新地鐵排水控制系統(tǒng)設(shè)計1

1、 錄第一章 前言31.1 研究背景3第二章 地鐵車站給排水系統(tǒng)簡介52.1各部分系統(tǒng)設(shè)計52.1.1 主廢水泵站設(shè)計52.1.2 車站污水泵站設(shè)計62.1.3 車站雨水泵站設(shè)計72.1.4 各泵站控制水位設(shè)置及水泵控制方式72.1.5 排水管道材料及其他重要防護(hù)措施82.2 二期和一期排水設(shè)計對比82.2.1 生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置82.2.2 消火栓布置82.2.3 消防管材選用82.2.4 隧道排水壓水管敷設(shè)方式92.2.5 管材選用差異較大92.2.6 改善地下區(qū)間消防環(huán)管工況102.2.6 研發(fā)新滅火系統(tǒng)10第三章 地鐵排水系統(tǒng)設(shè)計123.1 數(shù)據(jù)自動采集與檢測123.1.1 自動輪

2、換工作12 自動控制13 水位、運(yùn)行顯示15 通訊接口153.2 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)15第四章 地鐵給排水系統(tǒng)的常見故障和改進(jìn)措施164.1 給水管材的防腐164.2 潛水排污泵的堵塞和解決方法164.3 排水管路的堵塞164.4 排水管材的選型17第五章 課題總結(jié)和展望19參考文獻(xiàn)21致 謝22摘要：地鐵作為一種獨(dú)立的有軌交通系統(tǒng)，具有快速、安全、舒適地運(yùn)送乘客的特點(diǎn)。因而得到快速發(fā)展，并成為了現(xiàn)代城市中的“綠色交通”。其中地鐵的給排水設(shè)計，必須滿足生產(chǎn)、生活和消防用水對水量、水壓和水質(zhì)的要求，并應(yīng)堅持綜合利用，節(jié)約用水的原則。地鐵給水水源應(yīng)優(yōu)先采用城市自來水，當(dāng)沿線無城市自來水時，應(yīng)和當(dāng)?shù)匾?guī)劃

3、等部門協(xié)商，采取其他可靠的供水水源。而地鐵排水系統(tǒng)，除生活及糞便污水應(yīng)單獨(dú)排放外，結(jié)構(gòu)滲漏水、沖洗及消防廢水和口部雨水等可以按合流排放，但廁所生活及糞便污水的排放，必須符合當(dāng)?shù)睾蛧椰F(xiàn)行排水標(biāo)準(zhǔn)。同樣，對于地鐵給排水系統(tǒng)的設(shè)計，也只有在總結(jié)過去的經(jīng)驗和教訓(xùn)，在新的設(shè)計中注意給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、 消防系統(tǒng)這些問題，才能使地鐵給排水設(shè)計越來越合理，以滿足地鐵安全運(yùn)營的需要。地鐵具有大容量,高效率,低污染,集約化的特點(diǎn)，無論是建設(shè)速度，還是建設(shè)規(guī)模，我國地鐵的發(fā)展正經(jīng)歷一個前所未有的發(fā)展期。而地鐵給排水系統(tǒng)的可靠性是地地鐵安全運(yùn)行的重要保障。關(guān)鍵詞： 地鐵；給水系統(tǒng)；排水系統(tǒng)；消防系統(tǒng)ABSTRAC

4、T： The subway as a independent tram system, have fast, safe and comfortable to carry people characteristic. Therefore obtains the rapid development of modern city, and became the green traffic. The drainage design of metro, must satisfy the production, living and fire water for water, water pressure

5、 and water required, and should stick to comprehensive utilization, water saving principles. Subway water should be adopted preferentially city water tap water, along the local planning departments shall consultation, and take other reliable water supply source. And metro drainage system, in additio

6、n to life and feces sewage discharge outside, structure should be separate phenomena, rinse and fire wastewater and mouth rainwater can press confluence emissions, drainage standard. Similarly, water supply and drainage systems for the design of subway, also only at the conclusion of the past experi

7、ences and lessons, in the new design note feed water system, the drainage system, fire-fighting system problems, ability makes the subway drainage design more reasonable and to meet the needs of metro safety.The subway that has a large capacity, high efficiency, low pollution, whether construction s

8、peed, or construction scale, the development of urban metro is undergoing a unprecedented development. And the subway system reliability is water to the subway safe operation of the important guarantee.KEY WORDS ：subway; Water supply system; Drainage system; Fire control system 第一章 前言1.1 研究背景近年隨著城市化

