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關鍵詞:給排水設計;節(jié)能材料;綠色環(huán)保
1建筑給排水設計中水資源利用的現(xiàn)狀
伴隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展而來的不僅是科學技術的提高和城市化進程的加快，也帶來了各類資源的快速消耗。由于城市人口的不斷增加，城市房地產也在不斷開發(fā)，再加上城市因發(fā)展而需要建設的工廠等，這一切都給城市用水帶來了極大的挑戰(zhàn)。所以面對這種情況，自來水公司必須要提高其工作效率，并及時對水資源的供水和處理技術進行掌握，將節(jié)能環(huán)保理念運用在建筑給排水設計之中，同時優(yōu)化設計給排水的系統(tǒng)，從而避免水資源的無故浪費，提高水資源的利用率，最終保證建筑在用水方面的安全。但是現(xiàn)階段的建筑給排水系統(tǒng)中還存在著諸多問題。
1．1水資源的浪費比較嚴重
目前，建筑物中的水資源浪費現(xiàn)象十分嚴重，究其原因，除了人為因素之外，也存在著給排水系統(tǒng)方面的緣故，總的來說有以下幾點:①人們節(jié)能環(huán)保意識較差，不注重對水資源的節(jié)約保護;②節(jié)能環(huán)保理念未運用在給排水系統(tǒng)設計之中;③系統(tǒng)有些零部件質量不高且年久失修。這些因素很容易導致給排水系統(tǒng)發(fā)生滲漏、滴漏等問題。
1．2給水管網(wǎng)壓力較大
由于建筑用戶的用水量需求較大，而給排水系統(tǒng)的節(jié)水能力又不高，以至于給水管網(wǎng)所要承擔給水的壓力過大，從而很容易造成接口磨損和噪聲較大等問題。一旦這種情況長時間發(fā)生，那么給水管網(wǎng)的壓力就會降低，使得高層建筑的給水成為問題。
1．3給水零部件和衛(wèi)浴設備沒有較高的節(jié)水能力
現(xiàn)階段，不論是自來水公司、房產開發(fā)商或者居民等都沒有足夠的節(jié)能環(huán)保意識，在這種情況下，廠商在設計和生產給水零部件時就會忽略節(jié)水這一環(huán)節(jié)，使得其在實際使用過程中的性能難以更改，最終造成水資源的浪費。而且在設計的時候，如果沒有選擇型號合適的計量水表，一旦型號過大，那么靈敏度不夠的水表會忽視對小流量水資源的計量，最終造成巨大的浪費。目前建筑給排水系統(tǒng)存在的一個普遍問題就是雨水與其他廢水的再利用效率較低，不能充分利用自然水資源，就會使得供水資源的負擔更重，也容易造成水資源浪費。
2建筑節(jié)水給水設計中綠色環(huán)保理念的運用
2．1優(yōu)選先進節(jié)水設備
建筑給排水系統(tǒng)的設計是一項系統(tǒng)且復雜的工程，不但涉及到給排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計，同系統(tǒng)內部的各種設備、部件的選型也息息相關，由于設備和部件選型十分關鍵，所以必須要對具有節(jié)能環(huán)保功能的新型設備和部件進行優(yōu)選。
2．2優(yōu)選高質量的節(jié)水管道和閥門
一般來說，在給水管道的選擇中都會選材質為鍍鋅的鋼管，但是這種傳統(tǒng)管道不僅被腐蝕幾率大、壽命短，長時間使用很容易產生漏水問題，而且對水體也容易造成污染，影響居民的正常用水。因此，在設計建筑給排水系統(tǒng)時，想要保證節(jié)能環(huán)保就必須優(yōu)化管材設備，選擇持久耐用的、先進、不易腐蝕的管材，限制并禁用冷、熱鍍鋅鋼管。另外選擇的管材也要保證環(huán)保消聲，室內排水管材更是要保證抗震性，同時也要牢固耐用、防火防腐蝕，基于此，即使不銹鋼管成本高、價格貴，但是由于其抗腐蝕、使用時間長、能靈活適應冷熱水體，所以在室內供水的管材選擇中還是受到推崇的。至于室外的排水系統(tǒng)，同樣需要考慮以上特點，所以塑鋼聚乙烯的纏繞排水管比較適用于室外，其不僅使用時間長、便于安裝、抗腐蝕，而且?guī)缀醪粫嬖谛孤﹩栴}，所以廣泛地運用在室外的排水系統(tǒng)之中。
2．3節(jié)水型衛(wèi)具使用
配水設備以及各種衛(wèi)生器具等的節(jié)水性能在很大程度上也影響著給水節(jié)約功效，鑒于衛(wèi)生器具為建筑居民日常生活、生產中直接索取水源的重要設備。以洗浴噴頭為例，普通噴頭的噴水量有20L/min，但是節(jié)水型的衛(wèi)具噴頭卻只有9L/min，可以看出，節(jié)水水量有一半之多。淋浴龍頭可以使用帶恒溫控制和溫度顯示功能的冷熱水混合淋浴器，在開啟配水裝置的時候，可以快速得到相對穩(wěn)定的熱水，減少由于調溫過久而造成的水量浪費。如果可以在建筑內安裝節(jié)水型的衛(wèi)具，則可以有效達到節(jié)水目的。按照實際衛(wèi)浴設備選型的過程中一定要重視其節(jié)水的性能，因為事實上從長遠來看單純的價格因素難以達到環(huán)保節(jié)水的目的。當前，一般的節(jié)水型衛(wèi)浴主要設備為:感應型衛(wèi)浴、光電淋浴器等等。這類衛(wèi)浴設備據(jù)調查可以節(jié)水在20%上下。因為其便于長時間使用，而且密封性良好，為防止水的浪費，水龍頭側重優(yōu)選陶瓷芯。
3無效冷水的利用
隨著人們生活水平的不斷提高，建筑功能的日趨完善，建筑集中熱水供應逐漸成了建筑供水不可缺少的組成部分。據(jù)調查，大多數(shù)集中熱水供應系統(tǒng)存在嚴重的水浪費現(xiàn)象，主要體現(xiàn)在開啟熱水配水裝置后不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，而是要放掉很多冷水后才能正常使用，造成水的浪費，因此可稱之為無效冷水。對其的利用一般可以采用改造循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)方式的方法。在熱水系統(tǒng)的各種循環(huán)方式中，無效冷水量從大到小依次為無循環(huán)、干管循環(huán)、立管循環(huán)、支管循環(huán)，依此順序，各循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)水效果則是從差到好。支管循環(huán)系統(tǒng)的成本是相當高的，但是采用支管循環(huán)節(jié)水效果非常顯著，而采用立管循環(huán)有其獨到的優(yōu)勢，不僅節(jié)水效果比無循環(huán)和干管循環(huán)好，而且系統(tǒng)比支管循環(huán)簡單，建設成本較低，見效快。但是對于室內設計來說，支管循環(huán)的方式可以達到最大的節(jié)水量，不過考慮到成本以及排管的難易程度，其不是一個最優(yōu)的選項。對于那些管線比較短的管路，管內存的無效冷水量相對較少，上述的無效冷水可以利用起來，比如各種洗滌或者廁所沖水等方面加以應用。綜合起來看，對于室內的設計，最好的方案是立管循環(huán)方式，該方法與支管相比，除了循環(huán)稍差外，成本低廉，見效快，值得推廣。為節(jié)水可以對已建成的建筑熱水系統(tǒng)進行改造。在循環(huán)系統(tǒng)改造中，設置循環(huán)管的管徑也相應增大，同時比相應熱水配水管管徑小1檔，采用同程布置，可以使循環(huán)不短路，減少冷水排放，并均設防結露保溫層及防護層。同時，控制保持用水點的冷熱水壓力基本一致，也可以減少無效冷水的排出，也是可以達到節(jié)能的目的。泉州經(jīng)貿學院的4#、5#宿舍樓的熱水系統(tǒng)改造中，采用了同程布置的立管循環(huán)方式，取得了良好的效果。
