给水排水 |实例：机场APM捷运系统给排水及消防系统设计

小编说

近年来，我国交通基础设施发展迅速，尤其是APM捷运系统。结合成都天府国际机场项目，介绍了APM捷运系统基本概况， 总结了成都天府国际机场APM捷运系统给排水及消防系统的设计、管材及接口、给排水及消防设备控制要求，以期为今后APM捷运系统的设计提供参考。

1 工程概况

成都天府国际机场场址位于成都市西南方向(见图1)，简阳市芦葭镇，龙泉山脉东侧，距离成都市中心51.5 km，距离简阳市18 km。新建北航站区的2座单元式航站楼，T1为国际和部分国内航站楼，T2为纯国内航站楼，共同满足本期旅客吞吐量4 000万人次。航站楼总建筑面积约60万m2，8万m2的综合交通换乘中心，17万m2的停车楼，货运设施11.8万m2，机务维修设施，场务、消防救援、生产生活辅助设施，以及供电、供水、供气、排污等公用配套设施，机场生产辅助设施合计51.8万m2。

图1 成都天府国际机场效果

Fig.1 Chengdu Tianfu International AirportAPM

APM捷运系统作为成都新机场建成后的配套工程，届时APM捷运系统将承担旅客从T1—T4航站楼之间的运输工作，国际、国内中转旅客、空侧陆侧中转旅客均可以免费乘坐APM自由到达各航站楼。该系统全程无人驾驶，采用轨旁和中控传递信号控制车辆的运行。

成都天府国际机场APM线路全长约5 km，共设置4座车站，最大站间距约2.2 km，最小站间距为0.587 km，平均站间距为1.4 km(见图2)。整个APM捷运系统计划分两期实施，其中近期只修建供T1—T2之间相连接的APM捷运系统，线路起于T1航站楼西侧，在T1航站楼地下层设置T1站及一期运营中心进行线下列检，穿越航站区的地铁线路下方，从T1沿GTC走廊方向进入T2航站楼地下层设置T2站。一期工程线路长约2.036 km，其中机电设计长度为0.944 km，预留土建区间长度为1.092 km，共设置2座车站（见图3）。

图2 APM线路示意

Fig.2 APM system line

图3 APM线路分布

Fig.3 APM system line distribution

2 APM系统简介

APM系统，全称Automated People Mover systems，即旅客自动捷运系统。APM是一种无人自动驾驶、立体交叉的大众运输系统，属于轨道交通一种类型，集合了多种传统城市轨道交通工具特点，其主要特征是列车的微型化。

全球首个拥有旅客捷运系统的机场是美国坦帕国际机场，直至现在旅客捷运系统是很多大型国际机场中十分重要的内部运输工具。无人驾驶捷运系统在欧洲和部分亚洲国家中已十分普遍。

中国大陆首条APM系统是北京首都国际机场旅客捷运，该系统主要服务于T3航站楼国际及港澳台进出港旅客；第一条用于城市轨道交通系统的APM线，是广州珠江新城旅客自动运输系统，于2010年11月8日正式开通试运行，该线路主要功能是定位于观光线；2018年3月31日，上海轨道交通APM线（浦江线）开通。

APM与地铁同属于城市轨道交通运输系统，但也有各自的特点，地铁采用钢轨钢轮，车体宽、运载量大；APM采用混凝土结构的行驶路面和钢制导轨，以胶轮作为走行轮和水平导向轮，行驶振动小，爬坡能力强，但是载客量少。本项目APM系统采用近期2辆、远期4辆编组，最高时速80 km/h。

目前国内没有专门针对APM系统的专门设计规范，本项目设计主要参考《城市轨道交通技术规范》（GB 50490—2009）和《地铁设计规范》（GB 50157—2013），并结合机场APM的特殊情况进行设计。

3 给排水系统介绍

成都天府国际机场APM捷运系统中设置了生产与生活给水、排水系统。

3.1 生产与生活给水系统

3.1.1 用水量、水压标准

（1）车站工作人员生活用水量按50 L/（班·人）（含开水供应），时变化系数2.5。

（2）车站乘客生活用水量按设置卫生器具的数量和相应的器具小时耗水量（洗脸盆：50 L/h；小便器：60 L/h；坐便器：30 L/h；蹲便器：80 L/h）及每天使用小时数计算确定。

