鐵路車站北廣場給排水設計

1通樞紐工程組成鐵路上海有“申城陸路入口”之稱。其北廣場是集鐵路、軌道交通、長途汽車、公交、出租車及社會車輛為一體的大型交通樞紐?？土鬟_33萬人次/d,車流量達5.3萬pcu/d。整個北廣場交通樞紐工程由地面廣場,地下空間,軌道交通(簡稱軌交)1、3、4號線,上?；疖囌靖脑旒拌F路站屋等子項組成(見圖1)。其中地下空間和軌交改造均為地下建筑,大部分位于地面廣場之下,鐵路站屋為地上建筑。地面廣場主要功能為人行廣場、內部道路、10條線路的公交始末站等,總面積約5.4萬m2;地下空間為地下兩層建筑,其上連鐵路站屋,東接長途客運站、西鄰軌交1、3、4號線,主要功能為鐵路出站大廳、行人換乘通道、出租車上下客及蓄車區域和社會車輛停車庫等,總建筑面積約7.3萬m2。地面廣場與地下空間的給排水及消防系統進行整體設計。2給排水設計2.1支狀管網布置市政水壓≥0.16MPa,可滿足供水壓力要求,因此給水系統采用市政管網直供的方式,由中興路市政給水管引出一路DN150進水管進入地塊,供給地面廣場及地下空間內的生活、生產用水,整個系統為支狀管網布置。給水系統主要供水點為公廁、道路綠化澆灑及冷卻塔補水。用水標準為公廁3L/人次;澆灑2L/(m2·d);冷卻塔補水量按循環水量的2%計;不可預見水量按總用水量的10%計。由此可得:合計最高供水量1374m3/d,最大用水量77.16m3/h。2.2室外污水管網。在地面廣場,北廣場屬合流制排水地區,但為了提高衛生及環境標準,在工程范圍內采用了雨、污分流的排水體制。所有生活污水都接入地面廣場內的室外污水管網系統,經匯合后最終接入北側中興路上的市政合流管。污水主要是衛生間的生活污水。位于地面廣場上的公廁及公交始末站衛生間,采用重力流排放;位于地下空間內的公廁污水由潛水泵提升后經壓力井泄壓后排放。污水系統共設有5個污水提升泵房,每個泵房污水池內設2臺大通道無堵塞型潛水泵,1用1備,單泵參數Q=10.0L/s、H=17.2～21.8m。2.3設計進出水水量及集水池及水泵雨水系統主要排除地下空間敞口(含車庫出入口、風井、下沉廣場等)及地面廣場的雨水。設計標準采用上海市暴雨強度公式,見式(1)。q=5544(P0.3?0.42)(t+10+7lgP)0.82+0.07lgP(1)q=5544(Ρ0.3-0.42)(t+10+7lgΡ)0.82+0.07lgΡ(1)式中:q為暴雨強度,L/(s·hm2);t為降雨歷時,min,地下空間敞口取5min,地面廣場取15min;P為設計暴雨重現期,a,地下空間敞口部位取P=50a、地面廣場部位取P=5a。由于地下空間敞口較多,故本著就近、及時排放雨水的原則,每個敞口處均設置橫截溝、地漏及雨水口等收集設施,將雨水引入附近的集水池,由池內的潛水泵立即強排至室外雨水管網;同時為確保排水安全,每個集水池內均設有備用泵,配電按所有泵全開設置。強排雨水系統共設有13個集水池,每個池內設2～4臺潛水泵,水泵按50a暴雨重現期的設計水量配置。因為交通樞紐地面廣場的重要性,其暴雨重現期取5a。整個廣場采用縫隙式排水溝收水,然后接入廣場雨水管網。為避免集中流量太大,整個地塊分4處分散納入市政合流管,接出管管徑為DN600～DN800。2.4潛水泵提升強排廢水系統主要排除地下空間內的結構滲漏水、沖洗廢水及消防廢水等,均采用潛水泵提升強排的方式,其中車庫內的沖洗廢水先經隔油池處理后提升排放。總計共設29個廢水集水池,每池設2臺潛水泵,1用1備,單泵參數Q=10.0L/s、H=21.0m。3造成重大損失北廣場交通樞紐人流車流密集,通道復雜,如發生火災易造成重大損失。根據上述特點,工程中確定了立足自救、重點撲救初期火災的設計原則,設置了完善的消防設施,具體由消火栓系統、自噴系統、氣體滅火系統及滅火器等組成。3.1消防和消防系統消火栓系統由室外和室內2部分系統組成。設2個互為備用消防水源,分別接自中興路和孔家木橋路的市政給水管,進水管管徑為DN200。室外消火栓系統采用低壓系統,由市政管網直接供水,消防水量為30L/s。室外消火栓管網在廣場內環狀布置,與2路DN200消防進水管連通,管路上每隔100～120m設一室外消火栓。室內消火栓系統采用臨時高壓系統,消防水量為20L/s。從市政給水環網上引入的消火栓系統用水經室內消火栓泵組加壓后環狀供水。