上海地铁工程的给排水设计

彭海清，高乃云，范瑾初
(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092)

　　摘　要：详细介绍了上海地铁工程的给水、排水、冷却塔循环水系统、人防给水排水系统等设计的特点和管材的选用情况，并对以后的相关设计提出了建议。
　　关键词：地铁车站；给排水系统；设计
　　中图分类号：TU992.01；TU991.36
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2001)04-0041-03

　　地铁车站给水系统的主要任务是满足地下铁道生产、生活用水。生产用水包括车站公共区域地坪等冲洗用水，车站设备用房洗涤盆用水，空调冷冻机的循环水，冷却循环系统补充水。生活用水主要指车站工作人员使用的卫生间、茶水间等用水。排水系统及时排除生产废水、生活污水、隧道结构渗水、事故消防废水及敞开式出入口部分的雨水等，以满足地铁安全运营的需要。

　　1　给水系统

　　地铁车站的生产、生活给水管网是独立的内部供水系统，从二根接自市政管网的消防进水管中的任一根接出生产、生活给水管，单独设置水表后进入车站，呈枝状布置。车站还设开水间，内置电加热开水器，以满足车站职工饮用。
　　1.1设计参数
　　①工作人员生活用水量取50 L/(人·班)，时变化系数采用2.5～3.0。
　　②冷却水系统补充水按循环水量(环控专业提供)的2%～3%计，一般取2%。
　　③冲洗水量以2～4L/(m²·次)，一般采用3L/(m²·次)，每天冲洗一次，按冲洗1 h计。
　　1.2用水量
　　上海轨道交通明珠二期工程某地铁车站的用水量计算见表1。
　　由于地铁车站绝大多数是地下建筑，上海城市管网地面自由水压力为0.1～0.2 MPa，可以满足地铁生活和生产用水要求，故无需设置生活和生产用水加压泵。

　　2　排水系统

　　排水系统采用分流制。分为污水、废水、雨水系统，分别通过潜水泵提升经室外压力窨井排出。
　　2.1排水量
　　①工作人员生活排水量取50 L/(人·班)，时变化系数采用2.5～3.0。
　　②冲洗水排水量以3L/(m²·次)计，结构渗水量按1L/(m²·d)计。
　　③消防废水量与消防用水量相同。
　　2.2污水系统
　　站内厕所污水通过管道排入污水泵房内的污水集水池，其有效容积不大于6 h的污水量，集水池底面设0.1的坡度坡向集水坑，集水池顶板上设有透气管并要求环控专业在泵房内设置排风口。污水泵出水管上安装回流冲洗管，以便冲洗污水集水池。污水经潜水排污泵抽至室外压力窨井后进入化粪池处理，再排入城市下水道。例如，地铁明珠二期工程某车站的污水泵采用潜水排污泵AV5.5型，Q=30m³/h，H=196 kPa，N=5.5 kW，一备一用。
　　2.3废水系统
　　车站废水种类：隧道结构渗水，站厅、站台地面冲洗水，环控机房和各类排水泵房洗涤盆排水以及消防废水。我国地下铁道设计“规范”规定，泵站集水池有效容积＞10 min的隧道结构渗水量和消防废水量之和，且＞30m³。
　　上海地铁一号线的设计中，在站厅和站台层，每隔一定距离就设置一个DN32的冲洗给水栓。但一号线投入运转后发现，不需要设置很多冲洗给水栓，仅在站厅和站台层公共区的两端各设一个DN25的冲洗给水栓就可。另外，在长度＞20 m的出入口通道内设置一个冲洗栓。污、废水泵房内分别设置冲洗龙头。
　　站厅和站台的地面冲洗废水、消防废水一般由设在站厅和站台的地漏汇集，引入线路道床排水沟。但在地铁二号线和明珠二期工程设计中，站台层取消了地漏，废水直接从站台溢入两边线路道床明沟。茶水间废水通过排水管道排入线路道床明沟。出入口通道和站厅连接处设置横截沟，沟内设置DN100地漏，其排水立管接至道床排水明沟。隧道结构渗水经侧墙泄水孔排入线路道床明沟，汇集至有效容积＞30m³的废水集水池(池内设吸水坑，池底坡度＞0.01，坡向吸水坑)，由废水泵房的潜水泵提升至室外压力窨井，然后排入城市下水道。
　　废水泵房一般设置两台泵，一备一用，例如地铁二号线采用CP 3152型潜水泵，Q=100 m³/h;H=215.6 kPa;N=15 kW。但当地铁车站靠近河浜时，废水泵房中设置3台泵，以防水灾事故。如地铁一号线的新闸路站和黄河路站，分别位于苏州河的两旁，两站废水泵房内均设3台泵，按两用一备设计。潜水泵的出水管上均安装了回流冲洗废水集水池的管道。
　　2.4雨水系统
　　车站敞开式出入口的设计雨水量按照50 a一遇的暴雨重现期计算。敞开式出入口的自动扶梯下面设集水坑和雨水排出潜水泵，一备一用。集水坑的有效容积以大于最大一台泵5 min流量计。泵提升雨水经压力窨井后，再排入市政雨水管道系统。

