地鐵車輛段給排水節(jié)能環(huán)保設計淺議

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摘要：隨著軌道交通工程在我國各地大量興建，地鐵對環(huán)境保護的影響也開始引起各界重視，車輛段給排水便屬于其中代表?；诖?，本文簡單分析地鐵車輛段給排水節(jié)能環(huán)保設計方法，并結合實例深入探討地鐵車輛段給排水節(jié)能環(huán)保設計要點，以供業(yè)內人士參考。

關鍵詞：地鐵車輛段；給排水設計；節(jié)能環(huán)保

引言

地鐵車輛段給排水設計主要涉及雨水系統(tǒng)、污廢水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、給水系統(tǒng)等、消火栓系統(tǒng)等，這類系統(tǒng)會對生態(tài)環(huán)境造成一定影響，如污廢水系統(tǒng)的處理效果不佳會直接影響生態(tài)環(huán)境。為盡可能提升地鐵車輛段給排水節(jié)能環(huán)保設計水平，正是本文圍繞該課題開展具體研究的原因所在。

1給排水節(jié)能環(huán)保設計方法

1.1給水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設計方法

地鐵車輛段給水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設計需要聚焦最高日用水量，同時關注生活用水量和生產用水量的區(qū)分?？紤]到城市自來水多為給水系統(tǒng)水源，具體的節(jié)能環(huán)保設計需要聚焦給水系統(tǒng)安全。具體設計可選擇TPEP鋼管為供水管道，這類供水管道存在不易結垢、耐腐蝕、自清潔等優(yōu)勢，如地鐵工程位于北方寒冷地區(qū)，可同時在供水管道外部設置多層保溫結構，如聚氨酯泡沫層、鋁箔隔熱層、玻璃棉氈保溫層，保證管道保溫效果，加熱裝置可由此省略，進而實現綠色環(huán)保、節(jié)能減排目標。此外，還需要在供水管道中設置擋塊，以此實現多角度水的流動，自動沖刷管道，污物堆積等問題能夠更好預防，重量較輕的輸水管道在降低施工難度等方面也能夠發(fā)揮積極作用[1]。

1.2雨水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設計方法

雨水系統(tǒng)同樣屬于地鐵車輛段給排水設計重點，考慮到雨污分流制排水在我國地鐵工程中廣泛應用，為收集雨水，一般設置雙箅雨水口于地鐵車輛段道路兩側，具體設計需結合匯水面積、暴雨重現期計算暴雨強度并確定地面集流時間。為更好實現節(jié)能環(huán)保目標，需要分區(qū)域收集排放雨水，可以考慮向市政雨水管道排入匯集的雨水，也可以設置雨水回用系統(tǒng)用于回收雨水，以此滿足道路沖洗和綠化用水需要。雨水回用系統(tǒng)設計應基于“棄流法”將污染較重的初期徑流雨水排除，收集后期徑流雨水，雨水處理工藝可選擇“分流+過濾+消毒”，較為簡單的工藝能夠降低施工難度并滿足節(jié)能環(huán)保要求。

1.3污廢水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設計方法

地鐵車輛段的節(jié)能環(huán)保水平直接受到污廢水系統(tǒng)的處理能力影響，具體設計需要結合最高日排水量，同時做好生活污水和生產廢水的劃分。在通過管道排放生產廢水和生產污水的過程中，需要分別由廢水管網系統(tǒng)污水管網系統(tǒng)進行收集，生產廢水可排入污水處理站進行處理，隔油池等構筑物負責對生活污水的預處理，處理后可將二者匯集排放[2]。

1.4廢水處理系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設計方法

廢水處理系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設計同樣需要得到重視，廢水處理效果直接關系著地鐵車輛段對附近環(huán)境造成的影響。地鐵車輛段的車輛清洗和檢修會產生污水，這類生產廢水中的主要污染物包括化學需氧量、生物吸氧量、礦物油?？赏ㄟ^污水處理站對地鐵車輛段生產廢水進行處理，如通過隔油沉淀去除生產廢水中的大顆粒雜質和多數浮油，之后通過一體化氣浮裝置將大部分化學需氧量、生物吸氧量、乳化油去除，在污染物質處理達標后可以向市政污水管道排入處理后的污水。對于脫水處理后的剩余污泥，可通過焚燒或堆埋方式進行處理，但需要選擇環(huán)保部門確定的地點[3]。