4特殊單立水管的應用
現(xiàn)在的高層建筑越來越多，僅伸頂通氣的單立管排水能力已經(jīng)漸漸不能滿足高層排水的需要，為此，GB50015－2010《建筑給水排水設計規(guī)范》明確指出了需要設置通氣立管或特殊配件單立管排水系統(tǒng)的情況。特殊單立管的系統(tǒng)有很多種，以筆者設計中經(jīng)常使用到的漩流降噪單立管系統(tǒng)為例。此系統(tǒng)分I型和II型，前者適用于18及18層以下，后者適用于18層以上的建筑排水。規(guī)范中給出，僅設伸頂通氣管徑DN100的排水立管，最大設計排水能力為4．0L/s，設有DN100專用通氣管的排水立管排水能力為8．8L/s，特殊單立管普通型的排水能力為3．5L/s。而實際中，在湖南大學的排水流量測試中，雙立管排水能力試值僅為6．0L/s，而特殊單立管廠家給出的I型漩流降噪單立管系統(tǒng)最大排水能力就能達到6．0L/s。可見特殊單立管的排水能力是很不錯的。由于省去了通氣立管，節(jié)省了管材及安裝人工費用成本，安裝和維修也更為方便。傳統(tǒng)雙立管排水在實際安裝中會占用2～3根立管管位，在高房價的今天，衛(wèi)生間的使用面積可謂“寸土寸金”，需要充分利用。從經(jīng)濟方面，筆者粗略算了一筆賬，以設計的泉州海星安置小區(qū)一期為例，18層住宅，層高約3m，采用的是I型漩流降噪單立管系統(tǒng)異層安裝。根據(jù)廠家提供的資料，特殊管件的價格約為160元1個，1根立管的特殊管件費用約為3040元。如果采用專用通氣立管，1根DN100的UPVC通氣管52m，阻火圈17個，套管17個，這樣大概的費用大概為4300元，兩者相差高達1260元，這樣一期7棟樓算起來，也是一筆不小的數(shù)目?？梢姡厥鈫瘟⒐懿粌H排水流量大，節(jié)省管材而且安裝方便，在低碳節(jié)能上是值得積極推廣的。
5結束語
建筑給水排水設計的重要性不言而喻，其節(jié)能符合國家低碳減排的政策，利國利民。在設計時要在節(jié)水、排水、節(jié)能方面多加考慮，希望本文的設計能給廣大同仁帶來更多有益的思路。
作者:張亮亮 單位:泉州市住宅建筑設計院
參考文獻:
［1］GB50015－2003建筑給水排水設計規(guī)范［S］．
本站為生活供水站，最大日用水量為65m3/d。最不利處用水點水壓為0.15MPa。經(jīng)調查當?shù)厥姓詠硭商峁?.40MPa的供水壓力，其水量及水壓均能滿足車站生產、生活給水的要求；
1設計參數(shù)
(1)工作人員生活用水量按50L/（人.班）計，時變化系數(shù)為2.5，每天按18h計；(2)車站公共區(qū)域沖洗用水量按4L/（m2.次）計，每日按一次、每次按沖洗1h計；(3)綠化用水量按2L/（m2.次），每天一次計；(4)公共廁所用水量按衛(wèi)生器具的小時用水量和公共廁所開放時間的70％計。
2采用市政自來水直接供水，生產生活給水和消防給水管網(wǎng)獨立設置
室內生產生活給水包括衛(wèi)生間給水、站廳和站臺沖洗給水等內容。站廳、站臺層設給水栓，給水栓箱采用不銹鋼制作。衛(wèi)生間內給水管、站廳和站臺層給水管應盡量暗設。給水管暗設時，干管應敷設在吊頂內，支管敷設在樓（地）面的找平層內或沿墻敷設在管槽內。給水管道也可由建筑裝飾隱蔽。給水管道應按有關規(guī)定進行水壓試驗、沖洗和消毒，本工程水壓試驗壓力除注明者外均采用1.0MPa。
二、生產生活排水排水采用雨、污分流制
衛(wèi)生間規(guī)模較小，排水采用污、廢合流制。鋼結構屋面采用虹吸壓力流雨水系統(tǒng)，其他屋面采用重力排水系統(tǒng)。生活污廢水經(jīng)化糞池及一體化污水處理設備(如城市排水系統(tǒng)設置二級污水處理廠的可不設)處理后就近排入市政污水管網(wǎng)；沖洗水、消防廢水、雨水等就近排入市政雨水管網(wǎng)。
三、消火栓給水系統(tǒng)
按站廳層車站候車樓考慮，水槍充實水柱≥13.0m，消火栓用水量≥20L/s；站臺層按撲救列車火災考慮，水槍充實水柱≥10.0m，消火栓用水量≥15L/s。水槍充實水柱經(jīng)計算選用13.0m；每支水槍最小流量5.7L/s，同時使用水槍數(shù)量4支，室內消火栓用水量為22.8L/s，每根豎管最小流量≥15L/s，火災延續(xù)時間按2h。室外消火栓用水量為30L/S，消防水池有效容積為380.16m3。最不利處消火栓壓力為0.23MPa。室內消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)。由氣體頂壓式消防給水設備+消防泵供水加壓供水，消火栓泵從埋地式室外消防水池取水，采用自灌式吸水方式。在水泵房上方設置有效水容積≥12m3的氣壓水罐，儲存10min室內消防用水量；在地下水泵房內設置配套的氮氣瓶組及補氣空壓機。消火栓泵控制方式：就地控制、FAS系統(tǒng)自動控制、車站控制室手動控制，管網(wǎng)系統(tǒng)壓力自動控制、并可由消火栓箱啟泵按鈕直接啟泵。室內消火栓一般采用單閥單出口消火栓箱，間距不超過30m；箱內配置SN65消火栓1個、25m長DN65消防水帶1條、噴嘴口徑為19mm的水槍1支、25m長自救式消防軟管卷盤1套、遠距離啟泵按鈕1個等，箱體采用不銹鋼材質。站臺采用雙閥雙出口消火栓組合箱，間距不超過50m；箱內配置SNS65消火栓2個、25m長DN65消防水帶1條、噴嘴口徑為19mm的水槍2支、25m長自救式消防軟管卷盤1套、遠距離啟泵按鈕1個、消防專用扳手1把、滅火器2具、自救面具2個等，箱體采用不銹鋼材質，座地設置。消火栓管網(wǎng)安裝完畢后，應對其進行強度試驗、嚴密性試驗和沖洗：水壓強度試驗壓力采用1.0MPa。
四、建筑滅火器和自救面具
本車站按嚴重危險級A類火災配置磷酸銨鹽干粉（ABC）滅火器；在站廳、站臺(嚴重危險級)、辦公室(中危險級)設置ABC干粉滅火器和自救面具；在變電所、通信(信號)機械室(機房)、電源室等“四電”(電力、電化、通信、信號)用房，按嚴重危險級設置帶非金屬喇叭噴筒的CO2滅火器。每個滅火器箱配置自救面具2個。
五、難點問題及探討
