长度为一个车站及车站前后半个区间） ，自来水的供水量及压力均能满足消防的需要。故每座地下车站均由城市自来水引入两根DN150 消防给水管和车站环状管网相接。车站内不设消防泵。地下车站及地下区间均设置为环状管网，中间设连通管并设 4 个电动、手动阀门。DN150 的消防给水引入管在地面设水表井和阀门，而且阀门经常处于常开状态，这样能随时保证消防用水的要求。地下车站设单口消火栓，最大间距不大于 30m ，站厅及站台公共区设大型消火栓箱（箱内设单口消火栓、消防软管卷盘 l 套及 4 只 3 kg 的干粉灭火器） 。设备管理用房区域设标准型单口消火栓箱。新街口车站地下 1 层为商
19、场，设自动喷水灭火系统，消防水量为 27L / s ，设喷淋泵和稳压装置（如果自来水压力能满足稳压要求，可不设稳压装置） ，不设消防水池，自来水引入两根 DN20O 消防给水管。按照地铁设计规范 规定，地下车站的站厅及站台层不设自动喷水灭火系统，但国内有的城市消防部门规定，地下车站的站厅及站台层必须设自动喷水灭火系统，并将之列入地方标准，这虽然在某种程度上增加了消防的安全性，但给地铁工程增加了可观的造价。笔者2003 年 10 月考察了欧洲的法国、德国等 7 国的城市地铁，其站厅、站台均不设自动喷水灭火系统，据了解，美国的 NFPA 一 130 有轨交通标准中，也没规定在地下车站的站厅及站台层
20、设自动喷水灭火系统。南京市消防局在初步设计评审时，曾提出在地下车站站厅及站台层设自动喷水灭火系统，根据地铁的电气设备多、客流大等特点，与会专家都反对设置设自动喷水灭火系统，南京市消防局最后同意专家的意见，站厅及站台层不设自动喷水灭火系统。地下区间隧道设两根 DN 150 消防给水管（采用球墨铸铁给水管，胶圈接口） ，并连成环状。根据北京地铁 36 年运营的实践，证明此种管材寿命长（据检测可在 70 年以上） ，而且可以防止地铁杂散电流的腐蚀。每隔 50m 设 1 个单口消火栓。为了保证列车运行的安全，消火栓口处不设消火栓箱及水龙带，将水龙带及水枪设置在相邻车站站端部的水龙带专用箱内，供消防队员
21、专用，根据南京消防局的意见，在每个消火栓口处设置消防软管卷盘 1 套。地面高架车站均设消火栓给水系统。城市自来水的供水量能满足消防要求，但供水压力不能满足要求，故各站均设消防增压泵和稳压装段，不设消防水池。这种系统设计都得到了南京市消防局和自来水公司的认可。3 排水系统地下铁道工程主要分为污水排水系统、雨水排水系统和消防、冲洗废水及结构渗漏水排水系统。污水排水系统主要排除车站的卫生间及盟洗间的生活污水。每座地下车站均设卫生间 1 一 2 个，可以设在站厅层，也可以设在站台层。每个卫生间处设污水泵房，2 台潜污泵，一般设在站台层，平时 1 用 1 备，直接将污水排至地面城市污水系统。雨水排水系统
22、主要排除列车出入洞口、敞开的出入口及风口的雨水。南京地铁一号线列车出入洞口有两个，一个位于中华门一三山街站之间，为了节省工程造价，排雨水泵站设在洞口内的结构喇叭口内，这样虽然距洞口较远，但节省造价。排雨水泵站的规模按南京市 50 年一遇的暴雨强度及汇水面积计算排水量。洞口设 3 台排水泵，最大雨水量时 3 台泵同时工作。3 台排水泵的能力大于实际雨水量的 1 / 3 。另一个设在西延线洞口。敞开出入口及风口的雨水也按南京 50 年一遇的暴雨强度及汇水面积计算排水量。排水泵房设在地下适当位置，设 2 台排水泵，最大雨水量时 2 台泵同时工作。为排除消防、冲洗废水及结构渗漏水，于地下区间结构线路坡
23、度最低点处6和地下车站站台层线路下坡方向一端设排水泵房。一般设 2 台泵，最大排水量时 2 台泵同时工作。为节省工程造价，区间排水泵站和区间防灾联络通道合建。在确定泵站位置时和线路专业配合好，应考虑排水泉站能就地将排水出管接入地面城市雨水排水系统否则排水泵的扬水管经过区 I R 隧道需敷设 500 一600m 长，由相邻车站风道接出地面，这样既增加造价，又对区间隧道列车运行增加不安全因素。用盾构施工的区间，车站排水泵房应设在车站端部盾构井内，这样也节省泵房的土建造价。除上述排水泵站（房）外，于地面进入站厅层的自动扶梯机坑处设有局部小型排水泵，主要排除机坑内的积水。站台板下的积水，应由建筑专业在
24、站台板下的垫层内设 100mm 只 100 mm 排水沟，将积水汇集入站端排水泵房的集水池排除。4 给排水及消防设备的控制方式地下工程某站或列车在某区间发生火灾事故时，由火灾自动报警系统关闭及开启区间隧道联通管处的相关电动阀门，使一座车站及车站前后各半个区间形成一个消防给水系统的供水区段，这样能保证消防时的用水量及所需水压。地面高架车站的消防泵及稳压装置的控制方式为：自动控制、就地控制、控制室控制及消火栓箱手动按钮控制。气体灭火系统为自动控制、手动控制及机械应急控制三种方式。各类排水泵除污水泵及局部排水泵为自动和就地控制外，其它排水泵站（房）均为自动控制、就地控制和在车站控制室控制。5 建议( 1 ）当城市自来水压力较高，地铁又处在地下 10m 以下时，如果城市自来水的供水量和供水压力能满足消防要求时，就不必设消防泵增压，我国广州地铁及南京地铁一号线地下车站没有设消防泵。( 2 ）南京地铁一号线车站消防引入管为 DN150 , 给水排水 vol . 31 No . s 2005 83
