林 宏,羅正洲,馬永靜

(中鐵二院工程集團有限責任公司,四川成都610031)

1 工程概況

成都地鐵2號線一期工程線路始于成灌客運站，止于經干院站，線路全長22.380 km。設有20座地下車站、1座洪柳車輛段與綜合基地、2座主變電所，1座控制中心。一期工程已于2012年9月16日通車試運營。

洪柳車輛段與綜合基地(以下簡稱洪柳車輛段)位于成都市區(qū)東面，老成渝路(驛都大道)與繞城高速公路相交處的東南角。

洪柳車輛段設置了完善的給排水設施。其中給水系統(tǒng)由生產、生活給水系統(tǒng)，熱水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)三部分組成；排水系統(tǒng)由生活污水系統(tǒng)、生產廢水系統(tǒng)及雨水系統(tǒng)三部分組成。

2 給水系統(tǒng)

2.1 水源

洪柳車輛段北側老成渝路上既有城市自來水給水管DN300、 DN600各一根，水壓0.23 MPa以上，車輛段采用該兩路水源。

考慮充分利用市政水壓，室外不設加壓泵房，室內局部加壓。為保證消防用水，從市政二根不同的給水干管上分別接入DN250的給水管，引入管上均設置倒流防止器。

2.2 用水量

設計年度用水量見表1。

表1 設計年度晝夜用水量(近期)

2.3 生產、生活給水系統(tǒng)

室外給水系統(tǒng)采用生產、生活與消防共用的管網系統(tǒng)，管網布置成環(huán)狀，由兩路市政管道直接供水。給水管網直接供二層及以下的生產、生活房屋用水，超過二層的生產、生活房屋采用室內加壓設施單獨加壓供給。

2.4 消防給水系統(tǒng)

洪柳車輛段按同一時間發(fā)生一次火災考慮。設計的室內水消防系統(tǒng)有：室內消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)和廚房水噴霧自動滅火系統(tǒng)。室外消防采用低壓給水系統(tǒng)，室外消防秒流量按25 L/s計，火災延續(xù)時間3 h。消火栓沿間距不超過120 m，其出口壓力不小于0.1 MPa。

綜合樓、運用庫、聯(lián)合廠房、運轉綜合樓、雜品庫、調機/工程車庫、物資總庫、材料庫及汽車庫設置室內消火栓系統(tǒng)，室內消防采用區(qū)域臨時高壓系統(tǒng)：室內消火栓系統(tǒng)在車輛段內形成環(huán)狀管網，共用消火栓泵及高位水箱。綜合樓內按中危險I級設置噴頭，用水量見表2。物資總庫按照倉庫危險等級設置自噴系統(tǒng)。

表2 室內消防用水量統(tǒng)計

2.4.1 室內消火栓給水系統(tǒng)

綜合樓、運用庫、聯(lián)合廠房、運轉綜合樓、雜品庫、調機/工程車庫、材料庫及汽車庫設置消火栓系統(tǒng)，其室內消火栓系統(tǒng)，消防用水量15 L/s,火災延續(xù)時間2 h；物資總庫的消防用水量10 L/s,火災延續(xù)時間3 h。室內消防采用臨時高壓系統(tǒng)，消防用水由綜合樓內有效容積為600 m3的消防水池及水泵房內的消防泵組供給，消火栓消防泵按一用一備設置。在綜合樓樓頂設有消防水箱以滿足火災初期消防用水量，室外設置DN100的水泵接合器。

2.4.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

洪柳車輛段綜合樓、物資總庫內除不宜用水撲救的場所均設置自動噴水滅火系統(tǒng)。物資總庫倉儲區(qū)按照倉庫危險I級設置早期抑制快速響應噴頭的自噴系統(tǒng)，其余輔助辦公用房按中危險I級設置自噴系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)給水由水泵房內的噴淋泵組供給，噴淋消防泵按兩用一備設置。自動噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)共用設置在維修中心綜合樓屋頂?shù)囊蛔?8 m3消防水箱和一套消防增壓穩(wěn)壓設備，以滿足火災初期消防供水要求。綜合樓、物資總庫自動噴水滅火系統(tǒng)在室外設置DN150的消防水泵接合器。

2.5 熱水系統(tǒng)

車輛段綜合樓公共浴室、公共食堂及帶衛(wèi)生間的乘務員公寓設熱水供應系統(tǒng)。根據使用時間的不同，公共浴室、公共食堂與乘務員公寓分為兩個系統(tǒng)供應熱水。

熱源的供應方式以日產10 t熱水為例，綜合對比如表3。

表3 熱水系統(tǒng)熱源比較

經綜合比較，在節(jié)能和經濟效益等多個方面，空氣源熱泵具有其它常規(guī)熱源不可超越的優(yōu)點。系統(tǒng)采用帶電輔熱功能的空氣源熱泵機組集中供熱，空氣源熱泵機組設于綜合樓頂。

