帶上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的半地下地鐵車輛基地給排水設(shè)計(jì)探討

王波

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，廣州 510030）

1 工程概況

1.1 地鐵工程概況

福州2 號(hào)線竹岐停車場(chǎng)場(chǎng)址位于閩侯縣竹岐鄉(xiāng)蘇洋村內(nèi)。停車場(chǎng)用地面積為11.09 hm2，用地范圍內(nèi)場(chǎng)坪標(biāo)高為8.55 m，軌面標(biāo)高定為9.4 m，為半地下停車場(chǎng)。

竹岐停車場(chǎng)按上蓋開(kāi)發(fā)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，8.5 m 蓋板與停車場(chǎng)同步建設(shè)，蓋上主要為住宅（兼容公服配套）。竹岐停車場(chǎng)由北往南分為3 部分，南側(cè)為連接車站的出入場(chǎng)線區(qū)，長(zhǎng)度約250 m，設(shè)有工程車存放線、信號(hào)轉(zhuǎn)換段等；中部為咽喉區(qū)，設(shè)有洗車機(jī)庫(kù)及控制室、牽引變電所、材料裝卸線及材料堆場(chǎng)；北部為庫(kù)房區(qū)及廠前區(qū)，廠前區(qū)包括綜合樓、司機(jī)休息室、污水處理站等，庫(kù)房區(qū)包括停車列檢庫(kù)、周月檢庫(kù)、臨修庫(kù)及運(yùn)轉(zhuǎn)輔助間等。

1.2 上蓋開(kāi)發(fā)工程概況

上蓋開(kāi)發(fā)項(xiàng)目為商業(yè)地產(chǎn)開(kāi)放項(xiàng)目，主要布置為4～7 層住宅、1～2 層的配套用房。目前，地鐵工程已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，蓋板平臺(tái)為蓋下地鐵庫(kù)房的臨時(shí)屋面。上蓋工程目前已在建設(shè)中，預(yù)計(jì)于2021 年11 月完成主體工程。

1.3 工程重難點(diǎn)

本工程為帶上蓋開(kāi)發(fā)停車場(chǎng)，目前對(duì)于消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范方面存在不明確、不完善的地方，需要進(jìn)行專業(yè)的消防性能化設(shè)計(jì)；廠址為半地下式停車場(chǎng)，排水條件不暢，排水方案較復(fù)雜；周邊市政管網(wǎng)不完善，給排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要全面考慮、特殊設(shè)計(jì)。

2 車輛基地消防給水及自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程中，自來(lái)水公司只能保證0.14 MPa 的最低供水壓力，不能滿足常高壓的要求，市政只有一路水源，市政水源難以滿足兩路供水的需要，因此，消火栓給水系統(tǒng)只能采用臨時(shí)高壓系統(tǒng)[1]。針對(duì)此，可以在車輛基地段場(chǎng)內(nèi)設(shè)置室內(nèi)外消防系統(tǒng)共用的消防水池、消防泵組，室內(nèi)外消防系統(tǒng)共用室外消防環(huán)管，室外消火栓、各單體建筑消火栓系統(tǒng)引入管均直接與環(huán)狀管網(wǎng)相連。車輛段消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)有：

1）室外消火栓系統(tǒng)與室內(nèi)消火栓系統(tǒng)分別設(shè)置消防增壓設(shè)備，加壓后在場(chǎng)站內(nèi)成環(huán)狀敷設(shè)。

2）室外消防最大用水量為30 L/s，室內(nèi)消火栓最大用水量為15 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間2 h。

3）室外消火栓沿道路設(shè)置，咽喉區(qū)設(shè)室內(nèi)消火栓。

4）室內(nèi)消火栓系統(tǒng)從室外消火栓管網(wǎng)上接駁。

5）在綜合樓頂蓋上1 層設(shè)置高位消防水箱，有效容積為18 m3。

6）各室內(nèi)消火栓系統(tǒng)設(shè)置消防水泵接合器。

2.2 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程根據(jù)GB 51298—2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》和GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（2018 版）及消防性能報(bào)告要求，自噴系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)方案是：

1）運(yùn)用庫(kù)、綜合樓及運(yùn)轉(zhuǎn)輔助間設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

2）本段采用了上蓋開(kāi)發(fā)模式，出于安全性考慮，運(yùn)用庫(kù)增設(shè)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。按非倉(cāng)庫(kù)類高大凈空?qǐng)鏊紤]，凈空高度8 m＜h＜12 m，噴水強(qiáng)度≥12 L/min·m2，作用面積300 m2，設(shè)計(jì)流量90 L/s，火災(zāi)持續(xù)噴水時(shí)間為1 h。

3）綜合樓自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：中危險(xiǎn)I 級(jí)，噴水強(qiáng)度6 L/min·m2，作用面積160 m2，設(shè)計(jì)流量30 L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1 h。

4）運(yùn)轉(zhuǎn)輔助間中危險(xiǎn)I 級(jí)，凈空高度h＜8 m，噴水強(qiáng)度6 L/min·m2，作用面積160 m2，設(shè)計(jì)流量30 L/s 計(jì)，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間1 h。

