【给排水经典案例】无市政水源地铁车站给水及消火栓系统临时方案设计

本期话题：无市政水源地铁车站给水及消火栓系统临时方案设计

随着城市地铁交通网络的快速发展，城市规划及市政配套工程长时间滞后于地铁建设的情况普遍存在，城市郊区线路多为引导型线路，滞后现象尤为突出。导致地铁线路开通时，市政水源无法实施到位，地铁车站消火栓系统不具备使用条件，地铁线路无法开通。由于市政管线的敷设为市政独立项目，地铁项目无法大范围进行代建。如何保证在地铁开通时，车站给水及消火栓系统的完整性、可靠性显得尤为重要。

本文以已经实施的北京地铁6号线二期项目为例，介绍一种解决无市政水源地铁车站开通条件的措施，希望能提供一种思路供设计参考。

1工程概况

北京地铁6 号线二期工程线路全长12.44km，自一期工程终点草房站东端，沿朝阳北路由西向东，经过规划北关大道、规划东关大道、规划赵登禹大街，而后线路穿过规划地块向东，下穿东六环路后沿运河东大街北侧绿化带向东至线路终点东小营站。在东小营设置车辆段1座，车辆段不在本次设计范围，属于缓建项目。6号线二期全部为地下线，共设地下车站8座：物资学院站、北关站、新华大街站、玉带河大街站、会展中心站、郝家府站、东部新城站、东小营站；其中换乘站2 座，北关站（与远期规划R1 线换乘）和新华大街站（与远期规划S6 线换乘），属于2014年年底开通项目。

2常规地铁线路车站消火栓给水系统的做法

2.1消火栓给水系统的构成

地下车站及地下区间隧道采用生产、 生活与消火栓相对独立的给水系统，站内卫生间、 盥洗间、 茶水间等生活给水系统与车站冲洗、 空调冷却水系统用水均由车站给水管接至车站后直接接出供给。消火栓给水系统由车站给水管接至车站消防泵房(需加压时)形成独立的消防环状管网,并由站台层两端进入区间。区间上下行分别设DN150的消防给水干管,在区间联络通道处进行过轨，将相邻两座车站的消防管网相连形成地下车站及相邻各半个区间的整体消防环状供水系统。

2.2消火栓给水系统的设置和选择

消火栓给水系统包括消防泵房、 消防给水管网及消火栓。根据《地铁设计规范》(GB 50157-2013)的要求, 地铁给水水源应优先采用城市自来水, 并宜采用生产、生活用水和消防用水分开的给水系统。规范规定, 当城市自来水的供水量能满足生产、生活和消防用水的要求而供水压力不能满足消防用水压力时,在市政部门同意的前提下，应设消防泵房、稳压装置,但不设消防水池;当城市自来水的供水量和供水压力都不能满足消防用水量要求时,应设消防泵房、稳压装置和消防水池。

2.3设计标准

全线按同一时间内发生一次火灾考虑。消火栓用水量:地下车站室内为 20 L/s，区间及折返线为10 L/s。消火栓的充实水柱100 kPa,消火栓栓口处的静水压力0.80 MPa, 动水压力0.50 MPa;否则应采用减压稳压消火栓系统。

2.4消防泵房的设置

常规线路的消防泵房设置方式为:①每座车站均设置消防泵房, 双路供水车站消防泵房的服务范围为本座车站及相邻半个区间；②单路供水车站优先采用本消防泵房与邻站消防泵房形成互为备用的关系, 以满足《地铁设计规范》要求的双路供水条件；③单路供水车站如果和相邻车站为同一水厂水源，无法实现相互备用，需设置消防水池。为优化设计，可考虑相邻2个车站设置一个消防水池的做法。

3北京地铁6号线二期给水及消火栓系统设计思路

3.1设计思路

由于北京地铁6号线二期工程中8个车站和1中间风井仅有3个车站有市政水源，且仅为1路。边界条件决定了无法按照常规方案设计，为保持设置原则的统一性，在和北京市相关职能部门充分沟通后，6号线二期每个车站均设置了消防水池。有市政水源的车站，靠市政水源维持车站内的生活、生产用水需求。无市政水源的车站，采取生活、生产水池和消防水池合用的方法，并设置变频恒压给水装置，同时生活用水不作为饮用水，在过渡期的5个车站采用桶装水解决运营人员的饮水问题。考虑到运营进驻后车站施工存在很大的困难，车站永久消防泵房内的土建工程实施完毕，机电设备电缆敷设到位。

具体实施如下：

（1）从物资学院站DN150市政给水管道上接出一根DN80市政给水管道进入下行区间向东敷设，为物资学院站-北关站中间风井提供生产用水水源。

（2）从新华大街站北端风井处引入一根DN150市政给水管道进入上行区间向西敷设，为北关站提供生产、生活及消防水源；在该干管上分出一根DN80管道为新华大街站生产、生活给水之用。