9、進(jìn)程的加快,城市人口急劇增多,國內(nèi)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(dǎo)地面人流和緩解交通堵塞的重要手段,目前已在國內(nèi)多個城市中建成并投入運(yùn)營,且大多以地下鐵道為主。地鐵車站的排水設(shè)計是車站給排水及防災(zāi)設(shè)計的主要內(nèi)容之一,及時排放車站內(nèi)部的積水,對車輛的正常運(yùn)行及各類電器設(shè)備的保護(hù)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(jié)構(gòu)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(fēng)亭等。地鐵作為一種獨(dú)立的有軌交通系統(tǒng)，具有快速、安全、舒適地運(yùn)送乘客的特點(diǎn)。因而得到快速發(fā)展，并成為

10、了現(xiàn)代城市中的“綠色交通”。其中地鐵的給排水設(shè)計，必須滿足生產(chǎn)、生活和消防用水對水量、水壓和水質(zhì)的要求，并應(yīng)堅持綜合利用，節(jié)約用水的原則。地鐵給水水源應(yīng)優(yōu)先采用城市自來水，當(dāng)沿線無城市自來水時，應(yīng)和當(dāng)?shù)匾?guī)劃等部門協(xié)商，采取其他可靠的供水水源。而地鐵排水系統(tǒng)，除生活及糞便污水應(yīng)單獨(dú)排放外，結(jié)構(gòu)滲漏水、沖洗及消防廢水和口部雨水等可以按合流排放，但廁所生活及糞便污水的排放，必須符合當(dāng)?shù)睾蛧椰F(xiàn)行排水標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。地鐵具有大容量,高效率,低污染,集約化的特點(diǎn)，無論是建設(shè)速度，還是建設(shè)規(guī)模，我國地鐵的發(fā)展正經(jīng)歷一個前所未有的發(fā)展期。而地鐵給排水系統(tǒng)的可靠性是地鐵安全運(yùn)行的重要保證。1優(yōu)點(diǎn)(1)節(jié)省土地由于

11、一般大都市的市區(qū)地皮價值高昂，將鐵路建于地底，可以節(jié)省地面空間，令地面地皮可以作其他用途。 (2)減少噪音鐵路建于地底，可以減少地面的噪音。 （3）減少干擾由于地鐵的行駛路線不與其他運(yùn)輸系統(tǒng)（如地面道路）重疊、交叉，因此行車受到的交通干擾較少，可節(jié)省大量通勤時間。 (4)節(jié)約能源在全球暖化問題下，地鐵是最佳大眾交通運(yùn)輸工具。由于地鐵行車速度穩(wěn)定，大量節(jié)省通勤時間，使民眾樂于搭乘，也取代了許多開車所消耗的能源。 (5)減少污染一般的汽車使用汽油或石油作為能源，而地鐵使用電能，沒有尾氣的排放，不會污染環(huán)境。 2缺點(diǎn)（1）建造成本高，由于要鉆挖地底，地下建造成本比建于地面高； 建設(shè)周期長，同樣由于要

12、挖地道，鋪設(shè)鐵軌，設(shè)備等等，以及各種調(diào)試工作，地鐵從開始動工到投入運(yùn)營需要很長的時間；前期時間長，建設(shè)地鐵的前期時間較長，由于需要規(guī)劃和政府審批，甚至還需要試驗。從開始醞釀到付諸行動破土動工需要非常長的時間，短則幾年，長則十幾年也是有可能的。（2）安全性，雖然地鐵對于雪災(zāi)和冰雹的抵御能力較強(qiáng)。但是對地震、水災(zāi)、火災(zāi)和恐怖主義等抵御能力很弱。由于地鐵的構(gòu)造，而導(dǎo)致極易因為這些因素發(fā)生悲劇。為此自地鐵出現(xiàn)以來，工程師們就不斷持續(xù)研究如何提高地鐵的安全性1。第二章 地鐵車站給排水系統(tǒng)簡介車站內(nèi)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各部分系統(tǒng)設(shè)計

13、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(jié)構(gòu)滲漏水通常設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為1Lm/2日, 計算面積為車站內(nèi)表面積;消防廢水按一次消防水量100%計算。車站各類廢水均由設(shè)在站臺層、站廳層和有用水點(diǎn)的房間內(nèi)的地漏收集, 通過排水立管排放至軌道兩側(cè)的排水明溝內(nèi)。站廳層排水地漏設(shè)在車站主體內(nèi)側(cè)排水淺溝內(nèi), 相互間隔約40m, 此外車站出入口進(jìn)站處應(yīng)設(shè)置截水溝和排水地漏; 環(huán)控機(jī)房、保潔間、污水泵房、廢水泵房、茶水間等有給水點(diǎn)的房間也應(yīng)設(shè)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(fēng)道進(jìn)入車站主體處的地漏設(shè)置,地鐵設(shè)計規(guī)

