建筑塑料及给排水分会 - 城市轨道交通 | 城市给排水系统详解
导语
轨道交通近几年在中国得到了迅速的发展,北京、上海、广州等大中城市线路也越来越多,使整个城市的交通拥挤状况得到了一定缓解,它也促使现代人的生活节奏变得更快。
车站是地铁建设中的一个重要组成部分,本文对地铁车站的给排水设计做一个简单的探讨。
正文
一
轨道交通车站给排水系统组成及作用
1 给排水系统概述轨道交通给排水系统由给水系统和排水系统组成。轨道交通给水系统是用来保证车站内的生产生活及消防用水，直接利用市政自来水作为水源。轨道交通排水系统是用来保证车站、车辆段的生活、生产污废水、结构漏水、洞口雨水等能就近排入市政排水管网。
2 车站给水系统
2.1生产生活给水系统车站生产生活给水系统由两路市政给水引入管中的一根引入管的消防水表前引出1根DN80的生产、生活给水干管，并单独设置水表后进入车站。
生产生活给水管进入车站后呈枝状分布，主要供给车站工作人员饮用水、盥洗水、厕所用水及站台、站厅层冲洗用水及冷却塔补给水。
2.2消火栓给水系统地下车站采用生产生活和消防分开的给水系统。地下车站及地下区间隧道的消火栓给水系统为环状管网。地下站厅吊顶内设DN150的环状给水管道，站台板下设一根DN150的给水管道，站厅及站台板下的给水管道，在车站两端设竖向连通管，这样又构成竖向环状管网。
上下行区间隧道内，在行车方向的右侧各设一根DN150的给水管，并在区间联络通道处连通，站厅两端各设两根竖管和区间的给水管相接，这样车站及前后各半个区间形成一个环状管网给水系统。
如仅引一路市政给水，需要设消防水池一座。
这样就构成了地下车站及区间的生产、生活及消防共用的安全可靠的环状管网给水系统。
区间消防干管每隔50m仅预留栓口，每5组消火栓栓口间设检修蝶阀。
区间消防栓用水量为10L/s，火灾延时按2小时设计。区间不设消火栓箱，仅预留栓口，在进入区间车站站台端部适当位置分别设置区间专用消防器材箱。
2.3自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统是一种利用固定管网、喷头能自动作用喷水灭火，并同时发出火警信号的灭火系统。
它利用火灾时产生的光、热、可见或不可见的燃烧生成物及压力信号等传感器传感信号而自动启动，将水洒向着火区域，用来扑灭火灾或控制火灾蔓延。湿式自动喷水灭火系统，该系统主要由水泵及稳压设备、湿式报警阀、信号阀、水流指示器、管线阀门、喷头末端试水装置等组成。
3车站排水系统
3.1车站废水排放系统车站废水排放系统主要是将车站结构渗漏水、冲洗水及消防废水集中到废水泵房，排入城市污水排水系统。
3.2车站局部废水排放系统车站局部废水排放系统是将自动扶梯下基坑、折返线车辆检修坑及车站盾构端头井等低洼处的集水，通过排水泵排入城市雨水排水系统。
3.3区间废水排放系统车站局部废水排放系统是将区间隧道的结构渗漏水、冲洗水及消防废水，通过线路排水沟集中到线路坡度最低点的排水泵房，排入城市雨水排水系统。
排水泵房内的终端控制器根据水位高低自动控制给排水泵的启停;当终端控制器失灵时，由邻近车站的车站控制室通过BAS(综合监控)系统的控制器进行人工干预，现场可用手动控制。
被控对象均要求返回运行状态信号、故障信号、手自动控制信号、水位信号。
3.4车站污水排放系统车站污水排放系统主要是将车站生活污水集中到污水泵房内的污水池内，由潜污泵提升后排入城市污水排放系统。
3.5峒口雨水排放如列车出入隧道洞口，其线路坡度坡向洞口外为下坡时，其排水沟的水能自流排入城市排水系统时，则不设雨水泵站。当洞口坡度坡向洞口内部为下坡时，则在适当地点设置排雨水泵站。
二 车站给排水主要设备及控制方式
1 全自动消防气压给水设备
1.1工作原理平时消火栓管网压力小幅波动由市政给水压力直接补足。 消防大量用水时，市政管网压力止不住管网压力的下降，当压力下降至消防主泵启动压力时，消防主泵启动供水。若消防主泵在启动或运行过程中发生故障，备用消防泵会立即投入工作。
消防泵启动后将停止稳压泵的运行。