室內消火栓采用單栓消火栓箱,并配有消防軟管卷盤。在每個消火栓箱內設消火栓泵啟泵按鈕,并設有報警按鈕。室內消火栓的布置保證有2支水槍的充實水柱能夠同時到達室內任何部位。消火栓泵組設2臺加壓泵,1用1備,單泵參數Q=20L/s、H=34.4m。3.2自動施工系統地下空間內的辦公區、人行通道等設閉式自動噴水滅火系統;車庫、出租車上下客區設閉式自動噴水—泡沫聯用滅火系統。兩者合用噴淋泵組。噴淋泵組從市政給水環網引入管上直接抽水,加壓后向系統供水。自動噴水滅火系統由噴頭、管網、濕式報警閥組、水流指示器、末端試水裝置等設施組成;閉式自動噴水—泡沫聯用滅火系統除包括上述設施外,還有泡沫灌、壓力式比例混合器、泡沫液輸送管等。泡沫采用水成膜泡沫液,泡沫液濃度為3%,泡沫液供給時間≥10min,滅火時前期噴泡沫滅火,后期噴水冷卻防止復燃。自噴系統采用穩高壓系統,設有2臺主泵,1用1備,單泵參數Q=28L/s、H=72.0m;2臺穩壓泵,1用1備,單泵參數Q=1.1L/s、H=82.0m。3.3氣體滅火系統地下空間內的變電所、通信機房等重要的強弱電用房設置IG541氣體滅火設施。氣體滅火系統的最小設計滅火濃度為37.5%(16℃時),最大設計滅火濃度為43.0%(40℃時),滅火時間≤1min。根據保護區域的分布等因素,地下空間內共設置了4套氣體滅火系統。3.4滅火石地下空間內設置5kg裝手提式磷酸銨鹽干粉滅火器,按嚴重危險級配置。4設計的特點和經驗4.1噴淋系統環網布置整個地下空間面積達7.3萬m2,防火分區有31個之多,共需設置15個濕式報警閥。按常規做法,將噴淋報警閥集中設于消防泵房內,則有15根DN150的噴淋總管需從消防泵房引出,管線布置安裝困難。為避免該種情況,設計采用了將報警閥就近設于各個防火分區處的方案。具體設計為消防泵房伸出2根噴淋總管,在地下空間內形成環狀供水,每個防火分區的報警閥就近設置,均由該噴淋環狀管供水。本工程采用的噴淋系統供水環網布置示意見圖2。上述方法大大減少了噴淋供水管的數量,降低了管線綜合和安裝的難度,節約了工程投資,而且能滿足相關的消防要求。4.2雨水收集和雨水集水本工程大部分地面廣場下方即為地下空間及軌交1、3、4號線地下換乘大廳的頂板,兩者之間僅有0.6m的覆土,在如此狹小的空間內布置雨水管,這對管線設計提出了挑戰;且整個人行廣場作為鐵路上海站北部的形象工程,其景觀要求亦相當高,相應地面的雨水收集設施在滿足功能的要求下,必須做到整潔美觀,這又是一個新課題。為解決上述問題,工程設計中采取了多種應對措施。1)采用新型的縫隙式排水溝收集雨水。該溝下部為“U”形斷面,在該斷面頂部設不銹鋼蓋板,蓋板上縱向開槽,線槽寬度控制在0.5cm左右。斷面示意圖見圖3。整個廣場內結合建筑找坡,布置了多條縫隙式排水溝進行線形集水。該收水方案較好地滿足了排水功能和場地景觀的要求。其具體優勢在于:(1)排水溝整體高度僅0.26m,正適于在有限的高度空間(0.6m)內安裝;(2)整條線均能收集雨水,加快了集水速度,暴雨時能迅速排除雨水;(3)集水線槽寬度僅0.5cm,隱蔽美觀,與周邊環境協調。本工程使用的縫隙式排水溝為成型產品,每段長1m,前后均有拼縫,運至工地后現場拼接即可,施工簡便迅速。溝基礎采用C25混凝土。2)排水溝匯水后接入雨水管道,面對地下室上方有限的管線敷設空間,在雨水管布置時進行了針對性的設計。地下室頂板范圍內均采用DN300雨水管,平行敷設,根據其排水能力,控制管道收水面積≤1120m2/根,且上述管道做到無交叉;在地下室頂板范圍外設雨水干管,所有DN300雨水管均接入干管,由其匯總后排至市政合流管。該排管方案將雨水干管設于具備大口徑管道敷設條件的外圍,在地下室上方統一敷設小口徑收集支管,較好地解決了淺覆土條件下的雨水管排管問題。4.3地下空間雨水排放本工程地下兩層的大部分區域屬兼顧人防區域,這給排水設計帶來了一定的難度。由于人防設計規范明確規定非人防區域的雨水不得排入人防區域,所以地下空間眾多敞口的雨水需要在地下一層處解決。針對這一問題,在地下空間中板下方懸掛設置集水池,同時在中板上設梁,其內部預埋了雨水收集管進入集水池,從而在地下一層形成完善的雨水排水系統,解決了這一難題。4.4雨水管入果管鐵路上海站北廣場屬合流制排水地區,雖然在地面廣場內采用雨、污分流體制,但雨水管最終需排入外圍市政道路上的合流污水管。與合流