地铁车站给排水及消防设计特点及体会

２００５年第１期　科技交流　总第１４５期　地铁车站给排水及消防设计特点及体会　张文兵　（铁道第一勘察设计院环境设备处兰州７３００００）　摘要地铁工程投资大，设计时应充分考虑其特点，采用较高的设计标准，保证设计质量．本文介绍了　在地铁车站设计中给排水专业应充分考虑的技术要素．　关键词地铁车站给排水消防设计　１　前言　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　地铁车站是地铁工程的重要组成部　特点如下：　分，地铁车站的给排水及消防设计有一般　２．１用水量标准　建筑工程的共性，也有作为地铁工程的特　车站工作人员生活用水量５０１Ｍ班·　点．本人承担了北京地铁十号线劲松、苏州　人，时变化系数２．５；车站乘客的生活用水　街地铁车站的给排水设计，就该工程的生　量６升／人·天，时变化系数为２．５；车站　产生活给水系统、排水系统、消防系统、给　及区间隧道冲洗用水量３１Ｍｍ　·次；冷却　排水设备控制要求等系统的设计作一介　水、冷冻水系统补充水量分别按循环水量　绍．　的３％计．　２生产、生活给水系统　２．２冷却循环给水系统由冷却循环水泵、　冷却塔、管道阀门过滤器及除垢器等设备　地铁车站所在地绝大部分为城区，周　构成　围有较完善的市政给水管网，以市政自来　冷却塔台数与冷却水泵及冷水机组台　水为供水水源．每个车站由２条不同的城　数一一对应，均不考虑备用，自生产、生活　市自来水管引入消防和生活、生产给水管．　用水管上引出一根ＤＮＳ０ｍｍ的支管接至　地铁车站给水系统采用生产、生活用水和　冷却塔作为冷却循环补充用水．为满足车　消防用水分开的给水系统并分别设置水表　站空调系统冷却循环水量（闭式系统）的　及阀门井．水压按卫生器具用水要求和生　要求，冷却循环泵选用３台卧式离心泵，设　产用水要求确定．地铁车站用水量包括车　置在冷水机房内的冷冻泵旁，与冷水机组　站工作人员生活用水量、车站乘客的生活　对应，其中２台为大系统，另１台为小　用水量、车站及区间隧道冲洗用水量、环控　系统．冷却塔采用３台横流式超低噪声冷　系统所需冷却、冷冻补充水量、生产设备用　却塔，结合车站地面建筑的布置设置在地　水量、各附属建筑物用水量等．地铁车站位　面，在冷却塔的进、出水管上均设置阀门、　于地下，市政水压一般能满足生产、生活给　压力表、温度计．冷却循环给水系统应设放　水系统水压要求，采用市政给水直接供水　水装置，以便于冬季泄水．相同容量的冷却　１２４．　维普资讯 http://www.cqvip.com

水系统的管路通过阀门连通，并设置短接　器，所有设在吊顶内或穿过走道房间的给　冷水机组和冷却塔的冲洗回路．同时应设　水管均应设防结露保温．冷却循环给水系　软化及除藻装置．　２．３进出车站的给排水管道布置　给排水管道不能穿过连续墙，宜设在　出人口或风井部位布置．　２．４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Ｊ＇ｌ－￣０　安装３ｍ长的绝缘短管．　２．５管材　要防止杂散电流对给排水管道的腐　蚀．一般情况下生产、生活给水管采用内筋　嵌入式衬塑钢管，外壁覆膜，丝扣连接．　２．６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，给水干管凡通过伸缩缝　的均设置金属管道补偿器（胶圈接口的管　道除外）．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．吊顶内的大于　ＤＮ８０的给水管每隔５０ｍ设一个波纹补偿　统的送回水管道在经济技术条件允许的情　况下，可采用技术成熟的衬塑钢管，法兰或　沟槽式连接，并应设防结露保温和防腐处　理．