1.2设备控制消防泵具有自动巡检功能，在自动工作方式且没有消防信号时定时依次启动两台消防泵运行，以检查泵的好坏，巡检进行时自动停止稳压装置的运行并且给出巡检信号。
消防泵具有手动(现场电气控制柜开关控制)、自动(电接点压力表控制)及远程(消火栓箱按钮控制或消防控制中心)操作方式。设备正常工作状态应置于自动控制状态。
在日常的巡检工作中，应注意对电压、电流、机组运行状态的检查, 做好设备巡检、操作记录。设备与FAS(火灾自动报警)系统的接口界面在电气控制柜内接线端子上。
2 自动喷水灭火系统增压设备
自喷系统增压设备由稳压装置、喷淋泵组及带有双电源切换的电气控制柜三部分组成。在正常情况下，系统由稳压装置保持管网供水压力。设备正常工作状态应置于自动控制状态。
2.1工作原理稳压装置采用稳压泵补水增压，隔膜式气压水罐储能。
设备投入正常运行后，喷淋管网水压保持在设定的稳压范围内。当因管网泄漏造成系统压力下降至设定的压力下限时，启动稳压泵补水增压，直至压力达到设定的上限值停机。
稳压泵停机后，由隔膜式气压水罐保持消防管网压力，并弥补管网的泄漏。每次压力下降时，都将重复上述过程，从而使管网压力保持恒定，保证火灾发生时立即提供压力水源用于灭火。
消防用水时，稳压系统止不住管网压力的下降，当压力下降至喷淋泵启动压力时，喷淋泵启动供水。若喷淋泵在启动或运行过程中发生故障，备用喷淋泵会立即投入工作。
喷淋泵启动后将停止稳压泵的运行。
2.2设备控制喷淋水泵具有电气控制柜面板手动、自动(压力开关)、及远程FAS(火灾自动报警)控制主用泵启停操作方式。设备具有定期自动巡检功能，并把水泵、报警阀、安全信号阀的工作状态及水流指示器提供的开关量信号反馈给FAS。
3排水泵系统
3.1排水泵轨道交通内排水泵都为潜水泵，采用潜水电机与泵体直联的立式安装形式，导轨自动耦合安装系统。
所有潜水排污泵控制箱采用一控二(或一控三)的方式，水泵通过控制箱可实现液位自动控制、现场手动控制和BAS(综合监控) 系统监控。其中液位自动控制方式为浮球开关式，浮球数量与设计水位一一对应。
一般集水水池内设潜污泵两台，控制箱要求能实现平时一用一备，依次轮换工作，消防或必要时两台同时工作。
废水池内设四个水位，分别是:超低报警水位、停泵水位、第一台泵启泵水位、第二台泵启泵水位(同时为报警输出水位)。其控制要求如下:
I 当到达超低报警水位时，发出报警信号，同时控制回路应保证两台泵都处于停泵状态;
II 当水位到达停泵水位时, 两台泵均应停泵工作;
III 当水位到达第一启泵水位时,第一台泵开启;
IV 当水位到达第二启泵水位时,第二台泵开启，此时两台泵都处于运行状态，并同时发出报警信号。
3.2浮球液位开关浮球液位开关分为连杆式和电缆式两种，常用的是电缆式，方便拉出集水井检修。
电缆式浮球液位开关是利用水银开关做接点输出，当液位上升接触浮球时，浮球以重锤为中心随水位上升角度变化。
当水面以上扬线角度超过一定角度时，液位开关便会有ON或OFF的接点信号输出。
4 区间电动蝶阀区间
电动蝶阀具有就地按钮箱手动控制和FAS(火灾自动报警)系统执行的远程控制功能。
在发生车站或区间火灾时，可现场或远程打开电动蝶阀，保证消防水供应。
在出现区间消防管泄露等状况时，可现场或远程关闭泄露管处的电动蝶阀，截断来水，阻止区间积水。
三 车站给排水主要设备的操作
1排水泵的操作
1.1运行前，设备操作人员应认真检查电源及排水泵是否处于安全正常状态，经确认后方可进行相关操作。
1.2应先设置为手动状态，手动操作排水泵检查机组运行声音是否正常、机组是否剧烈振动、各部连接处有无泄漏，一切正常后，方可设置为自动状态。
1.3手动操作
(1)将转换开关打到手动位置
(2)启动时点按控制箱上某台泵的启动按钮，指示灯亮，水泵启动。
(3)停泵时点按控制箱上某台泵的停止按钮，指示灯亮，水泵停止。
(4)在进行手动操作时应注意集水井水位，积水排完后应立即停泵。
(5)在进行手动操作后，应将设备设置为自动状态。
1.4自动操作
(1)将转换开关打到自动位置。