5）各建筑合用噴淋泵組和管網(wǎng)系統(tǒng)，配置相應(yīng)數(shù)量的消防水泵接合器[2,3]。

2.3 自動(dòng)滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)

GB 51298—2018《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于車輛基地的自動(dòng)滅火設(shè)置范圍沒(méi)有明確規(guī)定，相關(guān)要求有：控制中心的綜合監(jiān)控設(shè)備室、通信機(jī)房、信號(hào)機(jī)房、自動(dòng)售檢票機(jī)房、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中心、電源室等無(wú)人值守的重要電氣設(shè)備用房設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)。本工程考慮為半地下、有上蓋開(kāi)發(fā)車輛基地。氣體滅火的設(shè)計(jì)原則如下：

1）在綜合樓內(nèi)不宜用水撲滅的電氣設(shè)備用房?jī)?nèi)設(shè)置氣體滅火系統(tǒng)。

2）氣體滅火系統(tǒng)設(shè)置：采用IG541 作為滅火劑。系統(tǒng)采用組合分配系統(tǒng)，1 套組合分配系統(tǒng)的防護(hù)區(qū)滅火劑存儲(chǔ)容器數(shù)量≤8 個(gè)。

3）氣體滅火系統(tǒng)保護(hù)范圍有：聯(lián)鎖機(jī)械室、通信設(shè)備室、綜合監(jiān)控設(shè)備及電源室、微機(jī)室、信號(hào)電源室。

4）氣體滅火系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控設(shè)置獨(dú)立的氣滅主機(jī)，氣滅主機(jī)通過(guò)通信接口，向FAS 發(fā)送報(bào)警防護(hù)區(qū)火災(zāi)報(bào)警信號(hào)和設(shè)備故障信號(hào)。

3 車輛基地生產(chǎn)生活給水及排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)

從附近316 國(guó)道市政給水管引1 路DN 250 mm 給水管至本場(chǎng)內(nèi)，于總水表后接出1 路DN 250 mm 給水管供本段用水。市政接管點(diǎn)水壓按城市最低服務(wù)水壓0.14 MPa 計(jì)。

段內(nèi)室外給水采用生產(chǎn)、生活給水和室外消防用水分開(kāi)的獨(dú)立系統(tǒng)，生產(chǎn)、生活給水管網(wǎng)成枝狀布置，各建筑物室內(nèi)用水的市政壓力直供部分從室外低壓管網(wǎng)上就近接駁。

段內(nèi)綜合樓（2 層地面建筑）及各單體建筑的生產(chǎn)、生活用水全部采用市政直供，無(wú)須設(shè)置增壓。

3.2 生產(chǎn)、生活排水系統(tǒng)

車輛基地室外排水采用分流制，室外雨水、生產(chǎn)廢水與生活污水均分流排放。因相關(guān)規(guī)劃污水管線工期滯后于停車場(chǎng)工期，原設(shè)計(jì)方案為：（1）近期生活污水和生產(chǎn)廢水都經(jīng)污水處理站處理達(dá)到一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)后排入北面的雨水排水系統(tǒng)；（2）待室外市政污水管網(wǎng)建成后采用生活污水直接接入污水管網(wǎng)，生產(chǎn)廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排入市政污水管網(wǎng)。

但在環(huán)評(píng)單位進(jìn)行后環(huán)評(píng)時(shí)，提出了“由于竹岐停車場(chǎng)和蘇洋站東北側(cè)有1 處上街鎮(zhèn)清源水廠侯官水源保護(hù)區(qū)，要求施工過(guò)程中嚴(yán)禁將生產(chǎn)廢水及生活污水排入水源保護(hù)區(qū)及其上游水體?！庇纱丝梢?jiàn)，原方案不能滿足環(huán)評(píng)要求。針對(duì)這一情況，可采取的處理方案有：

1）以環(huán)評(píng)批復(fù)為依據(jù)，推進(jìn)當(dāng)?shù)卣雌趯?shí)施市政道路及管線建設(shè)，取得當(dāng)?shù)卣嚓P(guān)部門規(guī)劃管線建設(shè)通水完成時(shí)間（在試運(yùn)行前）的回復(fù)。

2）污水處理站增加生活污水和生產(chǎn)廢水深化處理設(shè)備，提升處理標(biāo)準(zhǔn)，回用于道路沖洗、綠化、運(yùn)用庫(kù)地面沖洗。

3）增設(shè)污水池，儲(chǔ)存污水處理站處理后的污水，委托環(huán)境公司定期槽車外運(yùn)。

經(jīng)過(guò)多輪協(xié)調(diào)，最后市政部門在短時(shí)期內(nèi)完成了市政管網(wǎng)建設(shè)，從停車場(chǎng)西邊400 m 左右的污水處理站建設(shè)了1 根市政污水管接到停車場(chǎng)西北角，以便在運(yùn)營(yíng)前做好停車場(chǎng)投入使用后的生活和生產(chǎn)污水的排放。