城際車站一般位于市郊，與處于市區(qū)的地鐵站、汽車站等比較，可供接駁的市政給水往往只有1路水源，造成車站的室外消防不能滿足規(guī)范2路水源的要求。設計計算時，消防水池有效容量按火災延續(xù)時間內室內、室外消防用水量的總和確定，室外消防管網(wǎng)環(huán)狀布置，并采取加壓設施。島式站臺的車站，站臺層消火栓箱無墻體或柱子可依靠設置，布置困難，對設有安全門的車站，設計將消火栓箱緊貼安全門布置，對沒有設置安全門的車站，設計采用了在站臺板上預留孔洞的方式，暗埋消火栓箱，并要求做好相關標識。根據(jù)規(guī)范，設置臨時高壓給水系統(tǒng)的重力自流消防水箱應設置在建筑的最高部位，但本工程沿線各站最高部位均為拱形的鋼結構雨棚，不具備設置消防水箱的條件。經(jīng)與公安消防機構溝通確定，采用了在設備房頂板上設置消防水箱(低于站臺層，非車站最高處)結合消防氣壓供水設備的方法。不同的是廣州地鐵的部分高架站(如金洲站、廣豐站、坦尾站等)引入了“穩(wěn)高壓消防給水”的概念，不設置高位消防水箱，直接采用氣壓消防供水設備，其氣壓罐容積只需滿足穩(wěn)壓泵的流量要求。車站生活日用水量的計算方法有以下3種：(1)按車站站廳候車人數(shù)確定時，按15～25L/cal•d計算，小時變化系數(shù)3.0～2.5；(2)只有日客流量(與高峰小時發(fā)送量不同)時，按3～4L/cal•d計算，小時變化系數(shù)3.0～2.5；(3)根據(jù)衛(wèi)生間內衛(wèi)生潔具的設置，按設計秒流量計算。據(jù)調研，城際車站不考慮旅客候車，只有旅客高峰小時發(fā)送量這個數(shù)據(jù)，而現(xiàn)行規(guī)范、標準、手冊等資料均未明確旅客高峰小時發(fā)送量的人均用水量，無法有效計算車站的日用水量，如向自來水公司申請給水接駁時，也無法提供準確的日用水量數(shù)據(jù)。設計采用第3種方法，按衛(wèi)生潔具的設置，按設計秒流量計算，從而確定車站生活日用水量。
六、結語
貴石溝井設計生產能力4.0Mt/a，采用“主斜副立”開拓方式，核定生產能力7.7Mt/a，主要可采煤層為8、15號煤。趙家分區(qū)位于貴石溝井田西部，分區(qū)內布置有一個地面工業(yè)廣場，工業(yè)廣場內現(xiàn)建有輔助提升立井和回風立井，趙家分區(qū)設計生產能力為3.0Mt/a。該礦井正常涌水量為183.43m3/h，最大礦井涌水量為458.58m3/h。太原組8、15號煤層為帶壓開采，8號煤層帶壓開采含水層為太原組巖溶裂隙含水層和奧陶系巖溶裂隙含水層，15號煤層帶壓開采含水層為奧陶系巖溶裂隙含水層。經(jīng)計算8號煤層突水系數(shù)為0～0.018MPa/m，15號煤層突水系數(shù)為0～0.046MPa/m，8、15號煤層突水系數(shù)均小于臨界突出水系數(shù)，突水概率相對較低，各組煤層的開采不存在奧灰突水的必然性，是相對安全的，但8、15號煤層底板大部處在奧灰水頭之下，井田內巖溶陷落柱發(fā)育，且隨著開采層位及深度的延深，井田內煤層底板突水概率越來越高，將成為有突水淹井危險的礦井。根據(jù)《陽泉煤業(yè)(集團)有限責任公司貴石溝井帶壓開采水文地質條件評價》預測15號煤層回采中奧灰含水層疏降水量為710m3/h，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，貴石溝井趙家分區(qū)8號煤層水文地質類型為中等，15號煤層水文地質類型為復雜。因此，必須增建潛水電泵排水系統(tǒng)。
2潛水電泵排水系統(tǒng)設計方案
2.1潛水電泵排水方案
礦井潛水電泵排水系統(tǒng)主要包括以下幾部分:排水水泵為潛水泵;排水管路由井下直達地面，獨立于礦井井下現(xiàn)有的排水管路系統(tǒng);供電電源由地面直供，獨立于礦井井下供電系統(tǒng)。結合貴石溝井趙家分區(qū)井上下實際建設條件，提出了以下四個方案:
1)方案一:利用現(xiàn)輔助提升立井，調整輔助提升立井井筒裝備布置?？紤]到輔助提升立井井筒永久提升裝備尚未安裝，通過對井筒裝備布置進行調整，取消交通罐，可滿足潛水電泵排水管路及電纜的鋪設，并可預留出兩趟注漿堵水用灌漿管位置。井下布置潛水電泵排水泵房管子道，分別與強排泵房和輔助提升立井井筒連接。
2)方案二:布置一個潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿輔助提升立井井壁鋪設。結合井上下條件，在現(xiàn)有的工業(yè)場地內西北部空地上布置一個潛水電泵排水管道鉆孔，鉆孔直徑為650mm，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜則沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設。井下布置潛水電泵排水管線通道，分別與潛水電泵排水泵房和井底車場調車線相連。
3)方案三:新建管道立井。結合井上下布置情況，在副井工業(yè)場地西南，擴建現(xiàn)有的工業(yè)場地，新建管道立井，井筒凈直徑為3.5m，井筒落底標高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深825m，布置單側馬頭門，通過管道石門巷道與井底車場連接。井筒內安裝兩趟潛水電泵排水管及潛水電泵排水專用電纜，并預留兩趟注漿堵水用灌漿管。
4)方案四:新建排矸立井。充分考慮礦井永久排矸的要求，結合井上下布置情況，在副井工業(yè)場地西南，擴建現(xiàn)有的工業(yè)場地，新建一個排矸立井，井筒凈直徑為7.0m，井筒馬頭門標高與現(xiàn)輔助提升立井井底車場巷道一致，井筒深855m，布置排矸井底車場，通過排矸井底車場進出車線巷道與現(xiàn)有井底車場連接。潛水電泵排水系統(tǒng)管線沿新建排矸立井井壁鋪設。綜合比較上述四個方案，考慮到方案三和方案四需新建立井，投資較大，工期較長，另外，方案三和方案四還需對工業(yè)場地進行擴建，工程量較大，因此設計暫時不推薦方案三與方案四，只對方案一和方案二進行比選。
2.2方案比選
2.2.1方案一優(yōu)缺點
1)優(yōu)點為:①輔助提升立井井筒永久裝備尚未訂貨、安裝，井筒裝備布置還有改裝的可能，利用現(xiàn)有井筒，僅在井底布置強排水硐室、巷道，工程量小、投資少，強排水系統(tǒng)施工工期短;②利用現(xiàn)有井筒敷設強排水管、電纜，工程量小、工期短;③利用現(xiàn)有井筒，不需要擴建現(xiàn)有工業(yè)場地，不需購地等問題。
2)缺點為:①調整了井筒裝備布置，取消交通罐，交通罐作為長材料下井及檢修用罐籠，交通罐取消后，會對長材料的下井和井筒裝備檢修有所影響，在考慮井筒永久裝備時，原一寬一窄罐籠需統(tǒng)一考慮，解決長材料的下井問題;②新補強排水泵房管子道，需在井筒井壁新開口，對井筒井壁支護有一定的影響。
3)需施工井下巷道及硐室共計240m，投資609萬元，工期為5.5月。
2.2.2方案二優(yōu)缺點
1)優(yōu)點為:①可利用現(xiàn)有工業(yè)場地，不需要新增購地;②強排水管線通道與井底車場巷道相對獨立，管線的布置不會影響井底車場巷道管線布置。
2)缺點為:①鉆孔深度約791m，施工技術要求高，施工困難;②鉆孔施工工期約4個月;③布置一個鉆孔，僅解決強排水系統(tǒng)，趙家分區(qū)全部帶壓開采，井下采掘過程中如需注漿堵水措施，還需另行考慮注漿堵水管路系統(tǒng)。
3)需打鉆孔791m，施工井下巷道及硐室216m，共需投資813萬元，工期為8月。綜合上述優(yōu)缺點，方案一雖然在投資和工期方面有優(yōu)勢，但出于安全考慮，最終確定采用方案二，即由地面布置一個潛水電泵排水管鉆孔，潛水電泵排水系統(tǒng)電纜沿現(xiàn)輔助提升立井井壁鋪設。
3潛水泵布置方式
3.1潛水泵布置方案
潛水泵的布置方式有兩種:臥式與立式。不同的布置方式對泵房的要求也不同，具體布置方案如下:
1)采用臥式布置，該布置方式井巷工程量總長度為950.7m，均為巖巷，掘進體積為2963.9m3。
2)采用立式布置，該布置方式井巷工程量總長度為923.9m，均為巖巷，掘進體積為3203m3。
3.2技術經(jīng)濟比選
3.2.1技術比選