室外明露给水及消防管道和车站出入　口通道或冬季进风的通风道内的给排水管　道应设防冻保温（含电保温系统）．　２．７冲洗水栓的设置　考虑到地铁运营中需要对车站进行清　扫，因此站厅、站台层两端和长度大于２０ｍ　的通道内均设置冲洗水栓．为便于更换洒　水栓栓头，应在栓前设置闸阀．　３排水系统　排水系统主要由雨水排水系统、废水　排水系统和污水排水系统组成．其中雨水　排水包括隧道出入洞口、车站露天出入口　等敞开部位的雨水；废水包括车站及区间　隧道冲洗废水、事故排水、消防废水和结构　渗漏水、凝结水等，这些废水均通过线路排　水沟汇流集中到线路区段坡度最低点处的　废水泵站集水池内；污水包括车站内卫生　间污水和车站生活污水．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．　排水系统应对结构渗漏水及凝结水、　消防及生产废水、生活污水等采用分类集　中．废水由泵提升经泄压井后，就近排入室　外市政雨水排水系统；污水必须经化粪池　处理后排入市政污水排水系统．其特点如　下：　３．１排水量标准　工作人员生活排水量按生活用水量的　９０～９５％计，冲洗及消防废水排水量与用　水量相同，冲洗排水量为３Ｌ／ｍ　·次，结构　维普资讯 http://www.cqvip.com

渗漏水量为１Ｌ／ｍ　·昼夜，生产设备排水　地铁车站将影响地下铁道安全运营，甚至　量按所选设备及生产工艺的情况确定．敞　造成事故．为保证地下铁道安全运营，地下　开洞口及露天出入口雨水排水量按北京市　雨水泵站暴雨重现期取５Ｏ年．　５Ｏ年一遇的最大暴雨强度计算，集水时间　３．６车站站厅、站台层地面及设备用房　为５分钟．　３．２排水点设置　站厅层每隔５０ｍ沿边墙设一个　ＤＮ１００的地漏，并设ＵＰＶＣ排水立管接入　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、直升电梯机　坑、风井底部及污水泵房内局部位置不能　自流排除的集水，在这些位置均需设集水　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　和局部自流排水有困难的场合需设置局部　排水泵房．为了放空冷却水管内的水，在站　台层风道内设局部排水泵站．　３．３排水泵　污水泵采用卧式污水排水泵，废水泵　采用立式排水泵，收集结构渗漏水及冲洗　废水和消防废水采用潜水排污泵．　３．４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．废水泵房集水地有效容积为２Ｏ一　３０ｍ　，污水泵房集水池有效容积为６—　８ｒａｉｎ的污水量，防止污水停留时间过长而　沉淀、腐化．　３．５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，当不能自流排水　时，必须在洞口设雨水泵站，如果雨水涌进　线路排水沟．设备用房根据需要应设排水　地漏，出入口通道与站厅接合处，需设置排　水横截沟，地漏和排水横截沟排水立管应　接至道床排水沟．　３．７废水泵房、污水泵房和卫生间　废水、污水泵房和卫生间内应设置通　气管道，避免臭气污染其他房间．　３．８管材　所有按重力流排水的排水管均采用　ＵＰＶＣ塑料管，承插接头．各类泵站（房）的　压力排水管，可采用无缝钢管，并作防腐处　理．　４消防系统　４．１消火栓给水系统　在北京、上海等大城市，消防时可直接　从城市管网抽水，不设消防水池．如当地城　市管网不能满足消防要求时，必须设消防　泵和消防水池．确定消防水池容积时，消火　栓系统火灾延续时间按２ｈ计，但应减去火　灾延续时间内连续补充的水量．消火栓给　水系统经增压后在车站内形成环网，区间　隧道消防供水由相邻车站消火栓管网引　入，双向区间形成环路．消火栓给水系统用　水量按同一时间内发生一次火灾考虑，消　火栓的布置应满足２股水柱同时到达任何　部位，且每股水柱不应小于５Ｌ／ｓ，同时最　不利点充实水柱按不小于１０ｍ计．消火栓　给水系统服务范围除车站本身外，还包括　两地铁车站之间隧道和车站附属的各种连　通通道，两地铁车站之间隧道和车站附属　维普资讯 http://www.cqvip.com