14、范中并無明確規(guī)定, 筆者認(rèn)為要避免不同類型風(fēng)道因排水淺溝連通而造成的相互干擾, 每個風(fēng)道入口處均應(yīng)設(shè)置排水地漏, 不同風(fēng)道不能共用排水地漏2。 圖2.1 排水地漏設(shè)置方式2.1.1 主廢水泵站設(shè)計主廢水泵站主要排放結(jié)構(gòu)滲漏水、凝結(jié)水和生產(chǎn)、沖洗及消防廢水等, 應(yīng)設(shè)在車站或線路的最低點(diǎn), 其設(shè)計關(guān)鍵是確定廢水池容積和廢水泵參數(shù), 車站主廢水泵應(yīng)設(shè)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(jié)構(gòu)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30m確定。圖2.2 主廢水泵站剖面對于部分地鐵車站與地下商業(yè)建筑合建的情況,為了避免商業(yè)建筑

15、火災(zāi)時對地鐵車站的影響, 應(yīng)在兩者之間設(shè)置擋水和截水措施, 商業(yè)部分內(nèi)部應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的局部廢水泵站。 車站污水泵站設(shè)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(shè)備區(qū)內(nèi)設(shè)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(yīng)設(shè)置在衛(wèi)生間下的站臺層設(shè)備區(qū)內(nèi),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(yīng)小于2m,污水泵流量按衛(wèi)生間排水設(shè)計秒流量選取。在實際設(shè)計中,污水池平面不宜過大,以免污水在污水池內(nèi)停留時間過長,同時污水池應(yīng)設(shè)置排氣管道, 直接與車站排風(fēng)管道連接3。圖2.3 污水泵站布置剖面 車站雨水泵站設(shè)計雨水泵站主要

16、設(shè)置在車站敞開式風(fēng)亭內(nèi)及敞開式出入口扶梯下, 雨水排水量按設(shè)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(fēng)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(shè)計流量僅考慮消防排水量。設(shè)有頂蓋的風(fēng)亭,可不設(shè)雨水泵站,風(fēng)亭的結(jié)構(gòu)滲漏水可沿風(fēng)道排入車站內(nèi),由地漏收集后排放至主廢水池。 各泵站控制水位設(shè)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(jìn)行自動監(jiān)視, 超高報警; 對所有排水泵設(shè)自動運(yùn)

17、行計時, 并按設(shè)定運(yùn)行時間進(jìn)行主備泵自動切換, 按維修設(shè)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?？刂葡洳捎靡豢囟绞? 其中水位控制方式采用浮球開關(guān), 浮球開關(guān)與控制水位一對一設(shè)置。廢水泵房內(nèi)的2臺潛污泵,平時一用一備,輪換運(yùn)行。消防時兩臺同時工作, 廢水池內(nèi)設(shè)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(nèi)的2臺潛污泵一用一備, 輪換運(yùn)行,設(shè)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(nèi)設(shè)2臺潛污泵, 平時一用一備,必要時雙泵運(yùn)行,設(shè)停泵水位和第1、2臺泵啟動水位共3個控制水位4。2.1.5 排水管道材料及其他

18、重要防護(hù)措施一般來說, 車站內(nèi)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(yīng)設(shè)置阻火圈; 地鐵內(nèi)引出至地鐵外的排水金屬管線應(yīng)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(fēng)道,在風(fēng)道內(nèi)的部分應(yīng)設(shè)置鋼套管防護(hù),避免消防時高煙氣對管道造成破壞。2.2 二期和一期排水設(shè)計對比 生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置二期工程5條線生產(chǎn)生活給水系統(tǒng)均獨(dú)立設(shè)置，單獨(dú)從市政管網(wǎng)上接管供水。一期工程則與消防給水系統(tǒng)合用，采用合用系統(tǒng)時，由于環(huán)管長、與城市管網(wǎng)接口多，造成管網(wǎng)壓力變化頻繁，容易發(fā)生水錘，對系統(tǒng)穩(wěn)定和管網(wǎng)維護(hù)帶來不

19、便，這些狀況在一期工程運(yùn)營初期時常出現(xiàn)。 消火栓布置地鐵一期工程在隧道內(nèi)消火栓箱內(nèi)配置了消防栓、水龍帶，間距為50m，在通車后隧道活塞風(fēng)作用下，消防箱門經(jīng)常被吹開，消防栓和水龍帶移位，給行車帶來了極大的安全隱患，也給及時排除險情帶來困難。后經(jīng)消防部門同意，運(yùn)營部門及時拆除了消火栓箱，移走水龍帶，杜絕了此類安全隱患，水龍帶集中放置在車站端部方便取用的地方。目前地鐵新規(guī)范已明確，隧道消火栓可不布置消防箱、水龍帶，二期工程均按此執(zhí)行。 消防管材選用二期工程隧道消防給水管設(shè)計規(guī)格均為DN150，選用管材為鋼管或球墨鑄鐵管。按照地鐵設(shè)計規(guī)范，為減少雜散電流腐蝕，延長使用壽命，推薦管材采用球墨鑄鐵管，膠圈