（3）冲洗用水量按2 L/（m2·次）计，每次冲洗时间按1 h计算。

（4）生产设备用水按所选用设备、生产工艺的要求确定。

（5）其他未明确的用水量按现行《建筑给水排水设计规范》确定。

（6）生活用水各配水点的最高水压按不大于0.20 MPa控制，超压点采用减压阀等设施。

3.1.2 给水水源

从航站楼两端的综合管廊引入给水管作为生产与生活给水水源，水量及水压均能满足要求。

3.1.3 用水量计算（见表1）

3.2 排水系统

3.2.1 排水量标准

（1）工作人员排水量按生活用水量的95%考虑。

（2）生产设备排水量按所选用设备、生产工艺的要求确定。

（3）冲洗及消防废水量与用水量相同。

（4）结构渗漏水按1 L/（m2·d）计。

（5）由于没有简阳市暴雨强度公式，此次天府国际机场项目统一采用内江市暴雨强度公式。敞开风井排水泵房的排水能力，按内江市50年一遇的暴雨强度、5 min集流时间计算。

3.2.2 排水种类

排水系统采用分流制，其主要由废水系统、污水系统和雨水系统组成。其中废水系统包括车站冲洗水、环控机房废水、消防废水、结构渗漏水等及地下区间隧道的冲洗水、消防废水、结构渗漏水等；污水主要为卫生间生活污水；雨水主要来自敞口式出入口和敞口式风亭雨水。

（1）废水系统。车站各类废水由每层地漏汇集，经排水立管引入站内线路道床排水沟后，流入车站废水泵房内的废水集水池车站在车站线路坡度下坡方向的车站端部设置车站废水泵房，主要排除车站范围内的车站冲洗水、环控机房废水、消防废水、结构渗漏水及相邻区间（线路坡度坡向车站）的冲洗水、结构渗漏水和消防废水。

（2）污水系统。车站设有公共卫生间和工作人员卫生间，每个卫生间均设相应的污水泵房（一体化密闭污水提升装置设备房），主要排除卫生间粪便污水和车站的生活污水，各项生活污水均通过管道集中到一体化密闭污水提升装置集水箱。污水由一体化密闭污水提升装置提升，从车站排风井出地面后就近排入机场航站楼污水管 ，进入机场污水处理厂处理。

（3）雨水系统。车站敞开式风亭底部设置雨水泵房，用于排除进入车站的雨水、冲洗废水和结构渗漏水。

3.2.3 排水量计算（见表2）

4 消防系统

成都天府国际机场APM捷运系统中设置了消火栓灭火系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、灭火器配置及灭火器材箱。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974—2014）3.1.1-3条：民用建筑同一时间内的火灾起数为一起。《四川省特大规模民用建筑（群）消防给水设计导则》（川建发［2010］41号）规定：建筑面积总和大于50万平方米的民用建筑为“特大规模民用建筑（群）”，其消防给水系统应按同一时间发生2起及2起以上火灾进行设计。经与业主及当地消防主管部门协调后，兼顾产权物业和消防要求，T1、T2航站楼同一时间内的火灾起数确定为2起，分别设置独立的消防给水系统。APM T1站消防给水系统与T1航站楼共用系统，APM T2站消防给水系统与T2航站楼共用系统，见图4。

图4 航站区消防水池和消防水泵房设计示意

Fig.4 Fire prevention pool and pump house in airport area

4.1 站内消火栓系统

4.1.1 水源

地铁车站消火栓系统一般独立设置，不跟与其相连的建筑共用消防系统，其原因在于产权及管理的需求，而本项目APM捷运系统与航站楼连通，且属于机场的附属设施，产权、管理均为机场，故本工程消火栓系统与航站楼合用系统。

4.1.2 水量

地下车站消火栓用水量为20 L/s，用水量火灾延续时间按2 h计算，车站消火栓系统一次火灾消防最大用水量为144 m3。

4.1.3 系统设计

车站与航站楼接管点压力为0.70 MPa，满足车站最不利点所需消防压力。

车站内设置带卷盘的消火栓箱。消火栓口径为65 mm, 水枪口径为19 mm，水龙带长度为25 m。消火栓箱的布置应确保车站内任何部位均有2支水枪的充实水柱同时到达，非必要情况下，一律采用单口消火栓，站台公共区布置单栓确有困难时，设置双口双阀消火栓。公共区及设备区走道的消火栓箱全部暗装，其他区域明装，消火栓箱内均设 警按钮。站内配线轨行区消火栓只设栓口，间距50 m。

