地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)淺議

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摘要：隨著軌道交通工程在我國(guó)各地大量興建，地鐵對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響也開(kāi)始引起各界重視，車(chē)輛段給排水便屬于其中代表?；诖?，本文簡(jiǎn)單分析地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合實(shí)例深入探討地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛段；給排水設(shè)計(jì)；節(jié)能環(huán)保

引言

地鐵車(chē)輛段給排水設(shè)計(jì)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(lèi)系統(tǒng)會(huì)對(duì)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(huì)直接影響生態(tài)環(huán)境。為盡可能提升地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)水平，正是本文圍繞該課題開(kāi)展具體研究的原因所在。

1給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方法

1.1給水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)方法

地鐵車(chē)輛段給水系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)需要聚焦最高日用水量，同時(shí)關(guān)注生活用水量和生產(chǎn)用水量的區(qū)分?？紤]到城市自來(lái)水多為給水系統(tǒng)水源，具體的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)需要聚焦給水系統(tǒng)安全。具體設(shè)計(jì)可選擇TPEP鋼管為供水管道，這類(lèi)供水管道存在不易結(jié)垢、耐腐蝕、自清潔等優(yōu)勢(shì)，如地鐵工程位于北方寒冷地區(qū)，可同時(shí)在供水管道外部設(shè)置多層保溫結(jié)構(gòu)，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(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排目標(biāo)。此外，還需要在供水管道中設(shè)置擋塊，以此實(shí)現(xiàn)多角度水的流動(dòng)，自動(dòng)沖刷管道，污物堆積等問(wèn)題能夠更好預(yù)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(shè)計(jì)方法

雨水系統(tǒng)同樣屬于地鐵車(chē)輛段給排水設(shè)計(jì)重點(diǎn)，考慮到雨污分流制排水在我國(guó)地鐵工程中廣泛應(yīng)用，為收集雨水，一般設(shè)置雙箅雨水口于地鐵車(chē)輛段道路兩側(cè)，具體設(shè)計(jì)需結(jié)合匯水面積、暴雨重現(xiàn)期計(jì)算暴雨強(qiáng)度并確定地面集流時(shí)間。為更好實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)，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?yún)R集的雨水，也可以設(shè)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(shè)計(jì)應(yīng)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(guò)濾+消毒”，較為簡(jiǎn)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(shè)計(jì)方法

地鐵車(chē)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(shè)計(jì)需要結(jié)合最高日排水量，同時(shí)做好生活污水和生產(chǎn)廢水的劃分。在通過(guò)管道排放生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水的過(guò)程中，需要分別由廢水管網(wǎng)系統(tǒng)污水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行收集，生產(chǎn)廢水可排入污水處理站進(jìn)行處理，隔油池等構(gòu)筑物負(fù)責(zé)對(duì)生活污水的預(yù)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(shè)計(jì)方法

廢水處理系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)同樣需要得到重視，廢水處理效果直接關(guān)系著地鐵車(chē)輛段對(duì)附近環(huán)境造成的影響。地鐵車(chē)輛段的車(chē)輛清洗和檢修會(huì)產(chǎn)生污水，這類(lèi)生產(chǎn)廢水中的主要污染物包括化學(xué)需氧量、生物吸氧量、礦物油?？赏ㄟ^(guò)污水處理站對(duì)地鐵車(chē)輛段生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，如通過(guò)隔油沉淀去除生產(chǎn)廢水中的大顆粒雜質(zhì)和多數(shù)浮油，之后通過(guò)一體化氣浮裝置將大部分化學(xué)需氧量、生物吸氧量、乳化油去除，在污染物質(zhì)處理達(dá)標(biāo)后可以向市政污水管道排入處理后的污水。對(duì)于脫水處理后的剩余污泥，可通過(guò)焚燒或堆埋方式進(jìn)行處理，但需要選擇環(huán)保部門(mén)確定的地點(diǎn)[3]。