20、連接。一期工程按規(guī)范推薦設(shè)計采用球墨鑄鐵管，安裝時采用壓蘭膠圈，投入使用后，由于轉(zhuǎn)彎處鋼支墩不穩(wěn)固、管內(nèi)水流方向和壓力變化等原因，隧道給水管在運(yùn)營1年多里發(fā)生30余次接口脫開跑水事故，嚴(yán)重影響地鐵正常運(yùn)營。二期工程部分線路改用內(nèi)外涂環(huán)氧消防鋼管，采用卡箍連接；延長線等仍延續(xù)使用球墨鑄鐵管的線路，應(yīng)注意管道供貨、接口形式和安裝等問題5。 隧道排水壓水管敷設(shè)方式地鐵一期工程區(qū)間主排水泵站壓水管，就地在隧道上方專用排水管豎井敷設(shè)出隧道。該方式具有揚(yáng)水管短，廢水就近排放，減少水泵揚(yáng)程，減少綜合布線管道干擾等優(yōu)點(diǎn)，但由于一期全線排水點(diǎn)分散，排水管位于區(qū)間隧道上空難以維護(hù)，因此二期工程大部分線路加以改進(jìn)，

21、壓水管沿隧道敷設(shè)至臨近車站后再排除室外。個別延長線仍延續(xù)一期的做法。 管材選用差異較大二期工程各線對部分設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)掌握、技術(shù)措施采用有些差異，如滅火器計算標(biāo)準(zhǔn)和各類管材選用等方面。各線消防給水管材選用有3種結(jié)果：一是車站和區(qū)間全部采用消防鋼管；二是在車站站臺板下部分及區(qū)間全部均采用球墨鑄鐵管，在車站其他部分采用鍍鋅鋼管；三是根據(jù)管徑大小選用，當(dāng)管徑100mm 時采用球墨鑄鐵管，管徑100mm 時采用鍍鋅鋼管。車站室內(nèi)生活、生產(chǎn)給水管基本上采用襯塑鋼管，個別線路采用了PPR給水塑料管。壓力排水管主要采用鋼管，個別線路采用球墨鑄鐵管。室外管材選用種類也較多,例如，埋地重力排水管采用UPVC管、HDP

22、E管或鋼筋混凝土管，給水管采用PE管、鋼塑管、球墨鑄鐵管等。比較相同的是氣體滅火系統(tǒng)管材采用內(nèi)外鍍鋅無縫鋼管，重力排水管地下部分基本采用阻燃UPVC管，高架部分采用UPVC管。裂縫觀測及其他（1）隧道裂縫檢測。對隧道襯砌上的裂縫采取以目測檢查為主，輔以裂縫測寬儀（0.01mm）量測，地鐵運(yùn)營期隧道結(jié)構(gòu)檢測方法張學(xué)華等行政區(qū)，收集的全線水壓均為一個定值；部分線路位置臨近，但不同設(shè)計單位收集的水壓值相差很大。二期工程高架區(qū)間較多，必須依靠市政消防栓來滿足消防要求，設(shè)計單位應(yīng)與供水部門充分協(xié)商落實線路兩側(cè)有關(guān)市政設(shè)施到位問題，以保證市政消火栓符合消防要求，同步通水，方便取用，管理完善。資料收集是給排

23、水設(shè)計的基礎(chǔ)性工作，業(yè)主應(yīng)加強(qiáng)與城市主管部門聯(lián)系，支持配合好設(shè)計院的工作。（2）隧道防水和排水系統(tǒng)檢測。采用人工檢查及部分水樣化驗（成分分析）的方法進(jìn)行檢測。在隧道全長內(nèi)人工檢查隧道防水和排水系統(tǒng)狀況。檢測防排水結(jié)構(gòu)有無破損，溝管有無開裂漏水，排水溝、積水井等有無淤積堵塞、沉沙、滯水。另外，利用水質(zhì)分析判斷地下水對于混凝土和鋼結(jié)構(gòu)等是否具有腐蝕性，為地鐵養(yǎng)護(hù)提供必須的水質(zhì)化學(xué)分析指標(biāo)6。 改善地下區(qū)間消防環(huán)管工況二期工程沿線地勢和市政供水壓力變化較大，地下線路的消防給水系統(tǒng)管路長、接口多，由于接口水壓不同，其工作狀況是不確定的，生活、生產(chǎn)、消防合用的給水系統(tǒng)尤其如此。因此，應(yīng)在設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化，