1)臥式布置方式主要優(yōu)點有:①強排水泵房硐室跨度較小，施工容易，可利用空間地段蓄水、排水;②蓄水空間不用穿很深底板，避免底板出水;③水泵的搬運、安裝、檢修方便，對起重設備要求不高;④可利用通道機泵房內敷設軌道清理蓄水空間內淤泥，清理方便。缺點有:①排水管路較長，壓力損失較多，排水效率較低;②水泵臥式布置，煤泥淤積對水泵使用壽命有一定的影響，使用壽命較立式布置短。
2)立式布置方式主要優(yōu)點有:①管路最短壓力損失小，排水效率高;②水泵可潛入吸水井井底，不間斷地把水位降到最低，抗災能力強;③潛水電泵懸吊在吸水井內，受力方式合理，運行壽命長。缺點有:①強排水泵房硐室跨度大，吸水井較深，泵房及吸水井施工困難，一次性投資大;②吸水井需穿過很深的底板，底板出水的可能性增大;③對起重設備要求較高;④水泵安裝、檢修難度大。
3.2.2經(jīng)濟比選
臥式布置與立式布置其巷道硐室工程量、投資及工期具體情況，潛水泵采取臥式布置在投資和工期方面都具有優(yōu)勢。潛水電泵臥室布置與立式布置工程量及經(jīng)濟比較比較內容臥式立式巷道及硐室工程量/m156.1129.0掘進體積/m32700.12939.1投資/萬元490524建設工期/月56綜合技術及經(jīng)濟比選，最終采用臥式布置。
4結語
在對雨水管網(wǎng)進行設計時，要對多個方面的因素進行綜合考慮。第一，技術人員應當對市政道路設計中心線的縱斷面設計、地面線高程與道路坡度進行考慮。第二，應當依照城市的氣候特點與地理位置獲得雨水的相關數(shù)據(jù)。并把與這些因素有關的數(shù)據(jù)輸入到相關軟件系統(tǒng)中進行綜合的計算，之后應用運動態(tài)規(guī)劃、用線性規(guī)劃等一些運籌學技術獲得最優(yōu)解。最后依照得到的方案設置道路信息，對雨水井進行布置，在對計算雨水量之后對雨水管徑的坡度進行確定，并對雨水管進行布置，同時對雨水口進行布置并連接，繪縱斷面圖，對材料進行統(tǒng)計并繪制材料表。
2市政污水管網(wǎng)的設計中計算機技術的應用
在設計污水管網(wǎng)的時候，對于管網(wǎng)的設計需依照下面幾個方面進行：設置道路信息在需要進行給排水設計的道路上；對污水井進行設置；利用計算得到的污水量對污水管道需要設計的坡度進行確定；對污水管進行設置；對污水管網(wǎng)的縱斷面圖以及材料表進行繪制；將地面的設計結果與資料傳輸給污水系統(tǒng)是道路信息設置的主要功能。在設計污水管時，應把道路的中心線當做參照線，然后依照樁號的偏距來對污水井進行布置。在計算污水時，能夠采用計算機輔助設計系統(tǒng)中的圖形測量方法，精確計算污水管網(wǎng)平排放污水的面積。需要采用計算機輔助設計系統(tǒng)與人工相結合的方法來對管徑及其坡度進行設計。并比較規(guī)定值與計算后的值，以便得出更加準確的結果。在對污水管進行布置的時候，要確保污水井與管端的連接，必須先對污水井進行布置，然后在布置污水管。要在污水結果計算出來之后再對污水管的坡度與管徑進行確定，同時通過計算機輔助設計系統(tǒng)對標高進行計算。
3市政給水管網(wǎng)設計中計算機技術的應用
在設計給水管網(wǎng)的時候，需要依照以下步驟：設置道路信息在需要進行給排水的道路上；對相應的給水節(jié)點進行設置；增設給水管；將給水設備布設在給水管網(wǎng)；對給水管網(wǎng)的縱斷面圖與材料表進行繪制。在設計給水管網(wǎng)時，參考依據(jù)為給定的道路中心線，并根據(jù)設定好的樁號偏距布設給水節(jié)點。在對給水管進行布設的時候，其末端一定要與在水節(jié)點連接，這就要求首先布置給水節(jié)點，當布置好給水節(jié)點之后，然后設計給水管，設計人員在進行設計的時候，需要對給水管的坡度與管徑進行確定，同時通過計算機輔助系統(tǒng)來對標高進行計算。在設計給水管網(wǎng)時，因為其設備有很多種，因此需要利用計算機輔助設計系統(tǒng)來設計。利用計算機輔助設計系統(tǒng)可以提供可添加設備的輸入方式，在對設備布置完成后，連接給水管與給水設備。
4結束語
關鍵詞地鐵車站管道改造設計原則
1工程簡介
1.1深圳地鐵概況
發(fā)達的城市交通是大城市實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展目標的基礎和前提,快速軌道交通是我國城市交通的一項發(fā)展事業(yè)。為此,深圳市政府確定了“建立一個以軌道交通為骨干、常規(guī)公交為主體、方式多樣、高效、舒適、便捷、可與個體交通競爭的高水平公共交通系統(tǒng)”,已成為實現(xiàn)城市一體化交通建設目標的重要保證。
深圳地鐵一期工程1998年5月獲國家批準立項,1999年12月底破土動工,已于2005年底建成通車。2003年《深圳市城市軌道交通近中期規(guī)劃發(fā)展綜合規(guī)劃》及二期工程1、4號線續(xù)建段、2、3、11號線可行性研究成果上報國務院審批,為地鐵二期建設做好了前期準備工作。在此期間,為吸取一期建設的成功經(jīng)驗和教訓,采用新技術、新手段、新工藝縮短建設工期和提高設計、施工質量成為普遍關注的問題,因此展開了地鐵二期試驗段工程(兩站兩區(qū)間)的設計研究。
二期試驗段主要包括兩站兩區(qū)間,分別為:①白石洲站②科技園站③世界之窗至白石洲站區(qū)間④白石洲站至科技園站區(qū)間,全長約為1.5公里。
根據(jù)試驗段初步設計,世界之窗—白石洲區(qū)間采用礦山法,白石洲—科技園區(qū)間采用盾構法施工。
由于兩區(qū)間段地鐵頂板上均有9～10米的覆土,與市政管道不發(fā)生沖突,不影響現(xiàn)有市政管道的布置,因此,設計主要針對兩站點的管道改遷。
2白石洲車站概況
2.1站點位置
白石洲車站位于深南—沙河街路口西側130米,車站中軸線與現(xiàn)狀深南大道中線吻合,車站主體長238米,為雙層10米島式樣站臺。站點北側為沙河村、中海深圳灣畔商住單位;站點南側為下白石洲村、美廬錦園、國際市長交流中心等。白石洲站車站在東北、西北、東南、西南四個相位分布了四個車站出入口,位置均設于現(xiàn)狀深南大道外側綠化帶中。
2.2施工方法和施工步驟
白石洲車站主體、四個出入口及風井均采用明挖法施工,出入口與車站主體結構之間的聯(lián)絡通道及新風道采用礦山法施工。白石洲車站主體施工為第一階段,出入口及與車站主體結構之間的聯(lián)絡通道在第二階段實施。
2.3施工圍擋范圍
白石洲站車站主體圍擋長378米,寬34米,圍擋東西向軸線與現(xiàn)狀深南大道重合,占用現(xiàn)狀深南大道中央綠化帶及兩側部分機動車道。
B區(qū)西北向及東北向出入口一次圍擋,圍擋長166米,寬24米,占用現(xiàn)狀綠化帶3816平方米。C區(qū)西南向出入口圍擋長53米,寬24米,占用現(xiàn)狀綠化帶1272平方米。D區(qū)東南向出入口圍擋長50米,寬24米,占用現(xiàn)狀綠化帶1200平方米。
2.4交通疏解方案
2.4.1占道影響
(1)完全占用深南大道中央綠化分隔帶16.0米;(2)占用北側現(xiàn)狀機動車道8米;(3)占用南側現(xiàn)狀機動車道9米;(4)占用道路兩側部分綠化休閑帶面積約為6293平方米;(5)中斷現(xiàn)狀南北向過街人行交通。占道時間為24個月。
2.4.2交通疏解方案
(1)鏟除現(xiàn)狀機非分隔帶為機動車提供交通疏解空間。
(2)施工圍擋分三步進行,第一階段施工車站主體,第二階段施工出入口及附屬設施,第三階段為恢復階段。