生產車間集中設置全自動電開水器供給熱水；公寓及辦公室采用飲水機供給熱水。

3 其他消防設施

3.1 氣體滅火

車輛段內的計算機室、信號電源室、信號設備室、綜合監(jiān)控設備室等重要的電氣設備房間設置了“IG-541”全淹沒組合分配式氣體滅火系統(tǒng)。

3.2 水噴霧

公共食堂烹飪間的排油煙罩及烹飪部位設置水噴霧自動滅火成套設備，并在燃氣燃油管道上設置緊急事故自動切斷裝置。

3.3 滅火器

建筑物內按現(xiàn)行《建筑滅火器配置設計規(guī)范》的規(guī)定配設滅火器。采用磷酸銨鹽干粉滅火器。

4 排水系統(tǒng)

4.1 排水量與污水性質

排水量見表4。

表4 排水量

污水性質(參考廣州2號線赤沙車輛段原水水質)見表5。

表5 赤沙車輛段原水水質

注：取樣點為調節(jié)沉淀池進水口。單位：除pH除外，其余以 mg/L計。

4.2 污水處理工藝及方案

洪柳車輛段洗車廢水采用回收利用的方式，以節(jié)約用水。生產廢水生活污水處理工藝流程分別見圖1、圖2。

圖1 生產廢水處理工藝流程

圖2 生活污水處理工藝流程

4.3 排水系統(tǒng)構成

洪柳車輛段排水系統(tǒng)采用雨污分流有組織排水方式，根據排水水質和不同的處理工藝設四套排水管網系統(tǒng)：含油生產污廢水、洗車廢水經處理場處理到標后排入市政污水管網；生活污水經隔油池、毛發(fā)聚集井等處理構筑物初步處理后，排入市政污水管網；段內場坪道路雨水經管道收集，就近引入站場排水溝統(tǒng)一排放至成龍路附近河體；大型車庫屋面雨水，初徑流雨水經棄流裝置后，由管道收集進入污水處理場內的調節(jié)沉淀池，消毒處理后的雨水經專用管道和小型灑水車回用于場坪綠化用水和道路澆灑用水。

為節(jié)約工程投資，管道收集大型車庫屋面雨水后匯入集水井，進調節(jié)池的管道管徑取d500。當收集的雨水量滿足需要時，污水處理場的工作人員關閉集水井內的閘板，雨水從集水井超越管流入站場排水溝內，重力排入車輛段西側的水體。污水重力流排入成龍路規(guī)劃的d300污水干管內。

運用庫、聯(lián)合廠房屋面雨水排放采用虹吸式壓力流雨水排水系統(tǒng)，其余房屋采用重力流雨水排水系統(tǒng)。屋面雨水排水采用設計暴雨重現(xiàn)期10年，5分鐘集流時間計算。

4.4 污泥處理

洪柳車輛段污水站污泥較少，為便于管理和節(jié)約工程投資，污物處理站不設置污泥處理設施，充分利用城市公用設施。污水處理過程中產生的污泥定期采用市政吸泥車運送到城市污水處理廠集中處置。

5 給排水設備控制

給排水設備采用就地控制和自動控制；消火栓泵控制應能就地、“一對一”和水泵啟動按鈕控制。消防設備按一級負荷供電，其他給排水設備按二級負荷供電。

6 機構設置及定員

機構設置及定員結合運營管理模式統(tǒng)籌考慮。

給排水設備的檢修由設備供貨商提供保障，實現(xiàn)社會化。洪柳車輛段內配置相應的對口部門對給排水設備進行管理和日常維護，給排水設施的維修保養(yǎng)和中、小修工作由車輛段內綜合維修中心內的機電車間負責，對給排水設備進行就地臨修。

洪柳車輛段內設給排水技術部，定員3～5人。

7 思考與建議

車輛段系擔負軌道交通車輛的停車列檢、月檢、大/架修及定/臨修、職工培訓、物資儲運等任務的大本營，也是城市軌道交通項目中的用水大戶和能源消耗大戶。隨著人口增長和城市化發(fā)展，在土地資源、能源消耗、環(huán)境污染等問題日益凸顯的今天，節(jié)約能源和環(huán)境保護成為每個工程設計人員在工程設計中除滿足功能需求、工程安全外需重點考慮的問題。結合車輛段設計現(xiàn)狀和車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)的趨勢，以下就車輛段給排水系統(tǒng)設計中供水及污水處理方案、熱源選擇、室外給水管網布置、物資總庫消防、雨水利用、物業(yè)開發(fā)等方面提出思考與建議。