2實(shí)例分析

2.1工程概況

為提升研究的實(shí)踐價(jià)值，以某地鐵工程的車(chē)輛段給排水設(shè)計(jì)為例，案例車(chē)輛段承擔(dān)著地鐵車(chē)輛的定修、修程、大架修任務(wù)，總建筑面積為158600m2，具體組成包括運(yùn)用庫(kù)、檢修庫(kù)、洗車(chē)庫(kù)、雜品庫(kù)、汽車(chē)庫(kù)、物資總庫(kù)、聯(lián)合車(chē)庫(kù)、蓄電池檢修間、綜合維修中心、控制中心、工建料棚、牽動(dòng)態(tài)檢測(cè)棚、污水處理站、引降壓混合變電所、食堂浴室、換熱站、門(mén)衛(wèi)等組成。案例車(chē)輛段的給排水設(shè)計(jì)直接關(guān)系著其對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響，因此設(shè)計(jì)人員在給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)中投入大量精力。相較于其他地鐵車(chē)輛段，案例車(chē)輛段存在多方面特點(diǎn)，包括：第一，場(chǎng)地特殊。案例車(chē)輛段存在局部自重濕陷性場(chǎng)地，具體為Ⅲ級(jí)濕陷性，這對(duì)給排水設(shè)計(jì)提出較高挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需要優(yōu)選防水措施并做好地基處理設(shè)計(jì)，這直接關(guān)系著給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)效果；第二，保溫要求較高。案例車(chē)輛段存在0.85m最大凍土深度，給排水設(shè)計(jì)需要高度重視保溫措施選擇，以此保證設(shè)計(jì)實(shí)用性且不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成影響；第三，配套設(shè)施缺乏。案例車(chē)輛段存在不健全的市政給排水配套設(shè)施，由于位于市區(qū)一端，作為市政給水管網(wǎng)末端，案例車(chē)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(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)區(qū)排水的完全接納，因此必須設(shè)法解決相關(guān)問(wèn)題，避免生活污水和生產(chǎn)廢水對(duì)周邊環(huán)境造成污染；第四，上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)影響。案例車(chē)輛段存在管線數(shù)量多、專(zhuān)業(yè)種類(lèi)雜特點(diǎn)，同時(shí)上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)需要在運(yùn)用庫(kù)范圍進(jìn)行，車(chē)輛段場(chǎng)區(qū)內(nèi)因此存在部分進(jìn)入的上蓋物業(yè)結(jié)構(gòu)柱和排水管道。場(chǎng)區(qū)室外的管線布設(shè)采用直埋與綜合管溝相結(jié)合方式，這使得設(shè)計(jì)難度進(jìn)一步提升，設(shè)計(jì)人員面臨更高的節(jié)能環(huán)保挑戰(zhàn)?；诎咐罔F車(chē)輛段特點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(kāi)展了針對(duì)性節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，最終取得預(yù)期效果。

2.2基本設(shè)計(jì)

案例車(chē)輛段的給排水節(jié)能設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：第一，給水系統(tǒng)。給水系統(tǒng)接入北側(cè)市政給水管道0，接入管環(huán)狀布設(shè)于車(chē)輛段，室外給水管網(wǎng)負(fù)責(zé)單層建筑用水直供，疊壓供水設(shè)備負(fù)責(zé)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(xiàn)期開(kāi)展計(jì)算，可確定存在5min的地面集流時(shí)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(chǎn)廢水和生活污水，通過(guò)污水處理站進(jìn)行處理，處理后的生產(chǎn)廢水和生活污水可回收利用，如用于車(chē)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(chē)輛段污水處理站設(shè)計(jì)，具體由污泥池、隔油池、調(diào)節(jié)池、膜生物反應(yīng)器組成，負(fù)責(zé)同時(shí)處理生活污水和生產(chǎn)廢水，具體設(shè)置兩級(jí)調(diào)節(jié)池，生產(chǎn)廢水需要通過(guò)隔油池進(jìn)行油水分離，之后在第一調(diào)節(jié)池進(jìn)行水量、水質(zhì)調(diào)節(jié)，第二調(diào)節(jié)池負(fù)責(zé)混合生活污水和處理后生產(chǎn)廢水，最終通過(guò)膜生物反應(yīng)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(shè)計(jì)示意圖，圖中的4、501、503、502、5、8、分別為第二調(diào)節(jié)池、缺氧池、回流泵、膜生物反應(yīng)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(jìn)口、氣浮池、生產(chǎn)廢水進(jìn)口、隔油池、第一調(diào)節(jié)池、污泥池、污泥泵、自吸泵；第五，消防系統(tǒng)。案例車(chē)輛段消防系統(tǒng)由自噴系統(tǒng)、室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)組成，按照3h火災(zāi)延續(xù)時(shí)間及同一時(shí)間內(nèi)一處失火進(jìn)行設(shè)計(jì)，室內(nèi)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(fù)責(zé)提供消防用水，室外按照120m間距內(nèi)設(shè)置地下式消火栓，室外環(huán)狀布設(shè)自噴系統(tǒng)及消火栓管網(wǎng)，室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)分別設(shè)置2臺(tái)消防泵，自噴系統(tǒng)設(shè)置4臺(tái)。