(3)針對第一階段圍擋,東往西交通可通過北半幅新建15.0米的四車道解決,沙河街路口保持現(xiàn)狀“右進右出”形式;西往東交通可通過在南半幅新建寬16.0米的四車道解決,保持現(xiàn)狀相交道路“右進右出”的交通組織形式。
(4)東西向人行交通基本保持現(xiàn)狀。
(5)為保證沙河街路口人行交通聯(lián)系,采用兩種方案:①在車站圍擋東側新建信號燈控口,提供平面過街通道;②在沙河街路口西側新建臨時人行過街天橋。
(6)鑒于深南大道為城市生活主干路,是特區(qū)東西向重要的公交走廊,建議南北兩側各設一條公交專用車道。
由于附屬設施施工期間圍擋與車站主體圍擋階段對疏解道路無影響,因此第二階段交通疏解形式與第一階段一致,不再增加新的土建工程量。第三階段恢復工程與現(xiàn)狀深南大道一致。
3設計內容
白石洲車站施工期間由于主體工程及附屬工程布局、地鐵施工過程以及交通疏解工程的施工而引起的給排水、電力通訊、路燈、燃氣等市政管道的改遷與恢復工程。本文主要對給排水工程進行介紹。
4設計原則
(1)綜合考慮由于地鐵主體及附屬工程布局、地鐵施工過程以及交通疏解工程引起的市政管道的改遷與恢復。應緊密結合地鐵各站點及各區(qū)間的施工方法、施工步驟。
(2)改遷管道的管徑結合規(guī)劃確定,符合規(guī)劃的盡可能按原管徑改遷,與近期建設規(guī)劃統(tǒng)一協(xié)調實施。
(3)不影響地鐵施工的管道盡量采用原位支托,懸吊保護或包封加固等原位處理設計,減少工程投資。
(4)因地鐵施工影響需要改遷,施工期間可以不使用的管道,采用臨時拆除,地鐵施工竣工后恢復,避免重復施工。
(5)因地鐵施工需要改遷,施工期間不能停止使用的管道,盡可能一次性永久改遷設計。否則采用臨時改遷,地鐵施工竣工后恢復措施。
5給排水改遷方案
5.1現(xiàn)狀
(1)給水管道
沿深南大道南、北兩側分別布設有DN600和DN800配水管,為大沖水廠的配水干管,分別向南、北兩側用戶接出DN150～DN300的支管。兩管道之間布設有一根DN150和兩根DN200的連接管。道路中央綠化帶布設有DN100綠化給水管。
(2)雨水管道
在本站點道路范圍內布設有四根東西向的雨水管(渠),分別由東、西兩側將匯流雨水排至石洲中路西側穿越深南大道的7.2米×1.8米雨水箱涵,最終向南排入深圳后海灣。道路范圍以外北側3.7米×2米～4.4米×2.5米的排洪渠由東向西排入大沙河,該渠與7.2米×1.8米過路箱涵連通,經(jīng)7.2米×1.8米過路箱涵分流部分雨水向南排入深圳后海灣。
(3)污水管道
深南大道北側DN600及南側DN400污水管道由東向西排放,最終分別進入大沙河東岸截污干管及石洲中路污水管道。
5.2改遷方案
(1)給水管道
三根南北向給水連通管穿越地鐵主體施工區(qū),向東遷移,一次永久改遷至地鐵施工區(qū)范圍以外,并調整為一根DN600的管道,為減少管道施工對深南大道交通的影響,采用頂管法施工。
道路南側DN600給水主管及兩根DN150和DN300的用戶支管與地鐵C、D區(qū)出入口位置沖突,永久調整管位至出入口施工范圍以外,管徑不變。
道路北側由于交通疏解占用部分人行道,至使現(xiàn)狀DN800給水管局部段位于交通疏解快車道上,地鐵施工期間臨時改遷至道路外側綠化帶內,待地鐵施工竣工后原位恢復該管道。
道路中央綠化帶DN100給水管也穿越地鐵主體施工區(qū),地鐵施工期間臨時拆除施工范圍內管段,待地鐵施工竣工后原位恢復該管道。
(2)雨水管道
石洲中路西側穿越深南大道的7.2米×1.8米雨水箱涵也穿越了地鐵主體施工區(qū),是本次改遷管道的重點和難點。
該排洪渠原為深南大道北側上白石洲地區(qū)內燕棲湖的泄洪渠。1992年深南大道改造時,將過路段改造為7.2×1.8米斷面,過流能力20.7m3/s。隨著南北區(qū)域的開發(fā)建設,自然地貌、雨水徑流均發(fā)生了很大變化,原排水系統(tǒng)受到了影響和破壞。該渠上游匯水區(qū)域變大,形成了四條支流匯集至此的格局,匯水量遠大于該渠的過流能力。而下游段渠道也因開發(fā)建設,淤積阻塞嚴重,至使雨水排泄不暢。由于這些原因,白石洲地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)小雨小澇,大雨大澇的局面,成為全市十四個重點內澇區(qū)之一,這不僅嚴重影響了該地區(qū)廣大居民的生命財產安全,也造成了很大的經(jīng)濟損失。
為了解決該地區(qū)的洪澇問題,1998年深圳南山區(qū)農林水務局組織實施了治澇應急工程,具體內容是:從本過路排洪渠北側起,向西沿深南大道北側穿過沙河東路至大沙河修建了一條4.4×2.5米的漿砌片石排洪明渠(后加設蓋板),分流渠道上游14.8m3/s的雨水,排至大沙河。該項目的實施,大大緩解了本過路箱涵的過流壓力,收到了明顯的治澇作用和效益。
為了更加完善本渠道上游地區(qū)(上白石洲片區(qū))的排水體系,2000年南山區(qū)農林水務局委托深圳市水利規(guī)劃設計院進行了該片區(qū)的治澇工程可行性研究,提出了高水高排、低水低排的工程線路布置原則,并于2002年實施了該工程中高水截排工程,即在片區(qū)的上游截流部分雨水排至大沙河,進一步減輕了下游本過路箱涵的排水壓力,減小了箱涵的排水作用,目前本渠道承擔的過流量僅為10.4m3/s。
結合以上工程實施情況,新版南山區(qū)分區(qū)規(guī)劃對該片區(qū)排水系統(tǒng)做了相應調整。從沙河東路向西沿深南大道北側規(guī)劃了兩孔5米×1.8米的箱涵,將原經(jīng)7.2米×1.8米過路箱涵的雨洪全部截流入大沙河,滿足上白石洲地區(qū)及華僑城西部地區(qū)的雨洪排放要求。由此形成該區(qū)域排水系統(tǒng)在深南大道兩側各成體系的格局,遵循高水高排、低水低排的雨水排放原則。這樣,穿越深南路的排洪渠也將完成它的歷史使命。
在對排水系統(tǒng)進行進一步核算的基礎上,本次渠道改造進行三個改遷方案比較,方案如下:
方案一:保留現(xiàn)狀4.4米×2.5米漿砌片石蓋板渠,結合遠期規(guī)劃,近期沿現(xiàn)狀渠道增設一條3.5米×2.2米的鋼筋混凝土箱涵,由于前段(從起端至沙河東路段)已由深圳灣畔地產開發(fā)商改造完成,本次僅需改造沙河東路以西段。
方案二:按照規(guī)劃,在原4.4米×2.5米漿砌片石蓋板渠的線位上將原渠一次性改造成斷面尺寸為2×3.5米×2.2米的箱涵。由于前段(從起端至沙河東路段)已由深圳灣畔地產開發(fā)商改造完成,本次僅需改造沙河東路以西段。
方案三:將過路箱涵臨時改遷至站點圍檔范圍西側,根據(jù)目前箱涵的過流量,斷面尺寸調整為4.5米×1.6米。待地鐵施工竣工后,按調整斷面將過路箱涵原位恢復。
三個方案中,施工期間7.2米×1.8米過路箱涵廢除,深南大道上北側雨水管道需改道向北排放,改造該雨水管道北側7.2米×1.8米為5.0米×1.2米排水箱涵,由南向北排放。竣工后,方案一和方案二保留改造后渠道,方案三按原狀恢復。
經(jīng)方案比較,結合南山區(qū)分區(qū)規(guī)劃以及排水主管部門的意見,確定推薦方案一增設3.5×2.2米鋼筋混凝土箱涵為本次渠道改遷方案。
現(xiàn)敷設于中央綠化帶內的4條雨水小渠道與地鐵主體施工區(qū)沖突,據(jù)調查了解和分析,這些渠道已無排放雨水的作用,可將其永久拆除。
地鐵主體圍檔范圍及交通疏解快車道上的雨水口在地鐵施工期間需拆除或移位,竣工后原位恢復。