7.1 供水及污水處理方案

洪柳車輛段具有較好的供水和排水條件，為保證消防供水的安全性采用兩路水源，污水經處理后排入市政污水管網最終匯入城市污水處理廠集中處理。然而，從國內各城市軌道交通車輛段設計現(xiàn)狀看來，其占地面積較大(25～50 hm2)，多數(shù)選址于城市郊區(qū)，市政管網配套不全，供水處于城市管網末端，多數(shù)只有一路市政水源，水量水壓均難以滿足車輛段用水需求；排水無市政雨污水管網或尚在規(guī)劃建設中。供水及污水處理方案需因地制宜。

7.1.1 供水方案

為確保供水可靠，車輛段應優(yōu)先采用城市自來水，當段址周邊不具備兩路市政水源時，應對長距離輸水方案和蓄水加壓供水方式進行綜合比選。

車輛段生產生活用水主要集中于一至三層的洗車庫、檢修庫、運用庫、食堂及公共浴室，當市政水壓大于0.2 MPa時，能基本滿足主要用水點的生產和生活用水，給水系統(tǒng)宜采用自帶蓄水箱的無負壓疊壓給水設備供水，充分利用管網余壓，減少電能消耗；當市政水壓小于0.2 MPa時宜設生活水箱采用變頻調速供水設備加壓供水。采用生產生活與消防合用的系統(tǒng)，設有消防水池給水加壓站時，可考慮采用一路市政接管，加壓后兩路供給室外環(huán)狀管網。

7.1.2 污廢水處理方案

(1)生產廢水回用。洪柳車輛段在設計時原本考慮了整個場段的生產廢水回用事宜，但由于60%～70%的廢水來自于洗車廢水，而機務專業(yè)設置了一套設備對洗車廢水進行了回用，加之附近有市政污水管道，考慮經濟合理性就選用了處理后排入市政管道的工藝。

但隨著水資源匱乏問題的日益凸顯，城市軌道交通車輛段內的生產廢水建議采用回用方案。在車輛段周邊的市政管網不健全或有水體的前提下，車輛段內生產廢水根據受納水體的要求需達I級排放標準，那么，生產廢水經隔油、氣浮、過濾，消毒處理后回用；若車輛段附近有市政污水管網，生產廢水達到一定規(guī)模，經技術經濟比較后也可選用回用方案。

采用回用方案時，建議車輛段的生產廢水宜在段內統(tǒng)籌考慮，設計時與機務專業(yè)協(xié)調好取消其局部回用設備，將段內的生產廢水收集集中處理后回用于洗車、綠化及澆灑道路等。

(2)化糞池。在城市污水處理廠配套完善的城市，如廣州、上海、杭州、成都等地的城市排水條例中逐步將取消化糞池設置，此問題也提上了議事日程和小范圍試點工作，是否取消有利有弊，也是值得我們探討的一個問題。

洪柳車輛段具備良好的坡地排水條件和完善的市政污水管網及與其配套的城市污水處理廠，生活污水系統(tǒng)設化糞池處理后排入市政管網。

場段較小，排水條件比較好時，可考慮取消化糞池；但一般情況下，車輛段占地較大，段內股道交叉，管道繁多，過股道也需一定的埋深，重力排水較困難，建議設置化糞池，可減小排水坡度及管道埋深。但最終的排水方案需執(zhí)行項目環(huán)評結論及地方相關政策要求。

7.2 熱源選擇

對本專業(yè)來說，車輛段熱水系統(tǒng)在城市軌道交通工程中是能源消耗大戶，采用清潔可再生能源成為車輛段熱水系統(tǒng)的首選，亦是環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需求。南京、寧波等地先后出臺了關于太陽能技術推廣運用的相關規(guī)定，如何根據實地情況合理選擇熱源和將設備技術運用于工程實際，減少能耗和環(huán)境污染也是我們值得探討的問題。

洪柳車輛段采用技術成熟可靠、節(jié)能高效的空氣源熱泵集中熱水系統(tǒng)，有效減少電能消耗和環(huán)境污染，但由于成都日照較少，沒有輔助太陽能。

建議在車輛段設計中結合所處城市特點，從節(jié)能減排的角度，考慮采用“太陽能+空氣源熱泵”聯(lián)合集中熱水系統(tǒng)。

7.3 室外給水管網布置

本項目段內的室外給水管網采用生產生活和消防共用的管網系統(tǒng)，室內噴淋系統(tǒng)和室內消火栓系統(tǒng)分別一套，在段內的室外就有三套管網系統(tǒng)，由于軌道及管線(給排水、通信、信號、中低壓配電、FAS、BAS等)較多，建議在設計中統(tǒng)籌綜合管線，減少管網沖突和繞避，確保管道敷設順直。在管線集中路段采用綜合管溝集中穿越，為施工和運營管理帶來便利。同時在管網布置上可考慮集中加壓方案或分區(qū)域局部加壓的方案。

