地铁车辆段给排水节能环保设计分析

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摘要：随着轨道交通工程在我国各地大量兴建，地铁对环境保护的影响也开始引起各界重视，车辆段给排水便属于其中代表。基于此，本文简单分析地铁车辆段给排水节能环保设计方法，并结合实例深入探讨地铁车辆段给排水节能环保设计要点，以供业内人士参考。

关键词：地铁车辆段；给排水设计；节能环保

地铁车辆段给排水设计主要涉及雨水系统、污废水系统、废水处理系统、给水系统等、消火栓系统等，这类系统会对生态环境造成一定影响，如污废水系统的处理效果不佳会直接影响生态环境。为尽可能提升地铁车辆段给排水节能环保设计水平，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1给排水节能环保设计方法

1.1给水系统节能环保设计方法

地铁车辆段给水系统节能环保设计需要聚焦最高日用水量，同时关注生活用水量和生产用水量的区分。考虑到城市自来水多为给水系统水源，具体的节能环保设计需要聚焦给水系统安全。具体设计可选择TPEP钢管为供水管道，这类供水管道存在不易结垢、耐腐蚀、自清洁等优势，如地铁工程位于北方寒冷地区，可同时在供水管道外部设置多层保温结构，如聚氨酯泡沫层、铝箔隔热层、玻璃棉毡保温层，保证管道保温效果，加热装置可由此省略，进而实现绿色环保、节能减排目标。此外，还需要在供水管道中设置挡块，以此实现多角度水的流动，自动冲刷管道，污物堆积等问题能够更好预防，重量较轻的输水管道在降低施工难度等方面也能够发挥积极作用[1]。

1.2雨水系统节能环保设计方法

雨水系统同样属于地铁车辆段给排水设计重点，考虑到雨污分流制排水在我国地铁工程中广泛应用，为收集雨水，一般设置双箅雨水口于地铁车辆段道路两侧，具体设计需结合汇水面积、暴雨重现期计算暴雨强度并确定地面集流时间。为更好实现节能环保目标，需要分区域收集排放雨水，可以考虑向市政雨水管道排入汇集的雨水，也可以设置雨水回用系统用于回收雨水，以此满足道路冲洗和绿化用水需要。雨水回用系统设计应基于“弃流法”将污染较重的初期径流雨水排除，收集后期径流雨水，雨水处理工艺可选择“分流+过滤+消毒”，较为简单的工艺能够降低施工难度并满足节能环保要求。

1.3污废水系统节能环保设计方法

地铁车辆段的节能环保水平直接受到污废水系统的处理能力影响，具体设计需要结合最高日排水量，同时做好生活污水和生产废水的划分。在通过管道排放生产废水和生产污水的过程中，需要分别由废水管网系统污水管网系统进行收集，生产废水可排入污水处理站进行处理，隔油池等构筑物负责对生活污水的预处理，处理后可将二者汇集排放[2]。

1.4废水处理系统节能环保设计方法

废水处理系统节能环保设计同样需要得到重视，废水处理效果直接关系着地铁车辆段对附近环境造成的影响。地铁车辆段的车辆清洗和检修会产生污水，这类生产废水中的主要污染物包括化学需氧量、生物吸氧量、矿物油。可通过污水处理站对地铁车辆段生产废水进行处理，如通过隔油沉淀去除生产废水中的大颗粒杂质和多数浮油，之后通过一体化气浮装置将大部分化学需氧量、生物吸氧量、乳化油去除，在污染物质处理达标后可以向市政污水管道排入处理后的污水。对于脱水处理后的剩余污泥，可通过焚烧或堆埋方式进行处理，但需要选择环保部门确定的地点[3]。

2实例分析

2.1工程概况

为提升研究的实践价值，以某地铁工程的车辆段给排水设计为例，案例车辆段承担着地铁车辆的定修、修程、大架修任务，总建筑面积为158600m2，具体组成包括运用库、检修库、洗车库、杂品库、汽车库、物资总库、联合车库、蓄电池检修间、综合维修中心、控制中心、工建料棚、牵动态检测棚、污水处理站、引降压混合变电所、食堂浴室、换热站、门卫等组成。案例车辆段的给排水设计直接关系着其对生态环境造成的影响，因此设计人员在给排水节能环保设计中投入大量精力。相较于其他地铁车辆段，案例车辆段存在多方面特点，包括：第一，场地特殊。案例车辆段存在局部自重湿陷性场地，具体为Ⅲ级湿陷性，这对给排水设计提出较高挑战，设计人员需要优选防水措施并做好地基处理设计，这直接关系着给排水节能环保设计效果；第二，保温要求较高。案例车辆段存在0.85m最大冻土深度，给排水设计需要高度重视保温措施选择，以此保证设计实用性且不会对周边生态环境造成影响；第三，配套设施缺乏。案例车辆段存在不健全的市政给排水配套设施，由于位于市区一端，作为市政给水管网末端，案例车辆段仅允许一路接管，且仅存在0.15MPa的水压。管径较小的DE600市政雨水管无法实现对场区排水的完全接纳，因此必须设法解决相关问题，避免生活污水和生产废水对周边环境造成污染；第四，上盖物业开发影响。案例车辆段存在管线数量多、专业种类杂特点，同时上盖物业开发需要在运用库范围进行，车辆段场区内因此存在部分进入的上盖物业结构柱和排水管道。场区室外的管线布设采用直埋与综合管沟相结合方式，这使得设计难度进一步提升，设计人员面临更高的节能环保挑战。基于案例地铁车辆段特点，设计人员围绕给水系统、雨水系统、污废水系统、废水处理系统、消防系统开展了针对性节能环保设计，最终取得预期效果。

