地铁车辆段给排水节能环保设计研究

丁毅

（兰州市轨道交通有限公司，甘肃兰州 730000）

0 引言

地铁车辆段的给排水设计包含了多个系统，如污废水系统、给水系统、雨水系统、废水处理系统、消火栓系统等等。在地铁给排水系统设计上，可能会在一定程度上和环保工作冲突。比如，在地铁车辆段的污废水系统设计中，若是缺乏科学的设计理念，导致系统设计虽然能够满足城市地铁污废水处理要求，但是污废水的排放会污染周边环境。基于此，要求必须对地铁车辆段的给排水系统设计给予较高的关注，在设计过程中重视环保理念的践行，既要确保地铁车辆段该排水设计需求实现，同时还要重视设计的环保效益。

1 给排水节能环保设计方案探讨

给排水系统的设计是目前城市地铁车辆段设计过程中必须关注的内容。制定具体的设计方案时，要融入环保节能理念，优化设计效果。在具体设计实现上，首先是要立足地铁车辆段给排水设计要求深入进行设计理念的剖析，解读环保设计要求，实现环保设计和给排水设计理念的融合。其次是科学合理进行设计规划制定，并在给排水施工建设上严格落实相应设计规划。

1.1 地铁车辆段给水系统的节能环保设计方案

地铁车辆段给水系统的设计要充分践行节能环保目标，对地铁车辆段单日最高用水量情况进行计算，做好该区段生活以及生产用水量的准确划分。

目前，地铁车辆段给水系统的水源通常是城市自来水。在节能环保设计中，必须要确保始终有出色的给水系统安全保障。在具体设计上，给水管道可以使用TPEP 钢管，这种钢管的使用寿命较长，而且使用过程中不会轻易结垢，耐腐蚀表现出色，管道有污垢可以实现自清洁。所以TPEP 钢管有突出的应用优势。若是地铁工程项目位于我国北方寒冷地区，为了防止管道结冰，可以在管道外侧设置保温层，确保管道有较好的温度保障，降低管道结冰的概率，实现节能环保目标。为了有效冲刷管道的堆积物，在管道内部还可以设置一些挡块，改变水流的方向，增大水流的冲击力，将管道中堆积的杂物以及污垢冲走，减少管道清洗的相关费用支出，确保给水系统节能环保设计目标的实现[1]。

1.2 地铁车辆段雨水系统的节能环保设计方案

在地铁车辆段的给排水系统设计规划中，雨水系统是其中的重点。随着我国铁路建设水平的不断提升，当前我国很多地铁工程设计引入了雨污分流制排水系统，有较好的节能环保应用价值和意义。为实现对雨水的高效收集，在地铁车辆段的道路两侧通常会设计双箅雨水口。

但是，具体的尺寸要结合地铁车辆段的情况确定。比如，在计算上，一般要进行汇水面积的评估，同时还要对暴雨重现期暴雨强度以确保最终计算结果精准，了解地面集流的时间。在具体的设计中，为实现节能环保的设计目标，雨水的收集以及排放工作一般要分区域完成。回收的雨水可以直接汇集排入市政雨水管道，也可以在区域内进行专门的雨水收集，将收集的雨水用来冲刷道路，或是直接用于绿化灌溉等。

基于此，雨水回收系统的设计可以引入“弃流法”理念。在雨水收集中，由于初期径流雨水含有大量的污染物质，不能将这部分雨水用于城市道路冲刷或绿化灌溉。对于后期径流雨水的处理，基本的工艺流程是分流＋过滤＋消毒。通过简单的处理工艺流程设置，可以确保在系统设计施工中，实施难度不大，同时实现节能环保的目标。

1.3 地铁车辆段污废水系统的节能环保设计方案

在地铁车辆段的给排水系统设计上，污废水系统设计也是其中关键的部分。而且地铁车辆段的给排水系统是否有较为出色的污废水处理能力，往往会对节能环保设计目标的达成有关键性影响。

考虑到地铁车辆段的污废水排放，包含了生产废水以及生活污水。生产污废水可能包括车辆清洗以及检修等多方面的污废水。在这些生产废水中，会有大量有害物质的存在，如果不重视生产废水的科学处理，直接排放，必然会对周边环境造成严重的污染。根据地铁车辆段污废水处理系统节能环保设计的要求，进行专门的污水处理站的规划和设计。比如，针对工业废水中存在较多的浮油情况，可以采用过滤的方式完成去除浮油，或是引入一些生化处理方案等。针对污废水中含有的污泥或是其他杂质可以进行污废水沉淀池的设置等。在完成处理后，将处理后的污水排入城市污水管网。基于此，充分确保在地铁车辆段污废水处理系统的设计上，将节能环保设计要求落实到具体工作中[2]。

2 地铁车辆段给排水环保节能设计案例解读

在地铁车辆段给排水系统节能环保设计实践上，要充分结合项目的具体情况出发，做到设计科学、合理。

2.1 目标案例的项目特点解读

首先，目标案例有特殊的场地情况。该区段是有局部自重湿陷性场地，为地铁车辆段给排水系统设计带来较大的难度，对节能环保设计理念的践行也会有较大的实现难度。在具体的施工设计上，设计人员需要优先制定防水措施，并进行相应的科学设计。做好这一步，对后续给排水节能环保设计有较为突出的价值和意义。

