成都地铁2号线洪柳车辆段给排水设计与思考

林 宏,罗正洲,马永静

(中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610031)

1 工程概况

成都地铁2号线一期工程线路始于成灌客运站，止于经干院站，线路全长22.380 km。设有20座地下车站、1座洪柳车辆段与综合基地、2座主变电所，1座控制中心。一期工程已于2012年9月16日通车试运营。

洪柳车辆段与综合基地(以下简称洪柳车辆段)位于成都市区东面，老成渝路(驿都大道)与绕城高速公路相交处的东南角。

洪柳车辆段设置了完善的给排水设施。其中给水系统由生产、生活给水系统，热水系统和消防给水系统三部分组成；排水系统由生活污水系统、生产废水系统及雨水系统三部分组成。

2 给水系统

2.1 水源

洪柳车辆段北侧老成渝路上既有城市自来水给水管DN300、 DN600各一根，水压0.23 MPa以上，车辆段采用该两路水源。

考虑充分利用市政水压，室外不设加压泵房，室内局部加压。为保证消防用水，从市政二根不同的给水干管上分别接入DN250的给水管，引入管上均设置倒流防止器。

2.2 用水量

设计年度用水量见表1。

表1 设计年度昼夜用水量(近期)

2.3 生产、生活给水系统

室外给水系统采用生产、生活与消防共用的管网系统，管网布置成环状，由两路市政管道直接供水。给水管网直接供二层及以下的生产、生活房屋用水，超过二层的生产、生活房屋采用室内加压设施单独加压供给。

2.4 消防给水系统

洪柳车辆段按同一时间发生一次火灾考虑。设计的室内水消防系统有：室内消火栓系统、自动喷水灭火系统和厨房水喷雾自动灭火系统。室外消防采用低压给水系统，室外消防秒流量按25 L/s计，火灾延续时间3 h。消火栓沿间距不超过120 m，其出口压力不小于0.1 MPa。

综合楼、运用库、联合厂房、运转综合楼、杂品库、调机/工程车库、物资总库、材料库及汽车库设置室内消火栓系统，室内消防采用区域临时高压系统：室内消火栓系统在车辆段内形成环状管网，共用消火栓泵及高位水箱。综合楼内按中危险I级设置喷头，用水量见表2。物资总库按照仓库危险等级设置自喷系统。

表2 室内消防用水量统计

2.4.1 室内消火栓给水系统

综合楼、运用库、联合厂房、运转综合楼、杂品库、调机/工程车库、材料库及汽车库设置消火栓系统，其室内消火栓系统，消防用水量15 L/s,火灾延续时间2 h；物资总库的消防用水量10 L/s,火灾延续时间3 h。室内消防采用临时高压系统，消防用水由综合楼内有效容积为600 m3的消防水池及水泵房内的消防泵组供给，消火栓消防泵按一用一备设置。在综合楼楼顶设有消防水箱以满足火灾初期消防用水量，室外设置DN100的水泵接合器。

2.4.2 自动喷水灭火系统

洪柳车辆段综合楼、物资总库内除不宜用水扑救的场所均设置自动喷水灭火系统。物资总库仓储区按照仓库危险I级设置早期抑制快速响应喷头的自喷系统，其余辅助办公用房按中危险I级设置自喷系统。自动喷水灭火系统给水由水泵房内的喷淋泵组供给，喷淋消防泵按两用一备设置。自动喷水灭火系统和消火栓系统共用设置在维修中心综合楼屋顶的一座18 m3消防水箱和一套消防增压稳压设备，以满足火灾初期消防供水要求。综合楼、物资总库自动喷水灭火系统在室外设置DN150的消防水泵接合器。