24、把消防系統(tǒng)與生活系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)計是可行的辦法之一；或者考慮在每條進(jìn)水管上加設(shè)穩(wěn)壓閥，將閥后壓力穩(wěn)定在固定的范圍內(nèi)；或者采用分區(qū)辦法，根據(jù)市政供水壓力，結(jié)合線路的豎向標(biāo)高，以幾個車站為一個區(qū)域布置成多個小的消防環(huán)管系統(tǒng)，并把工作壓力控制在固定的范圍內(nèi)；相鄰分區(qū)的消防環(huán)管系統(tǒng)之間可通過電動閥連接，平時關(guān)閉，火災(zāi)時開啟，增加整個系統(tǒng)的安全可靠性。 研發(fā)新滅火系統(tǒng)采用消火栓、滅火器、氣體滅火等是目前地鐵滅火設(shè)計采用的主要辦法?；馂?zāi)時消火栓系統(tǒng)必須由人工進(jìn)行操作，其效果受制于火災(zāi)當(dāng)時具體情況，如地板濕滑、煙霧四漫、乘客驚慌擁擠、專業(yè)消防人員不能迅速到達(dá)等等；氣體滅火系統(tǒng)僅自動撲滅設(shè)備房火災(zāi)，通過保證行車

25、系統(tǒng)設(shè)備正常運(yùn)行來保證乘客安全；滅火器只對局部初期小火有效。因此，這些措施對撲滅地鐵火災(zāi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。2003 年2 月發(fā)生在韓國大邱市地鐵火災(zāi)的慘痛教訓(xùn)足以說明滅火措施不足的嚴(yán)重后果。我國目前地鐵消防思想是重防而輕治，重疏散而弱于撲救，主要是還沒有一套高效、經(jīng)濟(jì)、可行的滅火辦法。自動噴淋系統(tǒng)雖能及時、有效抑制初期火災(zāi)，在民用建筑防火中普遍采用，但由于對人員疏散影響很大等原因，并未在國內(nèi)地鐵普遍使用。上海地鐵1、2號線地下車站公共區(qū)域安裝了自動噴淋系統(tǒng)，但是否予以推廣，尚未得到行業(yè)的認(rèn)同。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平和對地鐵火災(zāi)防治認(rèn)識的提高，研發(fā)和采用有效滅火系統(tǒng)將成為地鐵消防設(shè)計的首要任務(wù)。細(xì)水霧類自動滅

26、火系統(tǒng)是一個新型滅火系統(tǒng)，不僅具有自動噴淋系統(tǒng)部分優(yōu)點(diǎn)，同時具有用水量較少、對疏散影響不大、滅火效果較好等特點(diǎn)，據(jù)了解，該系統(tǒng)在國外地鐵車站有使用。我們應(yīng)充分重視這樣一些新系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，增加快速撲滅地鐵火災(zāi)的措施和辦法，給乘客人身安全和國家財產(chǎn)安全多一份保障。第三章 地鐵排水系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計控制結(jié)構(gòu): 使用單臺PLC對水泵的運(yùn)行進(jìn)行控制, 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖3.1 所示。整個自動控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)自動采集、自動輪換工作、自動控制、水位、運(yùn)行顯示及故障報警四個部分組成。水位測量PLC水位顯示運(yùn)行顯示水泵圖3.1 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖3.1 數(shù)據(jù)自動采集與檢測數(shù)據(jù)自動采集與檢測均為數(shù)字量數(shù)據(jù):集水池水位、電機(jī)

27、過熱、電機(jī)過載、機(jī)組漏水、手/ 自動控制位置等。數(shù)據(jù)自動采集主要由PLC實現(xiàn),PLC數(shù)字量輸入模塊根據(jù)水位變化信號,判斷區(qū)間滲漏水量,控制排水泵的啟停。電機(jī)過熱、電機(jī)過載、機(jī)組漏水等傳感器與變送器,主要用于監(jiān)測水泵、電機(jī)的運(yùn)行狀況,超限報警,以避免水泵和電機(jī)損壞。各種開關(guān)量信號采集到PLC中作為邏輯處理的條件和依據(jù),對排水泵的啟停進(jìn)行控制7。3.1.1 自動輪換工作為了防止因水泵及其電氣設(shè)備長期不用而使電機(jī)和電氣設(shè)備受潮或其他故障未經(jīng)及時發(fā)現(xiàn),當(dāng)工作泵出現(xiàn)緊急故障需投入另一臺泵時, 而不能及時投入以至影響區(qū)間安全運(yùn)行,本系統(tǒng)程序設(shè)計了二臺水泵自動輪換工作控制, 控制程序?qū)⑺脝⑼４螖?shù)及運(yùn)行時間