消火栓给水系统在车站地下各层分别形成环状消防管 ，并在车站两端分别用DN150的立管将地下各层水平环状消防管 相连，形成水平成环、竖向成环的消防环状供水管 。消防环状给水管 采用阀门分成若干独立段，当某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不应超过5个（双栓双阀消火栓按照2个消火栓计算）。

消火栓箱的布置由计算确定，按确保车站同一防火分区内任何部位均有两支水枪的充实水柱同时到达布置，每一股水柱流量不小于5 L/s，水枪的充实水柱长度不小于10 m。长度超过20 m的通道设消火栓箱。

车站消火栓与灭火器共箱设置，箱内配备水龙带和水枪，自救式消防软管卷盘、灭火器，设2个单口单阀消火栓箱（双栓）时，箱内配一根25 m的水龙带。

4.2 区间消火栓系统

4.2.1 水源

地下区间隧道消防用水由车站供水，车站每条隧道应分别从地下车站消防给水环状管 上引入一根DN150消火栓给水干管，沿隧道行车方向右侧敷设，车站和区间隧道的消防管 相连，使车站和区间形成一个完整的环状消防给水管 。接至区间消防管道进入区间隧道前设控制阀组，串联安装手动蝶阀、电动蝶阀、手动蝶阀，并联设检修超越手动蝶阀，区间控制阀组安装在站厅层端部人员容易到达及操作的地方。T1—T2区间在区间废水泵房处分段，分别接T1站、T2站消火栓系统，并在分段处设连通管，连通管上设电动阀，一旦对应的消防系统出现问题，可以紧急启动另一个消防系统，同时打开电动阀，增加了整个系统的安全性。

4.2.2 水量

区间隧道消火栓用水量按10 L/s设计，用水量火灾延续时间按2 h计算，区间隧道消火栓系统一次火灾消防最大用水量为72 m3。

4.2.3 系统设计

地下区间隧道（单洞）按每不大于50 m布置1个消火栓，距车站端头消火栓离车站区间分界不大于5 m，地下区间仅设消火栓栓口。地下区间隧道消防给水管按不大于5个消火栓布置1个检修蝶阀，在系统最低点设放水阀，在系统最高处设排气阀。

4.3 自动喷水灭火系统

4.3.1 系统设置原因

根据《地铁设计规范》28.3.6条：地下车站设置的商铺总面积超过500 m2时，应按现行国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》GB 50084的有关规定设置自动喷水灭火系统。本工程没有商铺，参照《地铁设计规范》28.3.6条，可以不设置自动喷水灭火系统。但由于该APM捷运系统人流大，且与T1和T2航站楼上下连通，航站楼火灾也可能危及地下车站，为提高本工程自救能力，故在车站站台层（屏蔽门以内）、夹层设置自动喷水灭火系统。跟消火栓系统相同的原因，APM车站与航站楼产权、管理都属于机场，故与航站楼自动喷水灭火系统共用。

4.3.2 水源

自动喷水灭火管道从综合管廊自动喷水灭火系统环 引来，在T1、T2车站内各设置一套湿式 警阀， 警阀后按防火分区设置水流指示器、安全信号阀、末端试水装置等系统组件。

4.3.3 设置部位

在车站的站台层、设备层、线下运维中心设有自动喷水灭火系统。

4.3.4 系统设计

自动喷水灭火系统按中危险I级设计，设计喷水强度为6 L/(min·m2)，作用面积160 m2，火灾持续时间1 h。

喷头采用快速响应闭式玻璃球洒水喷头，动作温度68 ℃，流量系数K=80。

为防止APM站台火灾向隧道蔓延，在车站屏蔽门开口处采用加密喷头布置。

4.4 气体灭火系统

4.4.1 设置部位

气体灭火系统设置部位：通信设备室（含电源室）、信号设备室（含电源室）、环控电控室、制动控制柜室、综合控制室（主控制系统设备室）、屏蔽门控制室；变电所的控制室、0.4 kV开关柜室、1 500 V直流开关柜室、与直流开关柜室合建的35 kV开关柜室、整流变压器室、应急照明配电室。