的各种连通通道（长度大于２５　ｍ）内均需　并有明显开关标志．消火栓系统上每隔５　个消火栓安装一只蝶阀．　４．１．６灭火器设置　布置消火栓．其特点如下：　４．１．１消火栓箱的型式及间距　车站消火栓间距应计算确定，采用单　车站灭火器的设置按《建筑灭火器配　口单阀消火栓，间距一般不大于３０ｍ．车站　置设计规范》确定，手提式灭火器按中危　设大型消火栓箱，上部设ＤＮ６５的单口单　阀消火栓，并设自救式软管卷盘一套，下部　设４具干粉灭火器，地下区间每隔５０ｍ设　个消火栓．长度超过３０ｍ的通道应设消　火栓箱，通道内的消火栓箱内不设自救式　软管卷盘和灭火器．环控机房和风道内设　消火栓箱．在每个消火栓箱内设置消火栓　泵启动按钮，并在箱外设有报警按钮．　４．１．２水泵结合器　在车站出入口或风亭的口部设２座地　下式水泵接合器井（每个消防水泵接合器　的流量按１０—１５Ｌ／ｓ计算），并在水泵接合　器井１５—４０ｍ范围内设与之配套的室外　地下式消火栓．　４．１．３自动巡检功能　因为消防泵平时很少运行，为加强消　防泵给水的可靠性，要求消防泵具有自动　巡检功能．在设定的时间周期内自动地启　动消防泵，对消防泵的运行进行检查，有利　于及时了解消防泵的实际性能，解决消防　泵的锈蚀问题，保持消防泵的良好工况．　４．１．４消火栓系统管道敷设　消火栓给水干管布置在车站站厅层吊　顶内及站台层站台板下或吊顶内并连通形　成环网，管道由管卡及支墩固定；本站消防　干管经由区间隧道与相邻车站消防干管贯　通，由支架或支墩固定．　４．１．５阀门安装　地下车站及区间隧道的消防给水干管　变坡点的最高点处安装自动排气阀，最低　点处设泄水阀．在车站两端与隧道区间的　消防连通管道上安装电动蝶阀，平时开启，　险等级配置．火灾种类按Ａ类火灾计算，　每个灭火器最小配置５Ａ灭火级别，一个　灭火器配置场所的灭火器不应小于２只，　每个设置点的灭火器不宜多于４只．地铁　车站在公共区、通道、设备区及管理用房设　置灭火器箱，配置和数量按《建筑灭火器　配置设计规范》（ＧＢＪ１４０＿一９，９７年版）要　求计算确定．　４．１．７消防泵房　消防增压泵房设置于设备层．根据消　防用水量、水压的要求，选用固定消防专用　泵２台，平时一用一备，消防时同时使用，　消防泵的服务范围为本车站、两相邻区间　及相邻单水源车站．在消防水泵进水管上　设蝶阀、压力表，出水管上设置蝶阀、止回　阀、压力表、安全阀等有关设施，并应符合　有关施工及验收规范要求．　４．１．８管材　室外埋地、站台板下及进入区间隧道　的管径为ＤＮ１５０ｍｍ的消防给水管采用球　墨铸铁管，柔性胶圈接口，每隔２ｍ设一处　管卡，其余采用热浸镀锌钢管，沟槽式连　接．　４．２自动喷水灭火系统　结合地下车站开发的商场及地下停车　库必须设置闭式自动喷水灭火系统．　４．３气体灭火系统　地下车站的变电所及地下主变电所的　高压室、低压室、变压器室．通信及信号机　房等不宜采用水消防系统的重要场所，采　用全淹没组合分配式自动气体灭火系统．　气体灭火剂可采用国内产品“ＥＢＭ”　１２７·　维普资讯 http://www.cqvip.com