28、運(yùn)行次數(shù)等參數(shù)自動記錄并累計,系統(tǒng)根據(jù)這些運(yùn)行參數(shù)按一定順序自動啟停水泵,使兩臺水泵使用率分布均勻,當(dāng)某臺泵故障時,系統(tǒng)自動報警,同時將故障泵自動退出輪換工作,另一泵繼續(xù)工作,以達(dá)到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理,以免影響區(qū)間安全運(yùn)行的目的。3.1.2 自動控制系統(tǒng)控制設(shè)計選用了西門子S7300400型PLC為控制主機(jī),該機(jī)為一體化結(jié)構(gòu), 有PID 事故處理、編程、數(shù)字量I/O、集成計數(shù)及定位、電源和通訊等功能。PLC上電起動后首先執(zhí)行內(nèi)部初始化。然后根據(jù)手動、半自動、自動控制的方式選擇。進(jìn)入相應(yīng)的程序流程。整個程序主要包括運(yùn)行前水位和供電狀態(tài)檢測、正常啟停泵組、運(yùn)行中參數(shù)檢測和故障報警、故障停泵等模塊

29、。STEP 7軟件通過建立在線連接下載程序到PLC以對編制好的程序進(jìn)行調(diào)試?？蓪崿F(xiàn)程序的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、強(qiáng)制性數(shù)據(jù)變更和輸入輸出信號的強(qiáng)制開，關(guān)等。PLC自動化控制系統(tǒng)根據(jù)集水池水位的高低、各臺水泵的工況,合理調(diào)度水泵,自動準(zhǔn)確發(fā)出啟、停水泵的命令,控制水泵的運(yùn)行。水位信號是保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行的一個非常重要的參數(shù),集水池內(nèi)設(shè)超低報警水位、停泵水位、開泵水位、超高報警水位和控制水位,共為5個8。1. 當(dāng)水位達(dá)到超低水位報警,同時控制回路應(yīng)保證所有泵都處于停泵狀態(tài)；2. 當(dāng)水位到達(dá)停泵水位時,所有泵均應(yīng)停止工作；3. 當(dāng)水位到達(dá)第一臺泵啟泵水位時,第一臺泵開啟；4. 當(dāng)水位到達(dá)第二臺泵啟泵水位時,第二

30、臺泵開啟；5. 當(dāng)水位達(dá)到超高水位報警時,保證所有泵都處于開啟狀態(tài),同時發(fā)出報警。圖3.2 設(shè)計流程圖3.1.3 水位、運(yùn)行顯示通過Twido的數(shù)字量輸出對水位及水泵的運(yùn)行、故障情況進(jìn)行顯示,用紅色信號指示燈顯示水泵的開啟狀態(tài),用黃色信號指示燈顯示水泵機(jī)組的故障狀態(tài),提醒工作人員及時檢修, 避免水泵和電機(jī)損壞。對水位信號采用黃色信號指示燈對超低水位、停泵水位和超高水位分段報警,提醒工作人員注意9。3.1.4 通訊接口PLC通過通訊接口和通訊協(xié)議,與車站建筑物設(shè)備綜合管理系統(tǒng)即BAS系統(tǒng)進(jìn)行通訊, 將水位信號、水泵機(jī)組的工作狀態(tài)與運(yùn)行狀態(tài)傳至車站控制室, 同時, 操作人員也可利用BAS系統(tǒng)將操作

31、指令傳至PLC,控制水泵運(yùn)行。3.2 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)1系統(tǒng)根據(jù)各臺水泵的運(yùn)行時間,自動實現(xiàn)水泵的輪換工作,延長了水泵的使用壽命；2自動檢測水位信號,自動投入和退出水泵,合理地調(diào)度水泵運(yùn)行；3實時監(jiān)控水泵及其附屬設(shè)備的運(yùn)行狀況,顯示水位、機(jī)組運(yùn)行情況、超限報警和故障報警；4. 系統(tǒng)具有通訊接口功能，PLC可與車站BAS監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)通訊,傳送數(shù)據(jù),交換信息,實現(xiàn)遙測遙控功能。5.系統(tǒng)控制具有自動、半自動和手動檢修3種工作方式。自動時，由PLC檢測水位、壓力及有關(guān)信號，自動完成各泵組運(yùn)行，不需人工參與；半自動工作方式時，由工作人員選擇某臺或幾臺泵組投入，PLC自動完成已選泵組的啟停和監(jiān)控工作；手動檢

