地铁给排水与水消防工程的布局与设计思路分析

孙秦川

（中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600）

地铁作为一种便捷、安全的交通工具，为市民出行提供了极大方便。但是地铁作为重要交通设施，一旦发生火灾事故，会造成重大的经济财产损失。所以，在地铁施工建设中，消防工程极为重要，给排水及水消防是其主要建设部分，在保证地铁安全运行的同时，也是保证市民群众安全的重要前提条件之一。另外，地铁在运行过程中，工作人员、乘客用水及生产用水也是必不可少的，决定了消防给排水、生活给排水以及生产给排水都是地铁给排水系统的重要组成部分。因此，本文对地铁给排水与水消防工程的布局设计进行重点分析，研究其在使用中的重要作用。

1 地铁给排水与水消防系统

随着城市化进程不断加快，城市内人口数量呈现出几何倍数增长的态势，这也使得城市的交通压力越来越大，地铁就是在这样的时代背景下产生的一种新型交通工具。作为安全、便捷、时间能够得到可靠保证的新型交通工具，地铁受到了人们的青睐。截至2022年，中国地铁的运营里程已经达到了8708 km，客运量也达到了237.1 亿人次，日均客运量为6497 万人次，城市地铁站已经成为人们日常生活中最为主要的场所之一[1]。因此，作为地铁工程中必不可少的给排水及消防系统，就需要合理布局和设计，其系统可分为生活给水系统、生产给水系统以及消防给水系统3 个部分。生活给水系统主要包括地铁车站内的工作人员以及乘客的用水，如卫生间用水、清扫用水、茶水间热水器用水等。我国对于生活给水有着严格的要求，无论是水质、水量还是水压都须满足既定标准。而生产给水系统主要是因为地铁有大量的空调制冷设备、洗涤设备、机电设备等，设备日常维护及运行，需要有水资源作为支持。由于维修工艺的差距，不同设备对于水压和水量甚至是水质也有着差异化的要求。地铁作为人流量密集的公共场所，保障地铁车站的消防安全必不可少，因此在地铁车站内需设置消防给水系统。消防给水系统对于水压和水量有着严格的要求，必须满足国家《建筑设计防火标准》要求。

2 地铁给排水工程设计

2.1 给水系统设计

地铁给排水工程对于保证地铁的安全运行有着非常重要的意义，在地铁设计中，水源、管材质量、施工技术及水管走向、用水点布设是地铁给排水工程核心设计内容之一。

首先，从水源问题出发，地铁给水系统对于满足地铁的日常运行有着重要的影响。给水系统主要以城市自来水为水源，通常在道路市政给水条件较好的车站，设计两路给水点，以满足消防用水需求。其中生活生产用水和消防用水管路分开设置，生产生活用水站内采用支装管路，单水源即可；消防用水采用环状管路，需接入两路水源，以保证地铁消防用水安全。此外，在道路市政水源较差的站点，有一路用水，可满足生产生活用水；而对于消防用水则无法保证水源安全，通常设置消防水池及消防泵组成的临时高压系统，以满足极端情况下消防用水需求。在部分偏远及新规划区域，车站周边也存在没有市政水源的情况，此时就需要协调当地相关部门，以解决地铁车站用水需求，可采用打井取水或新建市政给水管等措施。总之，地铁用水安全必须得以保障[2]。

其次，无论是生产生活给水系统还是消防给水系统，因用水功能不同，对水源水压需求也不相同，如生产生活用水水压过高则会对末端用水器具产生破坏，如消火栓用水水压过低，则无法满足火灾时用水的水压需求，水压过高则消火栓需设置减压稳压装置，否则会影响消火栓的正常使用。另外，给水管线设计要重点关注管材的工程压力，要保证管道运行安全。给水管线设计中，在最低处和最高处分别设置泄水阀及排气阀，通过这种方式，可有效保护压力给水管道，避免汽蚀、过水不畅等问题，可延长管道使用寿命，进一步提高给水管道的使用安全[3]。

另外，在地铁给水系统管线实际施工中，有部分长直管线，因四季温差变化，会出现车站结构及管线胀缩的现象，则会对地铁给水系统造成影响。针对较长的给水管线，需设置管道伸缩器，管道伸缩器的伸缩量根据实际情况选取，同时管线接口采用柔性连接，以避免管网因胀缩引起变形，受到破坏。在某些特殊位置，如结构缝、变形缝等部位，需设置金属软管，保障管网不受刚性破坏。

最后，地铁给水系统在实际运行中，需要满足地铁生产生活用水的实际需求。在给水系统设计中，需考虑优化给水管用水点位布设，满足地铁车站的清洗以及其他用水需求。如在地铁车站站台和站厅的两端设置简便的冲洗栓箱，不仅能够满足实际使用需求，也可以节约空间。