　　3　冷却循环水系统

　　冷却循环水系统主要由冷却塔、循环水泵、补充水和管道及配件组成。根据环控专业提供的冷冻机组所需循环水量和表2所示的冷却塔规格数据，选择节能、低噪声(≤68 dB)、高效率冷却塔，大部分均选用逆流开式玻璃钢冷却塔。以冷却塔为主的冷却循环水系统，冷却塔台数与冷却循环泵台数相对应，一般至少两台，不考虑备用。从生产、生活给水管上引出一根支管作为冷却循环补充用水接至冷却塔，循环泵采用IS型。

　　4　控制方式与要求

　　①控制原则：现场水位自动控制、手动控制，车站控制室集中控制，并在控制室内设显示排水泵工作状态和水位信号装置。
　　②车站集水池水位控制：停泵水位、第一台泵启动水位、第二台泵启动水位及最高警戒水位。
　　③车站污水池水位控制：停泵水位、开泵水位、最高警戒水位。
　　④冷却循环系统控制：其控制方式与环控冷冻机同步，由环控电控室就地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　管材与连接方式

　　①生产、生活给水管道：管径≤DN100，采用给水塑料管，承插接头；管径＞DN100，采用镀锌复合钢管沟槽式连接。由于地铁一号线于1987年开始设计，管径≤DN100，采用镀锌钢管，螺纹连接；管径＞DN100，采用无缝钢管，法兰连接或焊接。
　　②排水管道：站内地漏、卫生间等重力排水管采用排水塑料管；废水泵、污水泵和出入口排水泵的压力排出管采用无缝钢管，焊接并防腐处理；地铁一号线和二号线的室外埋地排水管均采用混凝土管，明珠二期工程采用加筋UPVC管。
　　③管道保温：室外明露的给水管道包括冷却塔循环水、补充水管道须保温。为了防止管道结露导致滴水，室内公共区吊顶层和管理用房吊顶层内的给水管也需保温。

　　6　人防给水排水

　　上海地铁一号线设计未考虑人防要求，但从地铁二号线开始，地铁车站均进行人防设计。
　　战时水箱容量为4 L/(人·d)，保障给水天数为15 d，车站一般设24 t水箱两只。采用食品级玻璃钢水箱，每个水箱设5只给水龙头。水箱水源从车站内的给水管上接入，水箱排水管排至水箱附近的地漏，地漏排向废水泵房，由废水泵房内的泵提升至室外排水管网排出。
　　所有进出地铁的给水管、消防水管、循环冷却水管、压力排水管等进出车站时，均在车站内侧设公称压力＞1 MPa的阀门(防爆波)，阀门设在便于操作处，并用色漆明显标志。平时，可不安装防爆波闸阀，在相应位置设置同直径、同长度短管。临战前换装防爆波闸阀。在穿越出入口墙壁时将预埋防水套管。
　　出入口处利用自动扶梯排水集水井作为洗消集水井。每个出入口设一个清扫口作为洗消排水口，收集洗消污水排向洗消污水集水井，洗消污水排放由人防专业队伍解决。地铁每个出入口通道一侧设一个供墙面和地面冲洗用水龙头，冲洗水管从消防水管或给水管上接出。
　　人防给水管和洗消排水管采用镀锌钢管丝扣连接。

　　7　建议

　　随着人们生活水平和文明程度的提高，地铁应为旅客提供方便，应在车站出入口或站内建造卫生间。考虑到经济问题，卫生间最好建在车站出入口处。
　　地铁车站中应预留生饮水装置和接管位置，以便未来更好地为公众服务。

　　电　话：(021)65980198
　　收稿日期：2000-12-19