(3)污水管道
由于現(xiàn)狀污水管道與地鐵施工未有沖突,故保持原狀。
隨著資源的開發(fā)和工業(yè)的發(fā)展,環(huán)境保護問題日益嚴峻,水資源的保護和控制更成為世界性的突出問題,我國的環(huán)境保護法和水污染防治法,對水資源的保護和水污染的控制提出了更加嚴格的要求?！段鬯C合排放標準》(GB8978-96)中規(guī)定中，對水排放量及污染物總量進行限制。因而,對選冶金廠的給排水設計和管理提出了更高的要求。為此,在擬定給排水系統(tǒng)和水量平衡時，就應以充分利用循環(huán)水(回水)和減少排放為主導思想。
2冶金企業(yè)循環(huán)給水系統(tǒng)的特點
循環(huán)供水系統(tǒng)在各類工業(yè)生產中早已普遍應用，不過大多為供水量大、用水點少的情況，個別甚至采用一泵一機的供水形式，系統(tǒng)比較簡單，而冶金生產企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)通常單臺設備的用水量小，用水點多，安全供水要求高，若考慮不周，將造成設備損壞事故，因此對供水壓力要求嚴格。
有的設汁者由于對冶金工藝和設備性能的特點了解不深，供水管設計的水壓降過大，致后面的設備水壓不足，甚至形成負壓、無水可供的情況，造成設備損壞。因此設計此類循環(huán)給水系統(tǒng)，應慎重考慮供、排水管的壓力平衡，并應在進、出水管處采取相應技術措施，以確保系統(tǒng)運行的安全可靠。
3具體設計措施
根據(jù)筆者在工程中的實際體會，對于金屬火眭冶煉企業(yè)生產設備循環(huán)給水系統(tǒng)的具體設計，可采取如下措施：
3.1供、排水管道采用大阻力、同程式系統(tǒng)大阻力、同程式系統(tǒng)、在供熱、空調專業(yè)應用較多，在給水處理構筑物中也有應用，如采暖、熱水供應、集中空調和給水處理的大阻力快濾池項目等。這類工程均有出水點壓力要求嚴、用水點多、出水量少的特點。冶金生產企業(yè)循環(huán)供水系統(tǒng)的特點最與此類似，適宜于此類技術移植采用。即將進、出水水管的管徑偏大采用，理論上使進、出水干管從起至終點的壓力損失趨近予零，阻力主要集中在沒備部分；管道配置中考慮先供水的設備先排水，后供水的設備后排水，盡量使水在管道中流經(jīng)的距離近似相等。這種配置方式能確保進、出水管壓力基本平衡，供水水量僅隨支管管徑大小而變化，可靠地避免了形成負壓、出現(xiàn)斷水的情況。
3.2設備進、出水連接管分別設置閥門、壓力表由于市場經(jīng)濟的變化多樣及原料供應等多方面的原因，工廠調整冶煉工藝流程和產品種類的事時有發(fā)生。在設備的進、出水連接管上分別設置閥門和壓力表，可隨時根據(jù)變化了的工況，對供水狀況進行適當微調，并可實測相關數(shù)據(jù)，以累積經(jīng)驗，滿足生產需要。
3.3設置供水壓力略小于循環(huán)水泵的備用水源由于我國電力供應仍比較緊張，循環(huán)水泵一般不設雙電源和應急電源，臨時斷電在所難免，故需設置供水壓力略小于循環(huán)水泵的常高壓備用水源。與此配套，還需在供水干管上設置閥門及逆止閥、壓力表和斷水報警裝置，排水干管上設應急外排旁通管和閥門。采取了上述措施，正常工作時，由于循環(huán)泵工作壓力大于備用水源壓力，備用水源供水管關閉；停電時，斷水報警系統(tǒng)動作，備用水源開通，即可保證設備安全運行。
3.4安裝調速裝置循環(huán)水系統(tǒng)擔負著選冶金企業(yè)主要設備用水的供給，輸送水流量較大，電耗較高，如何減少循環(huán)水系統(tǒng)不必消耗的電力，是應引以重視的一個問題。特別當選別系列較多，而循環(huán)水泵工作臺數(shù)較少時，一旦系列變化循環(huán)水泵往往不是在高效率區(qū)間工作。為此，建議循環(huán)水泵配置調速裝置，根據(jù)生產系列的變化，調節(jié)環(huán)水泵的轉速，使送出流量滿足循環(huán)水量要求，并使水泵在高效區(qū)間工作，盡量避免采取調節(jié)閘閥消耗能量，同時不致因選別系列的變化，而引起工作系列水量水壓的波動。調速設備可采用變頻調速、液力耦合器調速和可控硅串級調速等，調速控制可依循環(huán)水泵壓出管上的流量計讀數(shù)為控制參數(shù)。應盡可能設計成在正常運行時，不論安裝了幾臺循環(huán)水工作泵，只需其中一臺泵調速運行，以節(jié)省調速設施投資。
4結語
給排水設施設計的合理性、操作性、適應性和可靠性是冶金企業(yè)維持正常和高效生產的重要前提，也是環(huán)境保護和水污染防治的基本要求；所以，設計人員在設計時應綜合考慮技術、工程投資等各方面的因素，通過經(jīng)濟技術比較，確定安全可靠的方案，選用質優(yōu)、價廉的給排水設備，為廠方提優(yōu)質的設計。當然，給排水系統(tǒng)的科學管理和嚴密監(jiān)控是實施上述要求的根本保證。設計和生產管理的協(xié)調配合才是促進生產技術不斷完善、不斷發(fā)展的有力保證。
參考文獻：
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關鍵詞:排水地漏;污水泵站;廢水泵站
1前言
近年隨著城市化進程的加快,城市人口急劇增多,國內各大城市的地面交通均面臨著巨大的壓力,城市軌道交通成為一種有效疏導地面人流和緩解交通堵塞的重要手段,目前已在國內多個城市中建成并投入運營,且大多以地下鐵道為主。
地鐵車站的排水設計是車站給排水及防災設計的主要內容之一,及時排放車站內部的積水,對車輛的正常運行及各類電器設備的保護有著重要意義。地鐵車站排水系統(tǒng)采用分流制,主要由廢水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)和雨水系統(tǒng)組成,其中廢水系統(tǒng)包括車站沖洗水、消防廢水和結構滲漏水等;污水主要為衛(wèi)生間生活污水;雨水主要來自敞開式的出入口和風亭等。
2地鐵車站廢水系統(tǒng)設計
車站內廢水收集和排放流程如下:各類廢水排水地漏軌道排水明溝主廢水泵站壓力檢查井市政污水系統(tǒng)。
2.1各類廢水量設計計算標準
車站沖洗水排水量為4Lm/2次,計算面積為站廳站臺層公共區(qū)域,一日一次,每次按1h計算;結構滲漏水通常設計標準為1Lm/2日,計算面積為車站內表面積;消防廢水按一次消防水量100%計算。
2.2排水地漏的布置
車站各類廢水均由設在站臺層、站廳層和有用水點的房間內的地漏收集,通過排水立管排放至軌道兩側的排水明溝內。站廳層排水地漏設在車站主體內側排水淺溝內,相互間隔約40m,此外車站出入口進站處應設置截水溝和排水地漏;環(huán)控機房、保潔間、污水泵房、廢水泵房、茶水間等有給水點的房間也應設置地漏。站臺層地漏主要排放公共區(qū)沖洗廢水,與站臺邊緣相距2.5m以上。對于各類風道進入車站主體處的地漏設置,《地鐵設計規(guī)范》中并無明確規(guī)定,筆者認為要避免不同類型風道因排水淺溝連通而造成的相互干擾,每個風道入口處均應設置排水地漏,不同風道不能共用排水地漏,如圖1所示。
2.3主廢水泵站設計
主廢水泵站主要排放結構滲漏水、凝結水和生產、沖洗及消防廢水等,應設在車站或線路的最低點,其設計關鍵是確定廢水池容積和廢水泵參數(shù),車站主廢水泵應設置2臺,平時互為備用和輪換工作,消防或必要時同時工作,排水泵流量按消防時排水量和結構滲水量之和確定。主廢水池有效容積按照主廢水泵20min出水量且不小于30m3確定。主廢水泵站剖面如圖2所示。