2實例分析

2.1工程概況

為提升研究的實踐價值，以某地鐵工程的車輛段給排水設計為例，案例車輛段承擔著地鐵車輛的定修、修程、大架修任務，總建筑面積為158600m2，具體組成包括運用庫、檢修庫、洗車庫、雜品庫、汽車庫、物資總庫、聯合車庫、蓄電池檢修間、綜合維修中心、控制中心、工建料棚、牽動態(tài)檢測棚、污水處理站、引降壓混合變電所、食堂浴室、換熱站、門衛(wèi)等組成。案例車輛段的給排水設計直接關系著其對生態(tài)環(huán)境造成的影響，因此設計人員在給排水節(jié)能環(huán)保設計中投入大量精力。相較于其他地鐵車輛段，案例車輛段存在多方面特點，包括：第一，場地特殊。案例車輛段存在局部自重濕陷性場地，具體為Ⅲ級濕陷性，這對給排水設計提出較高挑戰(zhàn)，設計人員需要優(yōu)選防水措施并做好地基處理設計，這直接關系著給排水節(jié)能環(huán)保設計效果；第二，保溫要求較高。案例車輛段存在0.85m最大凍土深度，給排水設計需要高度重視保溫措施選擇，以此保證設計實用性且不會對周邊生態(tài)環(huán)境造成影響；第三，配套設施缺乏。案例車輛段存在不健全的市政給排水配套設施，由于位于市區(qū)一端，作為市政給水管網末端，案例車輛段僅允許一路接管，且僅存在0.15MPa的水壓。管徑較小的DE600市政雨水管無法實現對場區(qū)排水的完全接納，因此必須設法解決相關問題，避免生活污水和生產廢水對周邊環(huán)境造成污染；第四，上蓋物業(yè)開發(fā)影響。案例車輛段存在管線數量多、專業(yè)種類雜特點，同時上蓋物業(yè)開發(fā)需要在運用庫范圍進行，車輛段場區(qū)內因此存在部分進入的上蓋物業(yè)結構柱和排水管道。場區(qū)室外的管線布設采用直埋與綜合管溝相結合方式，這使得設計難度進一步提升，設計人員面臨更高的節(jié)能環(huán)保挑戰(zhàn)。基于案例地鐵車輛段特點，設計人員圍繞給水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)、污廢水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)開展了針對性節(jié)能環(huán)保設計，最終取得預期效果。

2.2基本設計

案例車輛段的給排水節(jié)能設計主要內容為：第一，給水系統(tǒng)。給水系統(tǒng)接入北側市政給水管道0，接入管環(huán)狀布設于車輛段，室外給水管網負責單層建筑用水直供，疊壓供水設備負責2層及以上建筑用水供給；第二，雨水系統(tǒng)。按照31hm2的匯水面積和5年的暴雨重現期開展計算，可確定存在5min的地面集流時間。匯集雨水后由雨水提升泵井提升排放，最終排入市政雨水管道；第三，污廢水系統(tǒng)?；?39m3的最高日排水量，分別收集生產廢水和生活污水，通過污水處理站進行處理，處理后的生產廢水和生活污水可回收利用，如用于車輛清洗、綠化澆灌；第四，廢水處理系統(tǒng)。廢水處理系統(tǒng)基于案例車輛段污水處理站設計，具體由污泥池、隔油池、調節(jié)池、膜生物反應器組成，負責同時處理生活污水和生產廢水，具體設置兩級調節(jié)池，生產廢水需要通過隔油池進行油水分離，之后在第一調節(jié)池進行水量、水質調節(jié)，第二調節(jié)池負責混合生活污水和處理后生產廢水，最終通過膜生物反應器完成處理，生物降解、分離泥水后的污水可回收利用，圖1為廢水處理系統(tǒng)設計示意圖，圖中的4、501、503、502、5、8、分別為第二調節(jié)池、缺氧池、回流泵、膜生物反應池、生物膜處理器、自吸泵，401、6、101、1、2、3、7、8分別為生活污水進口、氣浮池、生產廢水進口、隔油池、第一調節(jié)池、污泥池、污泥泵、自吸泵；第五，消防系統(tǒng)。案例車輛段消防系統(tǒng)由自噴系統(tǒng)、室內外消火栓系統(tǒng)組成，按照3h火災延續(xù)時間及同一時間內一處失火進行設計，室內外消火栓系統(tǒng)的用水量均為433m3/次，自噴系統(tǒng)為90m3/次，地下水消防水池負責提供消防用水，室外按照120m間距內設置地下式消火栓，室外環(huán)狀布設自噴系統(tǒng)及消火栓管網，室內外消火栓系統(tǒng)分別設置2臺消防泵，自噴系統(tǒng)設置4臺。