2.2 排水系统设计

地铁排水系统由污水排水系统和废水排水系统组成。污水排水系统排出地铁车站内产生的生活污水以及卫生间污水；废水排水系统主要是对车站生产废水以及消防系统和雨水进行有效的收集排放。设计中，通常采用PVC 无压管材以及热镀锌钢管为主要的施工材料，这两种管材在成本、性价比等方面具有较为卓越的优势。常规情况下，PVC 无压管材主要是应用于重力排水，热镀锌钢管主要是作为承压管进行应用[4]。

保证地铁排水系统的工程质量，需对施工质量进行严格管理要求。排水系统的所有工程内容及技术要求必须严格按照施工图纸进行施工[5]。在排水系统施工中，经常会涉及到预制管道支架，通过预制管道支架可以提高现场施工效率。在施工中，除了要对管材、施工人员进行监督和管理之外，还要对管道支架进行检查，这样才能确保排水系统的安全。通常会在排水系统施工结束之后，对管道支架进行安全检查。

地铁排水系统中，还会涉及水弯工程，水弯工程臭气阻隔是重要的内容之一。只有确保卫生间内臭气阻隔，才能保证车站内空气质量。地铁设计施工中，要求所有的卫生器具排水管都要安装存水弯，水弯工程的施工质量对后期运用极为重要，防臭处理方式见图1。

图1 防臭处理方式

3 地铁水消防工程设计

3.1 水消防系统设计

保证地铁的消防安全，不仅仅是保证公共场所的消防安全，更是保障城市居民生命财产安全。目前城市地铁都是以水消防系统为主导，结合其他消防灭火设施，以此来提高消防安全水平。

水消防系统是地铁消防系统的重要组成内容，根据地铁的消防安全等级要求及地铁人流量现状，结合现行国标要求，地下地铁车站室内消火栓设计用水量为20 L/s，地铁区间隧道以及人行通道的消火栓设计用水量为10 L/s[6]。

室内消火栓管网在车站站厅层水平成环，在站台层竖向成环，地下区间室内消火栓管网自本站站厅层室内消火栓环状管网接出，沿区间外侧分别布置一根主干管，并在相邻车站站厅层连接成环，消火栓管网采用阀门分成若干独立段，当某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5 个（双栓消火栓按照两个消火栓计算）。

消火栓的布置，必须应满足同一平面有2 支消防水枪的2 股充实水柱同时达到任何部位的要求，每一股水柱流量≥5 L/s。室内净空高度超过8 m 的场所，消火栓栓口动压≥0.35 MPa，且消防水枪充实水柱应按13 m 计算；其他场所，消火栓栓口动压≥0.25 MPa，且消防水枪充实水柱需要按10 m计算。

3.2 消火栓设置要求

消火栓一般采用单口单阀消火栓，当受安装条件限制时，也可采用两只单口单阀为一组的消火栓。消火栓的保护半径和布置间距应经计算确定，且单口单阀消火栓的间距≤30 m，两只单口单阀为一组的消火栓间距≤50 m，人行通道内消火栓的间距≤20 m。地下区间及配线区内消火栓的间距≤50 m，车站与区间土建分界处往区间方向10 m 范围内应设有区间消火栓。

站厅、站台公共区消火栓箱的安装方式应充分结合建筑装修风格确定，站厅、站台层设备区走廊的消火栓箱均采用暗装，车站通风空调机房及风道内的消火栓箱、站台层通往区间走廊内的消防器材箱、区间消火栓及个别条件受限的消火栓（不影响疏散） 可采用明装；区间消火栓口配备消防器材箱，箱内配2 支直径为19 mm 的铝合金消防水枪喷嘴、2 条长25 m 的衬胶水龙带。

每个消火栓箱或区间消火栓处还应设置1 个消防启泵按钮。在水消防系统水力最不利处设置一个带压力表的试验消火栓。

地铁设计中，通常采用薄型单/双栓带消防软管卷盘组合式消防柜，消火栓根据国标图集《室内消火栓安装选取》。组合式消防柜内部配置1 个或2 个DN65 旋转型消火栓、1 支直径为19 mm 的铝合金消防水枪喷嘴、1 条长25 m 的衬胶水龙带、1套自救式软管卷盘；下部配置4 具磷酸铵盐手提式干粉灭火器（MF/ABC5）。其中，软管卷盘采用超薄式卷盘，盘片直径≥500 mm，配内径≥19 mm 的消防软管，软管长度为30 m，软管性能应符合GB 1187-1981《输水胶管》的规定，卷盘水喉的流量≥35 L/min，直流射程≥10 m，卷盘的开关喷嘴应用铜合金制造。

4 结束语

综上所述，地铁给排水与水消防系统主要包含生产生活给水系统、排水系统以及消防给水系统，对于保障地铁的安全运行有着重要的作用。其中需加强管材选取、设备选取、水源问题、管道布设、管道支架的地铁给排水工程设计，将能不断提高地铁给排水的工程质量。而水源水压在地铁水消防工程的设计中尤为重要，管路布设、消火栓布设、阀件设计等都是需要重点关注内容，这些设计对于地铁水消防工程有着积极的影响，也是保证地铁运行安全的前提条件之一。