對于部分地鐵車站與地下商業(yè)建筑合建的情況,筆者認為為了避免商業(yè)建筑火災時對地鐵車站的影響,應在兩者之間設置擋水和截水措施,商業(yè)部分內部應設置獨立的局部廢水泵站。
3車站污水泵站設計
地鐵車站的污水主要來源于車站工作人員日常用水,一般在車站的站廳層設備區(qū)內設有衛(wèi)生間供工作人員使用,生活用水量按50L班/人計,排水量按生活用水量的95%考慮。
污水泵站應設置在衛(wèi)生間下的站臺層設備區(qū)內,污水集水池有效容積一般按6h的污水量確定,但有效容積不應小于2m3,污水泵流量按衛(wèi)生間排水設計秒流量選取。在實際設計中,污水池平面不宜過大,以免污水在污水池內停留時間過長,同時污水池應設置排氣管道,直接與車站排風管道連接。污水泵站布置剖面如圖3所示。
4車站雨水泵站設計
雨水泵站主要設置在車站敞開式風亭內及敞開式出入口扶梯下,雨水排水量按設計暴雨重現(xiàn)期50年10min集流時間計算。出入口處雨水泵流量按出入口消防水量與雨水量之和選取,風亭處雨水泵流量按計算雨水量選取。各處集水池有效容積按雨水泵的10min出水量確定。對于非敞開式出入口的排水泵站,可歸于局部廢水泵站,水泵設計流量僅考慮消防排水量。設有頂蓋的風亭,可不設雨水泵站,風亭的結構滲漏水可沿風道排入車站內,由地漏收集后排放至主廢水池。
5各泵站控制水位設置及水泵控制方式
車站控制室監(jiān)視排水泵的工作狀態(tài)、手自動狀態(tài)、故障狀態(tài)和水位狀態(tài);對廢水池、集水池、污水池的危險水位進行自動監(jiān)視,超高報警;對所有排水泵設自動運行計時,并按設定運行時間進行主備泵自動切換,按維修設定計劃提供檢修報告。排水泵通過泵房控制箱實現(xiàn)水位自動控制和手動控制。控制箱采用一控二方式,其中水位控制方式采用浮球開關,浮球開關與控制水位一對一設置。
廢水泵房內的2臺潛污泵,平時一用一備,輪換運行。消防時兩臺同時工作,廢水池內設超低水位、停泵水位和第1、2臺泵啟動水位共4個控制水位。
污水泵房內的2臺潛污泵一用一備,輪換運行,設停泵、啟泵水位和超高報警水位共3個控制水位。
車站出入口自動扶梯底部以及洞口集水坑內設2臺潛污泵,平時一用一備,必要時雙泵運行,設停泵水位和第1、2臺泵啟動水位共3個控制水位。
6排水管道材料及其他重要防護措施
一般來說,車站內壓力排水管可采用涂塑或襯塑鋼管,重力排水管采用阻燃性UPVC管。排水管穿越不同防火分區(qū)時應設置阻火圈;地鐵內引出至地鐵外的排水金屬管線應絕緣處理后方可引出,可采用安裝絕緣法蘭或者絕緣短管的方式。另外,UPVC排水管道不能直接穿越軌頂風道,在風道內的部分應設置鋼套管防護,避免消防時高煙氣對管道造成破壞。
關鍵詞：構筑物抗浮設計
目前，在抗浮設計上，主要采用抗與放的方法。所謂抗，即是配重抗浮、錨固抗浮；所謂放，即是降水抗浮和設觀察井抗浮。具體采用哪一種方法，尚應根據(jù)工程的具體情況而定，同時還應著重考慮對工程造價的影響。下面就各種抗浮方式進行探討并做經(jīng)濟分析比較。
一.抗浮方式的探討：
1.配重抗?。盒⌒退匾话悴恍枰渲乜垢?，因其池壁相距
較近,再加上底板向外突出部分上部的土重和壁板與土的摩擦力(規(guī)范未計入以策安全)，抗浮安全系數(shù)很容易滿足規(guī)范要求。
砼的缺點之一是自重大，但事物均有兩面性，抗浮時自重越大越有利。配重抗浮一般有三種方法，一是在底板上部設低等級砼壓重；二是設較厚的鋼筋砼底板；三是在底板下部設低等級砼掛重。一、二種方法的優(yōu)點是簡單可靠，當構筑物的自身重度與浮力相差不大時，應盡量采用配重抗浮，對工程造價的影響小,投產后亦沒有管理成本。但構筑物的自身重度與浮力相差較大時,本方法將會增加工程量使土建造價提高，原因是配重部分要扣除浮力，導致配重部分的厚度增大；較大的埋深也將增加挖方量和排水費用，同時也會增大基底壓力，引起較大的地基變形。如采用底板上設低等級砼壓重的方法，將會使壁板的計算長度H加大，而壁板根部的彎矩值與H是平方關系,這樣會使壁板根部的彎矩值增長較快，彎矩值較大時，板厚和配筋也會相應增大；如采用較厚的鋼筋砼底板的方法，其工程量與設低等級砼壓重相差不多，壁板的彎矩值雖小，但底板的鋼筋用量會有些許增加；如采用底板下設砼掛重的方法，壁板的彎矩值小，底板的鋼筋用量也不會增加，但底板和掛重部分砼須用鋼筋連接，施工比較麻煩，當?shù)叵滤畬︿摻詈晚啪哂星治g性時，設砼掛重的方法須謹慎。
2.錨固抗浮：錨固抗浮一般有兩種方法：
a)錨桿：錨桿是在底板和其下土層之間的拉桿，當?shù)装逑掠袌杂餐翆忧疑疃炔淮髸r，設錨桿不失為一種即簡便又經(jīng)濟的方法；近年來，在飽和軟粘土地基中，也有采用土錨技術的，也有采用短錨加擴大頭技術的。錨桿的直徑一般為150~180mm。錨桿抗浮有三個問題需要注意，一是受力問題，當構筑物內無水時，錨桿處于受拉狀態(tài)，當構筑物滿水時，錨桿又處于受壓狀態(tài)，錨桿的底端類似于樁端，錨桿在反復拉壓狀態(tài)下的工作性能有待進一步的實驗研究；二是施工問題，錨桿的施工需有專門的機械，施工前要進行試驗，同時，較細的錨桿在施工時有一定的難度，如何控制鋼筋偏移，如何使灌漿飽滿、如何避免斷桿等都是施工難題，尤其是錨桿較長時，不如配重抗浮來得簡便。三是適用性，當?shù)叵滤畬︿摻钣星治g性時,細錨桿的耐久性問題不易解決,這將在一定程度上限制其適用性。
b)抗拔樁:抗拔樁利用樁側摩阻力和自身重度來抵抗浮力，樁型可采用灌注樁或預制樁，樁徑一般為400mm，也可采用方樁，樁距和樁長應通過計算確定，樁距不宜過大，否則會增加底板厚度，樁端最好能伸入相對較硬的土層。抗拔樁也有拉壓受力問題，但其施工較簡單，耐久性亦比錨桿容易得到保證。
3.降水抗浮：這是抗浮設計的另一條思路，即不硬抗，而采用放的方法。具體做法是在構筑物底板下設反濾層，在構筑物周圍設降水井，降水井和反濾層間用盲溝相連，當構筑物因檢修設備而需要放空時，可在降水井內抽水使地下水位降至底板下，從而保證構筑物的穩(wěn)定。降水抗浮的關鍵問題是反濾層的設計，當土的顆粒較細時，應采取可靠措施防止土粒隨地下水的漲落而進入反濾層，引起反濾層堵塞而失去作用。降水抗浮的優(yōu)點是工程造價低，因采取了抗浮措施，構筑物的設計可按無地下水時考慮。當?shù)叵滤缓芨咔业鼗凛^軟時，采取降水抗浮措施可大大降低工程造價。但降水抗浮也有其缺點，第一是可靠性，雖然構筑物在設計使用年限內放空檢修的時間很短，但每年也有一二次，如反濾層被堵塞，則水位很難降至底板以下；第二，如果遇到非正常排空，將會發(fā)生構筑物上浮事故。當然，在排水工程中，可采取適當?shù)拇胧?，在非正常排空時使地下水自動進入構筑物內，提高構筑物的可靠度。
4.觀察井抗?。汉徒邓垢∠嗨疲皇遣辉O反濾層，利用地
下水的漲落安排構筑物放空檢修的時間。方法也很簡單，在構筑物周圍設若干觀察井，井內標示可放空檢修的臨界水位線，如在一個時期內地下水位低于臨界水位，則可放空檢修。應該講，在地下水位漲落差較大的地區(qū)采用本方法，是所有抗浮方法中土建工程造價最低的。其缺點是檢修時間不靈活，且有一定的管理成本，非正常排空亦有可能發(fā)生上浮事故。
二.經(jīng)濟分析比較：
例：某排水工程終沉池,內徑40m,池凈高5m,地下水位距池底板頂3.0m?？垢》椒ǚ謩e為：1.配重抗?。ㄔO較厚的鋼筋砼底板）；2.抗拔樁抗浮；3.降水抗??；4.設觀察井抗浮。其工程量分別為：