4 車輛基地雨水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1 蓋上排水系統(tǒng)

有組織屋面排水，分重力流排水和虹吸排水2 種形式：

1）重力流排水系統(tǒng)中水流依靠重力作用自排，懸吊管必須具備一定坡度，其排水效率較低，需較多排水管，但初期建設(shè)成本較低。

2）虹吸式排水系統(tǒng)管內(nèi)可形成滿管有壓水流，利用建筑物與地面的高差形成虹吸作用，使屋面雨水快速排除，其懸吊管可不設(shè)坡度，且排水速度快、效率高，排水管數(shù)量較少，占用空間較小，但造價(jià)較為昂貴。

本工程排水管需要跨越消防車道，管道布置空間受限，采用虹吸排水系統(tǒng)。虹吸總匯水面積為85 000 m2，一共分成85 個(gè)子系統(tǒng)。虹吸排水管的主管徑為200～300 mm，通過(guò)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)橫梁，虹吸管固定在橫梁上跨過(guò)消防車道，排入場(chǎng)外雨水溝。

4.2 蓋下排水系統(tǒng)

除蓋上部分，蓋下段場(chǎng)仍有部分露天區(qū)域（主要是消防車道）雨水和地下滲漏水，雨水匯入地勢(shì)低洼的站場(chǎng)排水溝，排水溝匯集蓋下雨水后接入新建的臨時(shí)排洪工程。

由于洪水或內(nèi)澇期間雨水無(wú)法重力排出，停車場(chǎng)需考慮防倒灌、防淹問(wèn)題，因此，增設(shè)雨水強(qiáng)排措施：（1）在總排水出口設(shè)1 座雨水強(qiáng)排泵站及2 處鑄鋼閘門（帶啟閉機(jī)）；（2）閘門1 位于站場(chǎng)排水溝和臨時(shí)排洪工程交界處，閘門2 位于站場(chǎng)排水溝與強(qiáng)排泵站集水井之間，當(dāng)室外發(fā)生洪澇無(wú)法自行排出時(shí)，關(guān)閉1 號(hào)鑄鋼閘門啟閉機(jī)，切斷與臨時(shí)排洪工程接口，防止市政雨水倒灌，打開(kāi)2 號(hào)鑄鋼閘門啟閉機(jī)，段場(chǎng)內(nèi)排水匯入雨水強(qiáng)排泵站，啟動(dòng)強(qiáng)排措施，通過(guò)雨水混流泵提升至市政雨水管排放。

地鐵車輛基地是地鐵線路的關(guān)鍵設(shè)施，一旦發(fā)生水淹事故，影響很大，針對(duì)本項(xiàng)目情況，除了上述常規(guī)排水措施，還增加了以下3 項(xiàng)保障措施。

1）地下防滲：停車場(chǎng)的百年一遇洪水位為14.0 m，停車場(chǎng)地坪標(biāo)高為8.55 m，遠(yuǎn)低于洪水位標(biāo)高，且地層主要為砂層，存在沿砂層向停車場(chǎng)滲水的可能。故沿停車場(chǎng)周邊設(shè)置截水措施，停車場(chǎng)建設(shè)紅線邊，設(shè)置直徑850 mm@600 mm 的三軸攪拌樁進(jìn)行防水，三軸攪拌樁深度為穿透砂層進(jìn)入不透水層不小于1 m。

2）防洪擋墻：在停車場(chǎng)四周設(shè)置防洪擋墻，防洪墻采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂部高程16.0 m。擋土墻采用頂寬0.5 m 的薄壁結(jié)構(gòu)，底板寬度2.5 m，每隔5 m 設(shè)置肋板。

3）緩沖水池：本項(xiàng)目利用材料堆場(chǎng)地下空間，在強(qiáng)排泵站隔壁設(shè)置一個(gè)5 000 m2的緩沖水池，與強(qiáng)排泵站集水池之間設(shè)置一個(gè)溢流擋墻。當(dāng)出現(xiàn)極端情況，泵站排水能力不足時(shí)，倒灌雨水溢流進(jìn)入緩沖水池，極端天氣過(guò)后再通過(guò)排空泵排出。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于有上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)的半地下城市軌道交通車輛段，其給排水及消防設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的車輛基地，對(duì)此，應(yīng)充分借鑒國(guó)內(nèi)同類工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)提高消防系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并提前得到消防部門的認(rèn)可，同時(shí)，在設(shè)置生產(chǎn)生活給排水系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該充分與市政部門溝通，協(xié)調(diào)市政部門完善市政管網(wǎng)建設(shè)。雨水排水系統(tǒng)在滿足規(guī)范要求基礎(chǔ)上還需要增加保障措施，確保極端情況下也能避免場(chǎng)地積水，保障地鐵運(yùn)營(yíng)。概言之，上蓋開(kāi)發(fā)和蓋下地鐵設(shè)施的給排水和消防系統(tǒng)要盡量單獨(dú)設(shè)置，以避免蓋上對(duì)蓋下影響。