2.3設計要點

案例車輛段給排水節(jié)能環(huán)保設計還需要關注以下幾方面要點：第一，供水方式?？紤]到案例車輛段存在較小供水壓力，且車輛段多數建筑屬于1層用水點，基于節(jié)約用地、節(jié)能環(huán)保、降低投資考慮，設計需要實現供水二次污染控制、市政水壓充分利用?？紤]到案例車輛段不存在獨立給水所，因此采用疊壓供給與管網直供結合方式進行供水，這種供水方式能夠較好滿足用水需要，同時在生態(tài)環(huán)境保護方面表現突出：第二，雨水排放。案例車輛段周圍的市政排水設施較少，僅存在西側的排洪溝和北側的市政雨水管道，考慮到案例車輛段存在建筑密集、硬化路面多、占地面積大特點，且存在2m3/s的雨水排水總流量，一處排出口排放匯集雨水需要采用1.3m管徑的雨水干管，管道接入及后期施工難度將大幅提升。因此具體選擇雨水分區(qū)域收集排放設計，按照3塊區(qū)域劃分車輛段，包括東側、北側、南側匯水區(qū)域，沿場區(qū)道路進行雨水管路敷設，北側、南側匯水區(qū)域收集的雨水由西側排洪溝排放，收集后的東側匯水區(qū)域雨水由北側的市政雨水管道排放。具體設計設置雨水泵井2座，均安裝雨水泵3臺，雨水泵能夠基于雨水水位自動啟動并進行雨水抽升，順利排放的雨水在保護當地生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化出行等方面能夠發(fā)揮積極作用；第三，消防水池。消防水池有效容積確定未采用車輛段各室內外消防系統(tǒng)最大用水量之和，而是基于同一時間內一處失火，選擇最大的室內外消防總用水量總和，同時選擇異形全地下式消防水池設計；第四，工程防護措施。結合案例車輛段的地質和氣候特點，設置管溝防護用于所有建筑給排水管進出戶處，同時設置檢漏井，需保證建筑與給排水管道間存在6m以上水平安全距離，管溝防護用于安全距離無法滿足情況下。消防水池頂部設置聚氨酯復合保溫材料，具體厚度為100mm。

3結語

綜上所述，地鐵車輛段給排水節(jié)能環(huán)保設計存在較高現實意義。在此基礎上，本文涉及的基本設計、設計要點等內容，則直觀展示了給排水節(jié)能環(huán)保設計路徑。為更好提升地鐵車輛段節(jié)能環(huán)保水平，新型節(jié)能環(huán)保技術與設備的積極應用、設計過程中各類管線的統(tǒng)籌規(guī)劃同樣需要得到高度重視。

參考文獻

[1]鞏師俞,包彩霞,黃靜.地鐵車輛段開發(fā)區(qū)室外給排水及管綜設計探討[J].水電站機電技術,2020,43(09):68-70.

[2]陳沖.雨水回用系統(tǒng)在地鐵車輛段內的應用[J].科技創(chuàng)新與應用,2019(07):160-161.

[3]王壹省.地鐵車輛段站場設計方案可持續(xù)發(fā)展評價方法研究[D].北京交通大學,2018.

作者:劉君 任暢 胡田單位:西安中鐵軌道交通有限公司 西安理工大學