2.3設(shè)計(jì)要點(diǎn)

案例車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)還需要關(guān)注以下幾方面要點(diǎn)：第一，供水方式。考慮到案例車(chē)輛段存在較小供水壓力，且車(chē)輛段多數(shù)建筑屬于1層用水點(diǎn)，基于節(jié)約用地、節(jié)能環(huán)保、降低投資考慮，設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)供水二次污染控制、市政水壓充分利用?？紤]到案例車(chē)輛段不存在獨(dú)立給水所，因此采用疊壓供給與管網(wǎng)直供結(jié)合方式進(jìn)行供水，這種供水方式能夠較好滿足用水需要，同時(shí)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面表現(xiàn)突出：第二，雨水排放。案例車(chē)輛段周?chē)氖姓潘O(shè)施較少，僅存在西側(cè)的排洪溝和北側(cè)的市政雨水管道，考慮到案例車(chē)輛段存在建筑密集、硬化路面多、占地面積大特點(diǎn)，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(shè)計(jì)，按照3塊區(qū)域劃分車(chē)輛段，包括東側(cè)、北側(cè)、南側(cè)匯水區(qū)域，沿場(chǎng)區(qū)道路進(jìn)行雨水管路敷設(shè)，北側(cè)、南側(cè)匯水區(qū)域收集的雨水由西側(cè)排洪溝排放，收集后的東側(cè)匯水區(qū)域雨水由北側(cè)的市政雨水管道排放。具體設(shè)計(jì)設(shè)置雨水泵井2座，均安裝雨水泵3臺(tái)，雨水泵能夠基于雨水水位自動(dòng)啟動(dòng)并進(jìn)行雨水抽升，順利排放的雨水在保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(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(chē)輛段各室內(nèi)外消防系統(tǒng)最大用水量之和，而是基于同一時(shí)間內(nèi)一處失火，選擇最大的室內(nèi)外消防總用水量總和，同時(shí)選擇異形全地下式消防水池設(shè)計(jì)；第四，工程防護(hù)措施。結(jié)合案例車(chē)輛段的地質(zhì)和氣候特點(diǎn)，設(shè)置管溝防護(hù)用于所有建筑給排水管進(jìn)出戶處，同時(shí)設(shè)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(hù)用于安全距離無(wú)法滿足情況下。消防水池頂部設(shè)置聚氨酯復(fù)合保溫材料，具體厚度為100mm。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地鐵車(chē)輛段給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)存在較高現(xiàn)實(shí)意義。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的基本設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)等內(nèi)容，則直觀展示了給排水節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)路徑。為更好提升地鐵車(chē)輛段節(jié)能環(huán)保水平，新型節(jié)能環(huán)保技術(shù)與設(shè)備的積極應(yīng)用、設(shè)計(jì)過(guò)程中各類(lèi)管線的統(tǒng)籌規(guī)劃同樣需要得到高度重視。

參考文獻(xiàn)

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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(xué)