2.5 热水系统

车辆段综合楼公共浴室、公共食堂及带卫生间的乘务员公寓设热水供应系统。根据使用时间的不同，公共浴室、公共食堂与乘务员公寓分为两个系统供应热水。

热源的供应方式以日产10 t热水为例，综合对比如表3。

表3 热水系统热源比较

经综合比较，在节能和经济效益等多个方面，空气源热泵具有其它常规热源不可超越的优点。系统采用带电辅热功能的空气源热泵机组集中供热，空气源热泵机组设于综合楼顶。

生产车间集中设置全自动电开水器供给热水；公寓及办公室采用饮水机供给热水。

3 其他消防设施

3.1 气体灭火

车辆段内的计算机室、信号电源室、信号设备室、综合监控设备室等重要的电气设备房间设置了“IG-541”全淹没组合分配式气体灭火系统。

3.2 水喷雾

公共食堂烹饪间的排油烟罩及烹饪部位设置水喷雾自动灭火成套设备，并在燃气燃油管道上设置紧急事故自动切断装置。

3.3 灭火器

建筑物内按现行《建筑灭火器配置设计规范》的规定配设灭火器。采用磷酸铵盐干粉灭火器。

4 排水系统

4.1 排水量与污水性质

排水量见表4。

表4 排水量

污水性质(参考广州2号线赤沙车辆段原水水质)见表5。

表5 赤沙车辆段原水水质

注：取样点为调节沉淀池进水口。单位：除pH除外，其余以 mg/L计。

4.2 污水处理工艺及方案

洪柳车辆段洗车废水采用回收利用的方式，以节约用水。生产废水生活污水处理工艺流程分别见图1、图2。

图1 生产废水处理工艺流程

图2 生活污水处理工艺流程

4.3 排水系统构成

洪柳车辆段排水系统采用雨污分流有组织排水方式，根据排水水质和不同的处理工艺设四套排水管网系统：含油生产污废水、洗车废水经处理场处理到标后排入市政污水管网；生活污水经隔油池、毛发聚集井等处理构筑物初步处理后，排入市政污水管网；段内场坪道路雨水经管道收集，就近引入站场排水沟统一排放至成龙路附近河体；大型车库屋面雨水，初径流雨水经弃流装置后，由管道收集进入污水处理场内的调节沉淀池，消毒处理后的雨水经专用管道和小型洒水车回用于场坪绿化用水和道路浇洒用水。

为节约工程投资，管道收集大型车库屋面雨水后汇入集水井，进调节池的管道管径取d500。当收集的雨水量满足需要时，污水处理场的工作人员关闭集水井内的闸板，雨水从集水井超越管流入站场排水沟内，重力排入车辆段西侧的水体。污水重力流排入成龙路规划的d300污水干管内。

运用库、联合厂房屋面雨水排放采用虹吸式压力流雨水排水系统，其余房屋采用重力流雨水排水系统。屋面雨水排水采用设计暴雨重现期10年，5分钟集流时间计算。

4.4 污泥处理

洪柳车辆段污水站污泥较少，为便于管理和节约工程投资，污物处理站不设置污泥处理设施，充分利用城市公用设施。污水处理过程中产生的污泥定期采用市政吸泥车运送到城市污水处理厂集中处置。

5 给排水设备控制

给排水设备采用就地控制和自动控制；消火栓泵控制应能就地、“一对一”和水泵启动按钮控制。消防设备按一级负荷供电，其他给排水设备按二级负荷供电。

6 机构设置及定员

机构设置及定员结合运营管理模式统筹考虑。

给排水设备的检修由设备供货商提供保障，实现社会化。洪柳车辆段内配置相应的对口部门对给排水设备进行管理和日常维护，给排水设施的维修保养和中、小修工作由车辆段内综合维修中心内的机电车间负责，对给排水设备进行就地临修。

洪柳车辆段内设给排水技术部，定员3～5人。

7 思考与建议

车辆段系担负轨道交通车辆的停车列检、月检、大/架修及定/临修、职工培训、物资储运等任务的大本营，也是城市轨道交通项目中的用水大户和能源消耗大户。随着人口增长和城市化发展，在土地资源、能源消耗、环境污染等问题日益凸显的今天，节约能源和环境保护成为每个工程设计人员在工程设计中除满足功能需求、工程安全外需重点考虑的问题。结合车辆段设计现状和车辆段上盖物业开发的趋势，以下就车辆段给排水系统设计中供水及污水处理方案、热源选择、室外给水管网布置、物资总库消防、雨水利用、物业开发等方面提出思考与建议。