（3）从新华大街站南端风井处引入一根DN200市政给水管道进入东段4个车站供水的加压泵站水箱，经过加压后的DN150给水管道进入下行区间经过玉带河大街站向东敷设，为会展中心站、郝家府站、东部新城站、东小营站提供生产及消防水源；同时在玉带河大街站北端风井处引入一根DN100管道接入本供水干管，以形成备用水源。具体详见表1。

（4)消防水池或消防/生产合用水池的液位自动控制通过浮球开关输出的信号实现。当水池到达高报警水位，浮球开关输出的信号将设置在进水管路上的电动蝶阀关闭，以防止水池溢流，低于高报警水位电动蝶阀开启；电动蝶阀的电源（220 V）及控制由消防泵控制柜提供，动照专业不对该电动蝶阀提供电源。当水池水位降低到消防用水所需水位，浮球开关输出的信号使生活变频给水泵停止运行，其控制柜给BAS专业提供中间报警水位信号。当水池降到低报警水位，浮球开关输出低水位报警信号。

（5)车站控制室显示消防水池或消防/生产合用水池的高、中、低报警水位信号（其中物资学院站、新华大街站、玉带河大街站只有高、低报警水位，其余5站有高、低报警水位及中间报警水位）及设置在进水管路上电动蝶阀的状态信号。高、低报警水位及电动蝶阀的状态信号由消防泵控制柜给FAS专业提供无源触点，并由FAS专业远传到车站控制室；中间报警水位的状态信号由生活变频给水装置（冷却塔补水装置）的控制柜给BAS专业提供无源触

点，并由BAS专业远传到车站控制室。无市政水源车站临时消防泵房设备布置示意见图1。有一路市政水源的车站无需设置生活、生产给水用变频恒压给水装置。

3.2与相关专业的主要设计接口

临时方案的设计接口原则和6号二期永久方案的接口原则分工保持一致。

（1）与动照专业的接口。①消防泵及稳压泵的供电，由动力照明专业供电到消防泵控制柜及稳压泵的控制柜，接口位置分别在其控制柜的进线端子处。

②消防水池或消防/生产合用水池各水位的浮球开关及进水管的电动蝶阀均由消防泵控制柜供电，由动力照明专业供电到消防泵控制柜，接口位置在消防泵控制柜的进线端子处。

③生产变频给水装置的供电，由动力照明专业供电到生产变频给水装置的控制柜，接口位置在其控制柜的进线端子处。

（2）BAS/FAS专业与BAS/FAS专业在各控制柜的出线端子处。

（3）与土建专业的接口。

土建专业负责实现给排水专业的预留、预埋要求。

（4）与限界专业的接口。

限界专业负责确定给水管在区间和车站范围内的管线位置及标高，详见图2。以保证行车安全及不影响车站轨行区广告的安装。

（5）与人防专业的接口。

人防专业负责临时方案人防段孔洞的预留及改造封堵。

（6）与通风空调专业的接口。

通风空调专业需要增加临时消防泵房内的通风设计。

3.3注意事项

（1）由于消防水池多与站厅层在同一高度，大于规范要求的消防车取水的6 m深度，无法考虑消防车从本站消防水池取水为本站消火栓系统加压的可能性。

（2）建筑涉及规划用地，应提前报规划部门批准占地。

（3）区间临时生活给水管敷设在车行方向的右侧。这样就避免了跨越疏散通道处的管线影响疏散问题及管线过轨问题。

（4）此方案的实施需征得当地消防部门、运营部门的同意。

（5）在设计概算中应单独设置此部分费用。

（6）为便于计量，需设置水表，用于分别计量生活、生产用水量及消防用水量。

（7）考虑后期改造的方便和可操作性，应将临时消防泵房和永久消防泵房靠近设置,永久方案的配电及控制电缆应敷设到位。

（8）区间临时生活给水管在车站端头设置了电动蝶阀，在车控室内可实现对阀门的关断，便于水管爆管后维修。

（9）本文只针对地下车站无市政水源的临时方案进行了介绍，本工程实施时，《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）尚未执行，未考虑地下车站室外消火栓的用水量，对于后续新建项目的消火栓系统的设计尚需考虑室外消火栓的用水量等问题。

（10)出于对消防水池的防水及安全考虑，消防水池本次设计均设置成了混凝土墙体，在后续项目中可考虑采用模块拼装的方式，在后期市政水源到位的情况下，可轻松将其拆掉，为运营单位多提供一个房间使用。

4.结语

做为设计者，我们更希望建设方能提供良好的边界条件，督促各政府职能部门将市政配套工程先于或同步于地铁项目实施，优先采用常规设计方案，以降低工程造价。

但当市政条件受限时，采取本文中的临时方案设计是不得已而为之，实践表明，该方案满足了开通的消防要求，保证了6号线二期线路的顺利开通，该线路的开通，完善了北京市交通路网，方便了市民的出行，对于推动北京市通州区的经济发展有重要的意义，同时为其他类似郊区地铁的快速发展提供了技术可行性，虽然从初投资的角度考虑是不经济的，但是此部分投资相对6号线二期地铁线开通带来的社会效益和经济效益是值得的。