1.配重抗?。?/p>
挖土方：2508m3；3.86×2508=9681元
素砼墊層C10：134m3；145×134=19430
鋼筋砼底板C25：2904m3；460×2904=1335840
預應力砼池壁C40：190m3;899×190+40000=210810
2.抗拔樁抗?。?/p>
挖土方：200m3；3.86×200=772
直徑400mm沉管灌注樁，長12m：150根；548×1.51×150=123892
素砼墊層C10：134m3；145×134=19430
鋼筋砼底板C25：594m3;460×594=273240
預應力砼池壁C40：190m3;899×190+40000=210810
3.降水抗?。?/p>
挖土方：200m3；3.86×200=772
素砼墊層C10：134m3；145×134=19430
鋼筋砼底板C25：413m3;501×413=206913
預應力砼池壁C40：190m3;899×190+40000=210810
反濾層：726m3;59.5×726=43197
降水井：4座；1521×4=6084
4.設觀察井抗?。?/p>
素砼墊層C10：134m3；145×134=19430
鋼筋砼底板C25：413m3;558×413=230454
預應力砼池壁C40：190m3;899×190+40000=210810
觀察井：3座；1521×3=4563
其土建工程造價(直接費)分別為：
1.配重抗浮：1575761元
2.抗拔樁抗?。?28144元
3.降水抗浮：487206元
4.設觀察井抗?。?65257元
(1)主系統(tǒng):一般情況下，建筑的給水系統(tǒng)都是獨立存在的，在對用戶進行供水時，多采用蓄水池－水泵－水箱－減壓閥－用戶的方式，以減少對于城市整體供水網(wǎng)絡的負擔，同時也可以方便的進行管理。
(2)熱水系統(tǒng):熱水系統(tǒng)可以為居民提供熱水，方便其日常生活，與普通的給水管道是相互分離的，以避免相互之間的影響。
(3)消防系統(tǒng):消防系統(tǒng)是給水系統(tǒng)的重要組成部分，直接關系著小區(qū)居民的生命財產安全，因此不僅需要與小區(qū)的主供水系統(tǒng)相連，還必須設置相應的輔助供水系統(tǒng)，以確保消防栓無論在任何情況下都可以正常供水。排水系統(tǒng)相比于給水系統(tǒng)，內容比較簡單，主要是對雨水、居民生活污水等的排放，但是其作用與給水系統(tǒng)相比絲毫不差，不僅關系著居民的正常生活，還關系著小區(qū)以及周邊環(huán)境的清潔，在對排水系統(tǒng)進行設計時，需要結合建筑所在地的污水處理計劃進行，避免對于周邊環(huán)境的污染和破壞。
2建筑小區(qū)室外給排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計
以某居民小區(qū)為例，對其室外給排水系統(tǒng)的規(guī)劃設計進行分析和探討。該小區(qū)位于某城市高新開發(fā)區(qū)，整體占地面積8.78萬平方米，小區(qū)內共有30幢高程住宅樓，最大建筑高度53m，建筑總面積25.3萬平方米，擁有居民約7380人。在建筑的地下設置有地下停車場，防火等級分別為Ⅱ級、Ⅲ級。
2．1給水系統(tǒng)設計
(1)水源選擇。
在該小區(qū)中，選擇市政給水作為水源，同時在小區(qū)內部設置獨立的蓄水池、水泵等配套設施，以方便進行管理，同時減少對于市政水網(wǎng)的壓力和負擔。
(2)用水量的統(tǒng)計。
對小區(qū)用水量的統(tǒng)計直接關系著給水管網(wǎng)設計的合理性和可靠性，需要設計人員的充分重視。對于居民小區(qū)而言，日常用水主要包括幾種，其一，居民生活用水，一般情況下，可以按照每人每天300L進行計算，根據(jù)該小區(qū)的人數(shù)，小時變化系數(shù)取2.5;其二，公共建筑用水，如公共廁所、水景等，根據(jù)現(xiàn)行的《建筑給水排水設計規(guī)范》(GB50015－2010)的相關規(guī)定確定，也可以根據(jù)小區(qū)居民的生活用水總量，適當取15－30%;其三，綠化和道路用水，小區(qū)中每天道路澆灑的水量按照每平米每天0.5－1L，綠化用水則按照每平方米每天1－2L進行計算;其四，消防用水，根據(jù)國家相關規(guī)定進行計算;其他用水，按照小區(qū)日常用水總量最大值的10－20%計算。
(3)給水管網(wǎng)的設計。
在對小區(qū)積水管網(wǎng)進行設計時，需要充分考慮小區(qū)的實際情況。在該小區(qū)中，由于大部分建筑都屬于高層建筑，為了確保高層住戶的正常用水，需要考慮加壓積水系統(tǒng)，根據(jù)建筑的分布情況，設置相應的集中式變頻調速加壓泵，或者在每一棟建筑中單獨設置加壓設施。在該小區(qū)中，由于高層建筑相對集中，可以采取集中式變頻調速加壓泵的加壓方式，這種方式成本低廉，管理便利，但是相對而言，需要連接大量的外接管線，供水的穩(wěn)定性較差，需要相關設計人員的重視。同時，在對給水管網(wǎng)進行設計時，需要將生活用水、商業(yè)用水以及消防用水進行單獨計算，避免相互之間的影響，以保證供水的穩(wěn)定性和可靠性。
(4)消防系統(tǒng)的設計。
在對消防系統(tǒng)進行設計時，需要根據(jù)不同的情況，選擇不同的設計思路。對于室外消火栓，可以由市政給水直接供水，在保證給水壓力的前提下，使得供水管網(wǎng)可以在室外形成DN150的環(huán)形供水管，同時，要確保消火栓與建筑的距離在5－40m之內。對于室內消火栓，可以由消防水池和建筑屋頂消防水箱聯(lián)合供水，輔以加壓泵，確保給水壓力，供水管網(wǎng)同樣在室外形成DN150的環(huán)形供水管。對于自動噴淋滅火系統(tǒng)，可以通過專用的消防管道供水，設置多組水力報警閥，確保在出現(xiàn)火情后，能夠第一時間進行報警和應急處理，盡可能減少損失。
2．2排水系統(tǒng)設計
在該小區(qū)排水系統(tǒng)中，采用的是雨污分流制。一方面，雨水系統(tǒng)的設計，需要充分考慮小區(qū)的地形地勢，確保排水管網(wǎng)設計的合理性。管
線的坡向應該與小區(qū)整體的地勢坡度保持一致，以節(jié)約施工成本。在雨水系統(tǒng)設計中，采用了管道與暗溝相互結構的結構，對于地下車庫頂部的雨水，由暗溝進行排除，溝寬約300mm，依地勢確定暗溝坡度。在車庫范圍以外，設置相應的雨水檢查井，并將暗溝轉變?yōu)楣艿?，實現(xiàn)對小區(qū)雨水的分散排放，從而有效避免了雨水管道與污水管道的交叉，降低了工程的成本造價。另一方面，污水系統(tǒng)的設計，需要充分考慮居民的日常生活用水總量，按照其最大值的80－90%進行估算，同時結合生活用水的小時變化系數(shù)進行計算，以確保排污系統(tǒng)的排污能力可以滿足小區(qū)的實際需求。在小區(qū)中，污水管道的數(shù)量眾多，而且連接十分復雜，因此必須優(yōu)先進行布置。根據(jù)自身的實際情況，如果小區(qū)污水管網(wǎng)與市政排水管網(wǎng)相連，可以直接將污水輸送到城市污水處理廠，則不需要設計化糞池，反之，則應該設計化糞池，并定期對其進行清理，確保其可以充分發(fā)揮污水處理的作用。
3結語