7.1 供水及污水处理方案

洪柳车辆段具有较好的供水和排水条件，为保证消防供水的安全性采用两路水源，污水经处理后排入市政污水管网最终汇入城市污水处理厂集中处理。然而，从国内各城市轨道交通车辆段设计现状看来，其占地面积较大(25～50 hm2)，多数选址于城市郊区，市政管网配套不全，供水处于城市管网末端，多数只有一路市政水源，水量水压均难以满足车辆段用水需求；排水无市政雨污水管网或尚在规划建设中。供水及污水处理方案需因地制宜。

7.1.1 供水方案

为确保供水可靠，车辆段应优先采用城市自来水，当段址周边不具备两路市政水源时，应对长距离输水方案和蓄水加压供水方式进行综合比选。

车辆段生产生活用水主要集中于一至三层的洗车库、检修库、运用库、食堂及公共浴室，当市政水压大于0.2 MPa时，能基本满足主要用水点的生产和生活用水，给水系统宜采用自带蓄水箱的无负压叠压给水设备供水，充分利用管网余压，减少电能消耗；当市政水压小于0.2 MPa时宜设生活水箱采用变频调速供水设备加压供水。采用生产生活与消防合用的系统，设有消防水池给水加压站时，可考虑采用一路市政接管，加压后两路供给室外环状管网。

7.1.2 污废水处理方案

(1)生产废水回用。洪柳车辆段在设计时原本考虑了整个场段的生产废水回用事宜，但由于60%～70%的废水来自于洗车废水，而机务专业设置了一套设备对洗车废水进行了回用，加之附近有市政污水管道，考虑经济合理性就选用了处理后排入市政管道的工艺。

但随着水资源匮乏问题的日益凸显，城市轨道交通车辆段内的生产废水建议采用回用方案。在车辆段周边的市政管网不健全或有水体的前提下，车辆段内生产废水根据受纳水体的要求需达I级排放标准，那么，生产废水经隔油、气浮、过滤，消毒处理后回用；若车辆段附近有市政污水管网，生产废水达到一定规模，经技术经济比较后也可选用回用方案。

采用回用方案时，建议车辆段的生产废水宜在段内统筹考虑，设计时与机务专业协调好取消其局部回用设备，将段内的生产废水收集集中处理后回用于洗车、绿化及浇洒道路等。

(2)化粪池。在城市污水处理厂配套完善的城市，如广州、上海、杭州、成都等地的城市排水条例中逐步将取消化粪池设置，此问题也提上了议事日程和小范围试点工作，是否取消有利有弊，也是值得我们探讨的一个问题。

洪柳车辆段具备良好的坡地排水条件和完善的市政污水管网及与其配套的城市污水处理厂，生活污水系统设化粪池处理后排入市政管网。

场段较小，排水条件比较好时，可考虑取消化粪池；但一般情况下，车辆段占地较大，段内股道交叉，管道繁多，过股道也需一定的埋深，重力排水较困难，建议设置化粪池，可减小排水坡度及管道埋深。但最终的排水方案需执行项目环评结论及地方相关政策要求。

7.2 热源选择

对本专业来说，车辆段热水系统在城市轨道交通工程中是能源消耗大户，采用清洁可再生能源成为车辆段热水系统的首选，亦是环境可持续发展的需求。南京、宁波等地先后出台了关于太阳能技术推广运用的相关规定，如何根据实地情况合理选择热源和将设备技术运用于工程实际，减少能耗和环境污染也是我们值得探讨的问题。

洪柳车辆段采用技术成熟可靠、节能高效的空气源热泵集中热水系统，有效减少电能消耗和环境污染，但由于成都日照较少，没有辅助太阳能。

建议在车辆段设计中结合所处城市特点，从节能减排的角度，考虑采用“太阳能+空气源热泵”联合集中热水系统。

7.3 室外给水管网布置

本项目段内的室外给水管网采用生产生活和消防共用的管网系统，室内喷淋系统和室内消火栓系统分别一套，在段内的室外就有三套管网系统，由于轨道及管线(给排水、通信、信号、中低压配电、FAS、BAS等)较多，建议在设计中统筹综合管线，减少管网冲突和绕避，确保管道敷设顺直。在管线集中路段采用综合管沟集中穿越，为施工和运营管理带来便利。同时在管网布置上可考虑集中加压方案或分区域局部加压的方案。