(2)在两个相邻运行周期内，潜水泵互为主、备用。
(3)水泵的启动与停止，由集水井内的水位浮球开关自动控制。
(4)水泵出现故障不能正常运行时，故障信息将自动反馈到车控室。
1.5应加强对运行中的设备的监视。发现故障，若自行不能排除，应立即报告。
1.6认真做好设备运行操作记录。
2 消防栓增压泵组的操作
2.1运行前，设备操作人员应全面检查电源及消防水泵是否正常、各部连接处有无泄漏、阀门开/关是否正确。经检查确认正常后方可进行相关操作。
2.2选择主、备用泵，将控制箱上的选泵开关打到“1#”泵时，1#泵为主用泵，2#泵为备用泵;打到“2#”泵时，2#泵为主用泵，1#泵为备用泵。
2.3手动操作
(1) 将控制面板上的选择开关打到手动挡。
(2)启动时点按控制箱上的水泵“启动”按钮，指示灯亮，水泵启动。
(3)停止时点按控制箱上的水泵“停止”按钮，指示灯亮，水泵停止。
(4)在进行手动操作后，应将设备设置为自动状态。
2.4自动操作
(1)将控制面板上的选择开关打到自动状态。
(2)管网水泄漏及气压罐内空气漏失从而造成系统压力下降时，市政管网会自动补水，进行增压。
(3)火灾发生时，消防管网压力降至消防泵启动压力时，消防泵自动启动。
(4)主消防泵启动失败或运行过程中发生故障，备用消防泵自动启动。(5)消防泵启动后，需通过手动操作关机。
2.5远程操作
(1)将控制面板上的选择开关打到自动状态。
(2)消防中心直流24V信号直接启/停消防泵。
(3)消火栓按钮直流24V信号直接启/停消防泵。
2.6应加强对运行中的设备的监视。发现故障，若自行不能排除，应立即报告。
2.7认真做好设备运行操作记录。
3 喷淋泵组的操作喷淋泵组操作方式
基本和消火栓增压泵相同，其自动操作模式通过稳压泵进行稳压。
(1)将控制面板上的选择开关打到自动状态。
(2)管网水泄漏及气压罐内空气漏失从而造成系统压力下降时，稳压泵自动启动，进行补水增压。
(3)稳压泵补水增压达到压力设定上限值时，稳压泵停止运行，由气压罐保持自喷管网压力。
(4)火灾发生时，自喷管网压力降至喷淋泵启动压力时，喷淋泵自动启动，稳压泵自动停止。
(5)主喷淋泵启动失败或运行过程中发生故障，备用喷淋泵自动启动。
(6)喷淋泵启动后，需通过手动操作关机。
4水阀
4.1手动水阀的操作方法(1)旋转手轮可使阀门打开或关闭。
(2)顺时针方向旋转手轮，开度指针随着往“关”(CLOSE)的方向移动,开度变小。当指针指向“关”(CLOSE)时，阀门全部关闭。
(3)反时针方向旋转手轮，开度指针随之往“开”(OPEN)的方向移动，开度变大。当指针指向“开”(OPEN)时，阀门全部打开。
(4)当要水阀全开或全关时，手轮旋到位后，不要用力过大，以免损坏传动机构。
4.2区间电动蝶阀的操作方法
(1)在就地控制箱上点按“关闭”按钮或在就地控制箱面板上点按“关闭”按钮，电动阀门开始工作,当阀门达到“全关”(CLOSE)位置时，行程控制机构能准确地切断电源，同时控制箱上指示“全关”的指示灯亮。
(2)在就地控制箱上点按“开启”按钮或在就地控制箱面板上点按“开启”按钮，电动阀门开始工作,当阀门达到“全开”(OPEN)位置时，行程控制机构能准确地切断电源，同时控制箱上指示“全开”的指示灯亮。
(3)FAS(火灾自动报警)系统具有对区间电动蝶阀的远程控制功能。
四 其它因素对地下车站给排水的影响
城市地处什么气候区，年雨季有多久，年霜冻期有多久，极端最低气温多少，年平均降水量是多少，最大年降水量多少，日最大降水量是多少，降水量主要集中在一年的什么时期，地下车站周边市政排水管网老化情况，地质结构地表水源河道分布等。
如果所在城市的降水量大，就要考虑地表降水对地面沉降和地下车站地下水(裂桶实验效应)影响。
地下车站给排水主要还是在日常运营维护中对设计规范、设备运行和规章制度的一个考验，对发现的问题不断摸索解决，从而保障轨道交通正常运营。
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