4.4.2 系统设计

灭火剂采用IG541，最小设计灭火浓度应为37.5%；喷射时间：应保证在60 s之内达到最小设计浓度的95％，且不应小于48 s；浸渍时间为10 min。

气体灭火系统为有管 的全淹没系统，除T2车站夹层环控电控室为单元独立系统外，其余气体灭火系统为组合分配系统。

4.4.3 系统的控制方式

本系统同时具有自动控制、手动控制和机械应急操作3种启动方式。

4.5 灭火器配置

车站按严重危险级配置手提灭火器，灭火器的配置按《建筑灭火器配置设计规范》有关规定确定。

手提灭火器选用扑救Ａ、Ｂ、Ｃ类火灾和带电火灾的磷酸铵盐干粉灭火器。灭火器设置消火栓箱下部，设MF/ABC5磷酸铵盐干粉灭火器4具。

5 管材及接口

5.1 生产、生活给水管管材

室内给水管均采用S30408薄壁不锈钢给水管，管径不大于DN100时，采用卡压式连接；管径大于DN100时，采用对接氩弧焊连接或法兰连接。

5.2 排水管管材

车站内的污废水重力排水管采用PVC-U排水管，承插粘接。

与各类排水泵连接的压力排水管道，管径≤DN100时，采用镀锌钢管，螺纹连接或沟槽连接; 管径>DN100时，采用焊接钢管，焊接连接。

区间过轨压力排水管道采用鑑121×8，S31608不锈钢管，焊接连接。

5.3 消防给水管（室内消火栓、自动喷水）管材

采用消防专用内外涂塑钢管，当管径≤DN50时采用丝扣连接，管径＞DN50时采用沟槽式卡箍连接。

5.4 气体灭火管材

采用专用的热镀锌无缝钢管，丝口或法兰连接，工作压力不小于15 MPa。

5.5 区间消防给水管管材

区间消防给水管采用内外涂环氧消防复合钢管，挠性沟槽式连接。消火栓口支管采用沟槽式异径三通（支管为螺纹接口）连接。

区间过轨消防管道采用鑑121×8，S31608不锈钢管，焊接连接。

6 给排水及消防设备控制要求、方式和显示

6.1 水消防系统

除现场手动操作外，车站控制室可以通过FAS系统对车站至区间消防接管上的电动蝶阀实行监控，该阀平时常开，区间消防管道故障维修时关闭。车站控制室可以通过FAS系统对车站自动喷水灭火系统、自动跟踪定位射流灭火系统的信号阀、水流指示器、电动阀、智能末端试水装置的状态实行监控。

除手动操作、消火栓压力开关按钮启泵外，控制中心和车站控制室可以通过FAS系统对消防设备实行监控。监视内容包括设备故障状态、运行状态、消防水池水位和系统手/自动状态。控制内容则包括FAS系统可直接控制消防水泵的启停。

6.2 排水系统

除现场水位、自动控制和手动操作外，车站控制室可以通过BAS系统对所有车站及区间就近废水泵站排水设备实行监控。监视内容包括设备运行状态、手/自动状态、故障状态和集水池水位状态等情况。

局部废水泵房内集水池设停泵水位、第一台泵启泵水位、第二台泵启泵水位（ 警水位）3个水位；主废水泵房设超低水位、停泵水位及多个启泵控制水位。

车站污水泵房污水密闭提升装置排水泵设停泵水位、第一台泵启泵水位、第二台泵启泵水位、危险水位 警等4个控制水位。

7 结语

APM系统作为一种新型的轨道交通系统，其给排水及消防系统的设计还有待业内同仁进一步研究、完善，在专用规范制定前，可参考《城市轨道交通技术规范》和《地铁设计规范》进行设计，但不能一味照搬，需要根据项目特点（产权归属、物管情况），分析火灾危险性，比较方案经济性，在此基础上进行设计。

当APM捷运系统作为城市轨道交通系统（类似地铁）单独设置时，建议按照《地铁设计规范》相关条 进行设计。

当APM捷运系统与其他交通枢纽合建时（如本项目作为机场附属设施），建议参考本项目的情况进行设计，尽量利用已有系统资源。

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