段内设有中水回用系统时，为保证生活用水水质，经技术经济比较后采用中水、生产用水和室外消防管道合用的管网系统，生活变频加压供水管网单独设置的给水系统。中水、生产用水和消防合用管道系统由于水量使用不存在小时变化问题，可取消变频供水，采用一般的水泵自控。

7.4 物资总库消防

物资总库是车辆段内用于存放全线所用的电器设备、机电设备、劳保用品等物资的仓库，有货架式、堆放式，属于丙类仓库，按《建筑设计防火规范》第8.6.3条要求，火灾延续时间为3 h，同时需设置室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统。

物资总库的房屋高度一般在9～13.5 m，多为多排货架立体仓库，宜采用早期抑制快速响应自喷系统，由于货架内喷头的设置会影响货架货物正常装卸，需提高货架隔板竖向间距，是否增设货架内喷头应按现行《自动喷水灭火系统设计规范》规范第5.0.6、5.0.7条的要求确定，当库房高度和储物高度未超过表5.0.6的要求，可不设货架内置喷头，在设计时应与相关专业(机务、建筑、结构)协调配合，合理确定仓库高度和储物高度，降低火灾危险性，避免设置货架内喷头。这样，也能有效提高货架的有效储物空间，贯彻设备专业为工艺服务的设计宗旨。

7.5 雨水利用

洪柳车辆段已竣工验收，受整个项目投资控制的影响，在施工图阶段取消了雨水利用部分内容，仅进行了场地预留。

车辆段运用库、检修库等大型屋面雨水与场地雨水相比，受污染程度较小且便于收集，处理回用成本较低。但雨水利用有一定的季节性，全年大部分时间需要用自来水补水，而雨季绿化及道路浇洒用水大幅减少，供需矛盾较为突出，其调节池的容积取值就得考虑其经济合理性。

建议在车辆段内采用下凹式绿地，一方面能排洪防涝，减少雨水管网系统造价；同时也能对地下水给予较好的补给，较少绿化用水。

雨水是个宝，合理利用也将成为发展趋势。

7.6 物业开发的给排水设计

洪柳车辆段没有设置上盖物业。但在城市化迅速发展，土地资源日益紧缺，城市景观有更高的要求的今天，城市轨道交通车辆段考虑上盖物业开发已成一种趋势。北京、深圳、杭州、宁波、合肥、郑州、长沙等城市均考虑了车辆段上盖物业开发，在车辆段厂房及库房等工业建筑之上增设盖体，在盖上做车库、住宅、办公用房、酒店等。

车辆段检修厂房、物资总库等生产房屋上盖后形成一个特殊的建筑综合体，对消防的疏散和火灾扑救增加了一定的难度，建筑形态的改变也带来了盖下消防设计标准的变化，同时增加了盖体排水设计的难度。主要有以下几点提请设计注意。

(1)盖上盖下宜采用一个消防标准。盖上物业和盖下车辆段同一时间内火灾次数应征求当地消防局的意见，根据不同的建筑综合体类别及规模合理确定火灾次数。

(2)给排水设计尽量考虑资源共享，但为便于管理和计量，车辆段与物业开发的给水、排水系统宜在段内分开设置;市政引入给水干管，污水排出干管建议合用，具体根据车辆段周边环境及其场地条件合理确定。

(3)鉴于结构荷载和投资，盖体覆土较浅，管道繁多，重力排水管道敷设困难，建议盖上的雨水排放尽量采用盖板暗沟的形式以降低覆土厚度，在避开生产库房不影响运营的前提下应尽量就近落地排放；污水可考虑布置于夹层管道层内，同时应注意管材的选择。

(4)由于上盖物业开发的实施往往滞后于车辆段，在设计中应统筹考虑物业给排水接口预留设计，凡是需在车辆段范围内预埋的管线及构筑物需与车辆段同步实施，减少后期施工对车辆段的正常运营。

[1] GB 50157-2003 地铁设计规范[S]

[2] GB 50013-2006 室外给水设计规范[S]

[3] GB 50014-2006(2011版) 室外排水设计规范[S]