2.2基本设计

案例车辆段的给排水节能设计主要内容为：第一，给水系统。给水系统接入北侧市政给水管道0，接入管环状布设于车辆段，室外给水管网负责单层建筑用水直供，叠压供水设备负责2层及以上建筑用水供给；第二，雨水系统。按照31hm2的汇水面积和5年的暴雨重现期开展计算，可确定存在5min的地面集流时间。汇集雨水后由雨水提升泵井提升排放，最终排入市政雨水管道；第三，污废水系统。基于339m3的最高日排水量，分别收集生产废水和生活污水，通过污水处理站进行处理，处理后的生产废水和生活污水可回收利用，如用于车辆清洗、绿化浇灌；第四，废水处理系统。废水处理系统基于案例车辆段污水处理站设计，具体由污泥池、隔油池、调节池、膜生物反应器组成，负责同时处理生活污水和生产废水，具体设置两级调节池，生产废水需要通过隔油池进行油水分离，之后在第一调节池进行水量、水质调节，第二调节池负责混合生活污水和处理后生产废水，最终通过膜生物反应器完成处理，生物降解、分离泥水后的污水可回收利用，图1为废水处理系统设计示意图，图中的4、501、503、502、5、8、分别为第二调节池、缺氧池、回流泵、膜生物反应池、生物膜处理器、自吸泵，401、6、101、1、2、3、7、8分别为生活污水进口、气浮池、生产废水进口、隔油池、第一调节池、污泥池、污泥泵、自吸泵；第五，消防系统。案例车辆段消防系统由自喷系统、室内外消火栓系统组成，按照3h火灾延续时间及同一时间内一处失火进行设计，室内外消火栓系统的用水量均为433m3/次，自喷系统为90m3/次，地下水消防水池负责提供消防用水，室外按照120m间距内设置地下式消火栓，室外环状布设自喷系统及消火栓管网，室内外消火栓系统分别设置2台消防泵，自喷系统设置4台。

2.3设计要点

案例车辆段给排水节能环保设计还需要关注以下几方面要点：第一，供水方式。考虑到案例车辆段存在较小供水压力，且车辆段多数建筑属于1层用水点，基于节约用地、节能环保、降低投资考虑，设计需要实现供水二次污染控制、市政水压充分利用。考虑到案例车辆段不存在独立给水所，因此采用叠压供给与管网直供结合方式进行供水，这种供水方式能够较好满足用水需要，同时在生态环境保护方面表现突出：第二，雨水排放。案例车辆段周围的市政排水设施较少，仅存在西侧的排洪沟和北侧的市政雨水管道，考虑到案例车辆段存在建筑密集、硬化路面多、占地面积大特点，且存在2m3/s的雨水排水总流量，一处排出口排放汇集雨水需要采用1.3m管径的雨水干管，管道接入及后期施工难度将大幅提升。因此具体选择雨水分区域收集排放设计，按照3块区域划分车辆段，包括东侧、北侧、南侧汇水区域，沿场区道路进行雨水管路敷设，北侧、南侧汇水区域收集的雨水由西侧排洪沟排放，收集后的东侧汇水区域雨水由北侧的市政雨水管道排放。具体设计设置雨水泵井2座，均安装雨水泵3台，雨水泵能够基于雨水水位自动启动并进行雨水抽升，顺利排放的雨水在保护当地生态环境、优化出行等方面能够发挥积极作用；第三，消防水池。消防水池有效容积确定未采用车辆段各室内外消防系统最大用水量之和，而是基于同一时间内一处失火，选择最大的室内外消防总用水量总和，同时选择异形全地下式消防水池设计；第四，工程防护措施。结合案例车辆段的地质和气候特点，设置管沟防护用于所有建筑给排水管进出户处，同时设置检漏井，需保证建筑与给排水管道间存在6m以上水平安全距离，管沟防护用于安全距离无法满足情况下。消防水池顶部设置聚氨酯复合保温材料，具体厚度为100mm。

结语

综上所述，地铁车辆段给排水节能环保设计存在较高现实意义。在此基础上，本文涉及的基本设计、设计要点等内容，则直观展示了给排水节能环保设计路径。为更好提升地铁车辆段节能环保水平，新型节能环保技术与设备的积极应用、设计过程中各类管线的统筹规划同样需要得到高度重视。

参考文献

[1]巩师俞,包彩霞,黄静.地铁车辆段开发区室外给排水及管综设计探讨[J].水电站机电技术,2020,43(09):68-70.

[2]陈冲.雨水回用系统在地铁车辆段内的应用[J].科技创新与应用,2019(07):160-161.

[3]王壹省.地铁车辆段站场设计方案可持续发展评价方法研究[D].北京交通大学,2018.

作者：刘君 任畅 胡田 单位：西安中铁轨道交通有限公司 西安理工大学