32、修方式為故障檢修和手動試車時使用，當(dāng)某臺水泵及其附屬設(shè)備發(fā)生故障時，該泵組將自動退出運(yùn)行,不影響其它泵組正常運(yùn)。PLC柜上設(shè)有該泵的禁止啟動按鈕,設(shè)備檢修時,可防止其他人員誤操作，以保證系統(tǒng)安全可靠。系統(tǒng)可隨時轉(zhuǎn)換為自動和半自動工作方式運(yùn)行。第四章 地鐵給排水系統(tǒng)的常見故障和改進(jìn)措施4.1 給水管材的防腐地鐵給水管采用加厚熱鍍鋅管，熱鍍鋅層厚度80Um。一般情況下，管材的銹蝕多發(fā)生在絲口連接處和焊接點(diǎn)，個別情況是管身銹蝕。主要原因是鍍鋅層被破壞引起，次要原因是鍍鋅層厚度不夠。鍍鋅層被破壞的原因主要是施工工藝問題。正確的方法是在套絲結(jié)束后應(yīng)該將絲口處的雜絲清理干凈并刷鉛油，連接管道緊固至剩余兩到

33、三扣時將外露的生料帶清除并刷銀色環(huán)氧富鋅漆兩道進(jìn)行防腐。在連接管道時對管身鍍鋅層破壞的處理方法應(yīng)該是用銼刀將起皮處銼平，再刷銀色環(huán)氧富鋅漆兩道進(jìn)行防腐。而焊接點(diǎn)的處理方法則是先對焊縫進(jìn)行打磨，然后在焊縫位置涂紅丹底漆兩道，再刷銀色環(huán)氧富鋅漆兩道進(jìn)行防腐10。4.2 潛水排污泵的堵塞和解決方法潛水排污泵堵塞主要發(fā)生在水泵吸水口和葉輪這兩個部位。吸水口處堵塞主要是由于有較大粒徑的物體被吸附在進(jìn)水口處，使水泵空轉(zhuǎn)而造成的堵塞。像一些編織袋、飲料盒等物品。葉輪處堵塞主要是一些絲狀物纏繞葉輪，導(dǎo)致葉輪轉(zhuǎn)速降低或不轉(zhuǎn)。如廢棄的電纜電線、綁扎繩等。解決的方法有兩點(diǎn)：一是嚴(yán)抓管理。造成水泵堵塞的物品大多數(shù)是施

34、工階段產(chǎn)生的建筑垃圾、運(yùn)營初期清掃衛(wèi)生后亂丟亂棄的垃圾以及個人廢棄物。只要嚴(yán)格要求施工人員、工作人員做到工完場清、不隨意亂扔垃圾，管理人員嚴(yán)格檢查，就可以大大減少水泵堵塞的幾率。二是優(yōu)化設(shè)計。在污水池的入口處設(shè)計安裝一不銹鋼格網(wǎng)，網(wǎng)格采用20mm20mm 規(guī)格11。通過這一措施，可以將工作人員、乘客失落的物品阻隔在泵池之外，避免了水泵的堵塞。地鐵給排水系統(tǒng)的可靠性是地鐵安全運(yùn)行的重要保證，本文通過對地鐵施工過程和運(yùn)營管理階段發(fā)現(xiàn)及存在的問題進(jìn)行分析，總結(jié)了地鐵給排水系統(tǒng)中常見的故障，并提出了改進(jìn)措施。地鐵在滿足正常運(yùn)營和開發(fā)建設(shè)的同時，還面臨著很多技術(shù)和管理問題需要研究和解決。4.3 排水管路

35、的堵塞地鐵投入運(yùn)營以后，發(fā)現(xiàn)排水管路經(jīng)常出現(xiàn)排水不暢的現(xiàn)象。通過現(xiàn)場察看，發(fā)現(xiàn)問題主要集中在管路的揚(yáng)水管段。地鐵泵房內(nèi)的管道設(shè)計。地鐵排水泵的設(shè)計運(yùn)行模式采用液位自動控制，即根據(jù)水位的高低來決定泵的自動啟停，泵為間歇式運(yùn)轉(zhuǎn)。排水管路上的閥門為手動閥門，處于常開狀態(tài)。止回閥采用傳統(tǒng)的橡膠瓣止回閥，垂直安裝。啟停泵的瞬間,造成止回閥的A、B 兩區(qū)分別淤積泥沙雜質(zhì)。久而久之, 造成止回閥關(guān)閉不嚴(yán)，上部閥門堵塞。又由于廣州水質(zhì)含堿量高，淤積在管道內(nèi)的水沉積結(jié)垢，形成厚厚的鈣質(zhì)堵塞管道。解決管道堵塞的方法最好用電動蝶閥取代閘閥，同時嚴(yán)格按泵的操作手冊規(guī)范作業(yè)。即啟泵時先啟動泵，再開閥門；停泵時先關(guān)閥門，