或七氟丙烷灭火装置，也可采用美国进口　面积，该保护区可不另设泄压口．　的“烟烙尽”灭火装置．国内产品中推荐采　４．３．２系统组成　用七氟丙烷灭火装置，国外产品中推荐采　用“烟烙尽”灭火装置．目前，国内新建的　几条地铁线路如北京地铁复八线、上海地　铁二号线、上海共和新路高架工程　广州地　铁二号线等均选用了ＩＮＥＲＧＥＮ（烟烙尽）　气体灭火系统．由于其特殊的重要地位，且　国外的产品比较成熟，因此，建议采用“烟　烙尽”灭火装置，可以考虑主要的设备元　件采用进口，相关的材料及配件采用国产．　“烟烙尽”是氮气、氩气、二氧化碳以　５２：４０：８的体积比例混合而成的一种灭火　剂．它的３个组成成分均为不活泼气体，为　大气的基本成分．“烟烙尽”气体无色、无　味，不导电，无腐蚀，无环保，在灭火过　程中无任何分解物．其灭火原理为稀释氧　气，窒息灭火．气体喷放时环境温度变化　小，且不影响能见度．缺点：喷射时噪声大；　以气态方式贮存，贮存瓶组较多；贮存压力　大，常温下为１５ＭＰａ，高压增加了危险性，　也相对容易泄露，对管道材料以及安装、维　护水平要求较高．目前该系统主要设备元　件为进口产品，造价较高．　４．３．１基本要求　①灭火剂能在尽可能短的时间内喷放　到防护区内，并迅速均匀分布达到要求的　灭火浓度；②防护区应封闭良好，防止灭火　剂流失，并能保持灭火浓度；③保护区不宜　开口，保护区内与其他空间相同的开口　（除泄压口外）应能在灭火剂喷放前自动　关闭，否则应将保护区扩大至与之相通的　空间；④对密闭良好的保护区应设置泄压　口。泄压口应设置在保护区室内净高２／３　高度以上，且应高于保护对象，并宜设在外　墙上；⑤若保护区设有外开门弹性闭门器　或弹簧门，开口面积不小于泄压口的计算　“烟烙尽”气体灭火系统主要设备及　材料有气瓶、电磁选择阀、灭火控制盘、继　电器模块、温感及烟感探测器、高压软管、　无缝钢管及喷头等部分组成．　４．３．３系统主要设计参数　气体最小设计灭火浓度为３７．５％　（１６℃时），最大设计灭火浓度为４２．８％　（３２℃时），气体喷放时间限于ｌｍｉｎ内；钢　瓶贮存压力为历１５．０ＭＰａ；浸渍时间＞　１０ｍｉｎ．　４．３．４系统采用方式　“烟烙尽”气体灭火系统采用组合分　配式气体灭火系统，实行全淹没灭火方式．　当保护区发生火灾时，通过自动或手动启　动相应的释放阀及选择阀，将灭火剂输送　到指定的保护区．“烟烙尽”气体灭火装置　的灭火剂最大输送距离可达１５０ｍ．　５给排水设备控制要求、方式和显　示　５．１给水及消防灭火设备　（１）消防加压设备由两台消防主泵及　电控柜组成，由ＦＡＳ进行监控．两台消防　主泵平时一用一备，消防时同时使用．消防　主泵由消防按钮和管网压力控制其开启，　控制柜能对消防主泵进行定期自动巡检，　并能将巡检结果反馈给电控柜、车站综合　控制室和控制中心．设车站集中控制、就地　控制及在消火栓箱内设按钮控制．　（２）消防加压设备、深井泵、雨水泵、　主排水泵房采用双路供电．设有ＦＡＳ／ＢＡＳ　的车站，对上述各种设备均应实现就地控　制、车站综合控制室和控制中心的监控三　级控制．　维普资讯 http://www.cqvip.com

（３）消防管电保温系统由ＦＡＳ进行监　示．对该系统的断电、加热不正常（过高、　过低）状态进行报警监示．　（４）冷却循环水泵控制为，冷却循环　水泵的控制方式与冷冻机组同步控制，由　环控电控室控制和车站控制室集中控制，　并能在控制室显示设备的工作状态．　（５）气体灭火装置分为自动控制、手　动控制和机械应急控制．　（６）对供电要求为消防泵、气体灭火　装置按一级负荷供电，冷却循环泵、冷却塔　的供电要求按空调系统的供电要求．　５．２排水设备　（１）局部排水泵、临时排水泵、污水泵　由ＢＡＳ进行监控．集水坑的液位（开泵水　位、停泵水位、报警水位）控制泵的起、停．　（２）地下车站及地下区间的主排水泵　房及雨水泵房由ＢＡＳ进行监控，主排水泵　由两台水泵组成，平时一用一备，必要时可　同时使用．集水坑的液位（停泵水位、第一　台开泵水位、第二台开泵水位、报警水位）　控制泵的起、停．　（３）对供电要求为主排水泵按一级负　荷供电，其它排水泵按二级负荷供电．