其次，目标区域有较高的保温要求。案例车辆段存在0.85m 最大冻土深度，给排水设计需要高度重视保温措施的选择，保证设计的实用性且不会对周边生态环境造成影响。

最后，在该案例施工区段缺乏成熟的基础配套设施。案例车辆段存在不健全的市政给排水配套设施，由于位于市区一端，作为市政给水管网末端，案例车辆段仅允许一路接管，且仅存在0.15MPa 的水压。管径较小的DE600 市政雨水管无法实现对场区排水的完全接纳，因此必须设法解决相关问题，避免生活污水和生产废水对周边环境造成污染。

2.2 基本设计

案例车辆段的给排水节能设计主要内容为：

第一，给水系统。给水系统接入北侧市政给水管道0，接入管环状布设于车辆段，室外给水管网负责单层建筑用水直供，叠压供水设备负责2 层及以上建筑用水供给。

第二，雨水系统。按照31hm2的汇水面积和5年的暴雨重现期开展计算，确定存在5min 的地面集流时间。汇集雨水后由雨水提升泵井提升排放，最终排入市政雨水管道。

第三，污废水系统。基于339m3的最高日排水量，分别收集生产废水和生活污水，通过污水处理站进行处理，处理后的生产废水和生活污水可回收利用，如用于车辆清洗、绿化浇灌。

第四，废水处理系统。废水处理系统基于案例车辆段污水处理站设计，具体由污泥池、隔油池、调节池、膜生物反应器组成，负责同时处理生活污水和生产废水，具体设置两级调节池，生产废水需要通过隔油池进行油水分离，之后在第一调节池进行水量、水质调节，第二调节池负责混合生活污水和处理后的生产废水，最终通过膜生物反应器完成处理，生物降解、分离泥水后的污水可回收利用。

图1为废水处理系统设计示意图，图中的4、501、503、502、5、8 分别为第二调节池、缺氧池、回流泵、膜生物反应器、生物膜处理器、自吸泵，401、6、101、1、2、3、7、8 分别为生活污水进口、气浮池、生产废水进口、隔油池、第一调节池、污泥池、污泥泵、自吸泵。

第五，消防系统。案例车辆段消防系统由自喷系统、室内外消火栓系统组成，按照3h 火灾延续时间及同一时间内一处失火进行设计，室内外消火栓系统的用水量均为433m3/次，自喷系统为90m3/次，地下水消防水池负责提供消防用水，室外按照120m 间距内设置地下式消火栓，室外环状布设自喷系统及消火栓管网，室内外消火栓系统分别设置2 台消防泵，4 个自喷系统。

2.3 设计要点

案例车辆段给排水节能环保设计还需要关注以下几个方面要点：

第一，供水方式。案例车辆段供水压力较小，且车辆段多数建筑属于1 层用水点，基于节约用地、节能环保、降低投资考虑，设计需要实现供水二次污染控制、市政水压充分利用。考虑到案例车辆段不存在独立给水所，因此采用叠压供给与管网直供结合方式进行供水，能够较好地满足用水需要，同时在生态环境保护方面表现突出。

第二，雨水排放。案例车辆段周围的市政排水设施较少，仅存在西侧的排洪沟和北侧的市政雨水管道，考虑到案例车辆段存在建筑密集、硬化路面多、占地面积大的特点，且存在2m3/s 的雨水排水总流量，一处排出口排放汇集雨水需要采用1.3m 管径的雨水干管，管道接入及后期施工难度将大幅提升。因此选择雨水分区域收集排放设计，按照3 块区域划分车辆段，包括东侧、北侧、南侧汇水区域，沿场区道路进行雨水管路敷设，北侧、南侧汇水区域收集的雨水由西侧排洪沟排放，收集后的东侧汇水区域雨水由北侧的市政雨水管道排放。

具体设计设置雨水泵井2 座，均安装雨水泵3 台，雨水泵能够基于雨水水位自动启动并进行雨水抽升，顺利排放雨水，在保护当地生态环境、优化出行等方面发挥积极作用。

第三，消防水池。确定消防水池的有效容积未采用车辆段各室内外消防系统最大用水量之和，而是采用基于同一时间内一处失火，最大的室内外消防用水量总和，同时选择异形全地下式消防水池设计。

第四，工程防护措施。根据案例车辆段的地质和气候特点，设置管沟防护用于所有建筑给排水管进出户处，同时设置检漏井。需保证建筑与给排水管道间存在6m 以上水平安全距离，管沟防护用于安全距离无法满足的情况下。在消防水池顶部设置聚氨酯复合保温材料，厚度为100mm[3]。

3 结语

总之，地铁车辆段的给排水节能环保设计有突出的价值和意义。本文在观点研究的过程中，针对当前地铁车辆段给排水节能环保设计涉及的具体设计内容进行了解读，并引入具体案例剖析了地铁车辆段给排水节能环保设计的实现方式。通过本文的观点阐释，希望能够为更多地铁车辆段给排水节能环保设计提供经验借鉴。