段內設有中水回用系統(tǒng)時，為保證生活用水水質，經技術經濟比較后采用中水、生產用水和室外消防管道合用的管網系統(tǒng)，生活變頻加壓供水管網單獨設置的給水系統(tǒng)。中水、生產用水和消防合用管道系統(tǒng)由于水量使用不存在小時變化問題，可取消變頻供水，采用一般的水泵自控。

7.4 物資總庫消防

物資總庫是車輛段內用于存放全線所用的電器設備、機電設備、勞保用品等物資的倉庫，有貨架式、堆放式，屬于丙類倉庫，按《建筑設計防火規(guī)范》第8.6.3條要求，火災延續(xù)時間為3 h，同時需設置室內外消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)。

物資總庫的房屋高度一般在9～13.5 m，多為多排貨架立體倉庫，宜采用早期抑制快速響應自噴系統(tǒng)，由于貨架內噴頭的設置會影響貨架貨物正常裝卸，需提高貨架隔板豎向間距，是否增設貨架內噴頭應按現(xiàn)行《自動噴水滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》規(guī)范第5.0.6、5.0.7條的要求確定，當庫房高度和儲物高度未超過表5.0.6的要求，可不設貨架內置噴頭，在設計時應與相關專業(yè)(機務、建筑、結構)協(xié)調配合，合理確定倉庫高度和儲物高度，降低火災危險性，避免設置貨架內噴頭。這樣，也能有效提高貨架的有效儲物空間，貫徹設備專業(yè)為工藝服務的設計宗旨。

7.5 雨水利用

洪柳車輛段已竣工驗收，受整個項目投資控制的影響，在施工圖階段取消了雨水利用部分內容，僅進行了場地預留。

車輛段運用庫、檢修庫等大型屋面雨水與場地雨水相比，受污染程度較小且便于收集，處理回用成本較低。但雨水利用有一定的季節(jié)性，全年大部分時間需要用自來水補水，而雨季綠化及道路澆灑用水大幅減少，供需矛盾較為突出，其調節(jié)池的容積取值就得考慮其經濟合理性。

建議在車輛段內采用下凹式綠地，一方面能排洪防澇，減少雨水管網系統(tǒng)造價；同時也能對地下水給予較好的補給，較少綠化用水。

雨水是個寶，合理利用也將成為發(fā)展趨勢。

7.6 物業(yè)開發(fā)的給排水設計

洪柳車輛段沒有設置上蓋物業(yè)。但在城市化迅速發(fā)展，土地資源日益緊缺，城市景觀有更高的要求的今天，城市軌道交通車輛段考慮上蓋物業(yè)開發(fā)已成一種趨勢。北京、深圳、杭州、寧波、合肥、鄭州、長沙等城市均考慮了車輛段上蓋物業(yè)開發(fā)，在車輛段廠房及庫房等工業(yè)建筑之上增設蓋體，在蓋上做車庫、住宅、辦公用房、酒店等。

車輛段檢修廠房、物資總庫等生產房屋上蓋后形成一個特殊的建筑綜合體，對消防的疏散和火災撲救增加了一定的難度，建筑形態(tài)的改變也帶來了蓋下消防設計標準的變化，同時增加了蓋體排水設計的難度。主要有以下幾點提請設計注意。

(1)蓋上蓋下宜采用一個消防標準。蓋上物業(yè)和蓋下車輛段同一時間內火災次數(shù)應征求當?shù)叵谰值囊庖姡鶕煌慕ㄖC合體類別及規(guī)模合理確定火災次數(shù)。

(2)給排水設計盡量考慮資源共享，但為便于管理和計量，車輛段與物業(yè)開發(fā)的給水、排水系統(tǒng)宜在段內分開設置;市政引入給水干管，污水排出干管建議合用，具體根據車輛段周邊環(huán)境及其場地條件合理確定。

(3)鑒于結構荷載和投資，蓋體覆土較淺，管道繁多，重力排水管道敷設困難，建議蓋上的雨水排放盡量采用蓋板暗溝的形式以降低覆土厚度，在避開生產庫房不影響運營的前提下應盡量就近落地排放；污水可考慮布置于夾層管道層內，同時應注意管材的選擇。

(4)由于上蓋物業(yè)開發(fā)的實施往往滯后于車輛段，在設計中應統(tǒng)籌考慮物業(yè)給排水接口預留設計，凡是需在車輛段范圍內預埋的管線及構筑物需與車輛段同步實施，減少后期施工對車輛段的正常運營。

[1] GB 50157-2003 地鐵設計規(guī)范[S]

[2] GB 50013-2006 室外給水設計規(guī)范[S]

[3] GB 50014-2006(2011版) 室外排水設計規(guī)范[S]