市政給排水條件困難,地鐵設計怎樣做?

發布時間:2019-03-13 09:48        

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摘要

針對北京地鐵6號線二期工程建設時市政給排水條件困難的問題,結合工程實際,列出幾種解決方法進行分析比較,找出適合工程的最佳解決方案,并介紹了北京地鐵6號線二期工程所采用的給排水方案,為通往城市郊區給排水條件困難的地鐵新線建設提供新的思路。

01

問題提出

北京地鐵6號線二期工程建設時,通州地區與地鐵配套的室外市政自來水管線和排水管線還難以同步建成,當時室外市政給排水條件現狀參見圖1,其中:

①物資學院站有一路水源,有雨水、污水排水管;

②北關站沒有水源,有雨水、污水排水管;

③新華大街站有一路水源,有雨水、污水排水管;

④玉帶河大街站有一路水源,有雨水、污水排水管;

⑤會展中心站沒有水源,有雨水、污水排水管;⑥郝家府站、東部新城站和東小營站均沒有水源,有雨水排水管,沒有污水管。

全線在2014年12月底開通,急需解決的問題:一是在滿足規范要求的前提下各個車站的給水水源問題;二是缺少市政污水排水管網車站的污水排水問題。這兩個問題也是在通往城市郊區地鐵新線建設線路普遍遇到的問題,下面就本項目如何解決這兩個問題展開討論。

02

解決方案

在給水方面,僅僅依靠分布在物資學院站、新華大街站和玉帶河大街站的3個單水源來解決全線8個地下車站及1個中間風井的消防、生產及生活給水需求是很困難的,如何利用這3個單水源在市政規劃自來水管網投入運行之前滿足全線各個車站的消防、生產及生活給水需求,這就需要增加一些臨時設施來補充及完善全線各個車站的消防、生產及生活給水系統,在符合規范要求的前提下滿足各個系統功能的要求。在排水方面,如何盡可能利用現有的排水條件,相應增加一些排水設施以滿足各個車站的排水需求,也是需要解決的難題。

2.1給水方案

一般地鐵地下站的消防給水設計通常根據規范要求采用兩路不同的水源進入維護結構,車站設置消防泵房。本線各個車站目前均沒有兩路不同的外水源條件,根據《地鐵設計規范》(GB 50157—2013)28.3.4條規定:“當城市自來水的供水量不能滿足消防用水量要求或城市自來水管網為枝狀管網時,地下車站及地下區間應設消防增壓、穩壓設施及消防水池;”地鐵規范的這條規定給我們提供了一個新的思路:即以物資學院站、新華大街站和玉帶河大街站的3個單水源為源頭,以地鐵6號線二期工程線路為枝狀管網,在區間內敷設給水管路延伸到缺水的車站,每個車站按照規范的要求相應設置消防水池、消防泵房及穩壓設施,車站的水消防系統承擔本車站及相鄰兩邊區域間各一半的服務范圍,這樣,全線的消防給水方案也就形成了。各車站的具體做法如下:

(1)物資學院站有一路城市自來水引入,但沒有兩路水源,所以車站設置消防泵房和消防水池、穩壓裝置。從室外市政自來水管分一根DN80的給水管連接車站生產及生活給水系統,并引入一根DN80的給水管,通過下行區間往東供物北中間風井用水(見圖2)。

(2)北關站沒有城市自來水水源, 從東端相鄰的新華大街站通過上行區間引入一根DN150的給水管,車站設置消防泵房和消防水池、穩壓裝置(見圖3)。另外設置生產、生活變頻給水裝置,從水池中取水供應車站的生活用水及空調系統的補水。

(3)玉帶河大街站與新華大街站各自有一路城市自來水引入,均沒有兩路水源,所以車站分別設置消防泵房和消防水池、穩壓裝置(見圖4)。在新華大街站另外設置一個加壓站,從新華大街站引入DN200的給水管道加壓后進入下行區間,經過玉帶河大街站給東段4個車站供水。

(4)從新華大街站引入的市政給水管道加壓后進入下行區間經過玉帶河大街站后向東敷設,為會展中心站、郝家府站、東部新城站、東小營站提供生產、生活及消防水源(見圖5)。這4個車站均分別設置生產、生活變頻給水裝置,從水池中取水供應車站的生活用水及空調系統的補水。

(5)開源節流,盡可能利用各種水資源。北京地鐵6號線二期工程的環控制式采用的是集成閉式系統,車站的空調系統大型表冷器運行產生的冷凝水水質較好,幾乎不含鹽分,而且水溫也比市政水源低。每個車站可以回收凝結水0.48~1 m3/h,全線8個車站可以回收3.84~8 m3/h,可以在有條件的車站分別增加空調凝結水回收裝置,既可以節約水資源,又可以緩解室外市政自來水管網的供水壓力。

(6)由于北關站、展中心站、郝家府站、東部新城站、東小營站均沒有室外自來水水源,均分別從水池中取水供應車站的生活用水,其水質難以達到飲用水標準,故車站工作人員的飲用水分別采用桶裝純凈水。

2.2排水方案

地鐵6號線二期工程各個車站的生活廢水、維護結構滲漏水及空調系統排、泄水等直接排入室外市政的雨水管網;生活污水經過設置的污水提升裝置打到化糞池沉淀處理后排入室外市政的污水管網,再由市政污水處理系統統一處理。

但是,郝家府站、東部新城站和東小營站均沒有室外市政的污水管網,當時處理的方案有2個:一是在這3個車站分別設置污水處理設施,單個污水處理設施占地(埋地)長20 m、寬5 m、深6 m,將各個車站的污水處理完畢后排入市政雨水管網;二是將污水提升到化糞池沉淀處理后,定時采用人工清掏。經過分析比較,第一種方案投資較大,單個污水處理設施占地(埋地)容積也較大,對車站覆土層內管線排布的影響也較大,沒有人員監管的污水處理設施所處理過的污水很難保證能夠達到國家排放標準,作為臨時污水處理設施是不大合適的。第二種方案簡單易行,運行較麻煩,但只要等到配套的室外市政污水管網修通即可。所以,郝家府站、東部新城站和東小營站的污水排放,在室外市政污水管網未修通前采用定時人工清掏的方案。

2.3區間給水管道布置方案

根據給水方案的布置,全線區間內有3組給水管道:一是從物資學院站引入一根DN80的給水管,通過下行區間往東供給物北中間風井用水;二是從新華大街站引入一根DN150的給水管通過上行區間進入北關站;三是從新華大街站引入的DN150管道加壓后進入下行區間經過玉帶河大街站后向東敷設,為會展中心站、郝家府站、東部新城站、東小營站提供水源。這些給水管道都是經過區間到達目標車站或風井的,經過區間的這些給水管道如何布置需要進行技術經濟比較。

區間給水管道布置方案有2個:①水管布置在區間外側;②水管布置在區間內側。兩種方案的優缺點通過對安全、維護檢修及對其他專業管線的影響三方面進行比較(見表1),推薦采用水管布置在區間外側方案,具體布置見圖6。

03

結語

北京地鐵6號線二期工程消防系統在2014年12月通過消防驗收,于月底正式通車。2015年完成各設備系統的聯調聯試,并通過驗收。全線各個車站的給排水系統及設施通過一年的運行基本正常,滿足各自功能的需求。北京地鐵6號線二期工程的給排水設計理念,給通往城市郊區市政給排水條件困難的地鐵新線建設開辟了新的建設思路。

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