36、后停泵。這樣一來，不僅解決了管道堵塞的問題，又減輕了由于排水管路長、高差大，水錘現(xiàn)象較為嚴(yán)重的問題12。4.4 排水管材的選型地鐵在無壓力排水系統(tǒng)中采用UPVC排水管13。該管具有良好的物理化學(xué)性能和排水性能、經(jīng)濟(jì)、美觀、管材輕、施工方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，但同時又有其自身不可避免的不足。（1）排水噪聲大：由于UPVC排水管內(nèi)壁較為光滑，水流不易形成水膜沿管壁向下流動，在管道中呈現(xiàn)紊亂狀態(tài)撞擊管壁，同時UPVC排水管的管壁比同規(guī)格的鑄鐵管管壁薄，不利于有效地阻止噪聲向外傳播，給人們的視聽產(chǎn)生不良效果。（2）建筑防火問題：目前國內(nèi)生產(chǎn)的UPVC 管材雖然難燃，但在火災(zāi)情況下，一方面會產(chǎn)生致命煙氣，另一方

37、面當(dāng)溫度超過90時管材容易軟化變形14。在穿越樓板時，即使按要求設(shè)防火套管和阻火圈，同時進(jìn)行防火封堵，但由于管材的軟化變形，仍可使火勢、煙霧穿過樓板蔓延。（3）剛度影響：由于UPVC 管屬于塑料制品，剛度比鑄鐵管差了很多，在室外施工尤其容易受到破壞。在管道回填時，也常因管道部分架空或遇到堅硬物擠壓而破壞。所以，埋地UPVC 管要求基底夯實后，管下方有100mm、管上方有300mm 回填砂，且總埋深不少于900mm。（4）粘接劑質(zhì)量問題：在部分工程中，由于膠粘劑本身的質(zhì)量問題或者膠粘劑與管材的化學(xué)性能不相容，導(dǎo)致接口粘接質(zhì)量極差。雖然建筑用硬聚氯乙烯排水管設(shè)計及施工規(guī)范CJJ29-1998要求膠

38、粘劑應(yīng)由管材、管件供應(yīng)廠家一齊提供，但由于管材生產(chǎn)廠家和化工產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的不一致，實際操作過程中，很難保證粘接質(zhì)量15。第五章 課題總結(jié)和展望地鐵給排水系統(tǒng)的可靠性是地鐵安全運(yùn)行的重要保證，使各系統(tǒng)都能正常、安全、高效地投入運(yùn)行，對車輛的正常運(yùn)行、乘客的安全出行和安全消防起著至關(guān)重要的作用。只有了解、熟悉材料設(shè)備的施工工藝、技術(shù)參數(shù)、適用范圍，才能使其在給排水系統(tǒng)中使用穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)。地鐵車站的排水設(shè)計是車站給排水及防災(zāi)設(shè)計的主要內(nèi)容之一, 及時排放車站內(nèi)部的積水,對車輛的正常運(yùn)行及各類電器設(shè)備的保護(hù)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

39、統(tǒng)包括車站沖洗水、消防廢水和結(jié)構(gòu)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(fēng)亭等。 國家現(xiàn)行地鐵設(shè)計管理體系完善，使用的技術(shù)成熟，為做好設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)?？傮w來說，深圳地鐵二期給排水系統(tǒng)在汲取一期工程經(jīng)驗基礎(chǔ)上，在功能上，在系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性、可維護(hù)性及管道布置上更趨合理，能更好地滿足地鐵運(yùn)營的需求。但還有改進(jìn)和提高之處，如技術(shù)創(chuàng)新上沒有突破，消防安全方面雖符合規(guī)范要求，撲滅火災(zāi)的有效辦法還有待提高。近年隨著城市化進(jìn)程的加快,城市人口急劇增多,國內(nèi)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(dǎo)地面人流和緩解交通堵塞的重要手段,目前已在國內(nèi)多個城市中

40、建成并投入運(yùn)營,且大多以地下鐵道為主。我國地體的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展前景:隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城市災(zāi)害對城市發(fā)展的影響日益引起人們的關(guān)注。城市作為人類現(xiàn)代文明和社會財富的集聚地，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著巨大的帶動和輻射作用，加快城市化步伐是現(xiàn)代化社會發(fā)展的必然趨勢。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市聚集的社會財富和人口越來越多，由于道路資 源的低效率利用以及市區(qū)道路的結(jié)構(gòu)性缺陷等原因，使得城市交通問題益突出。解決城市的交通問題，發(fā)展軌道交通則提上了同程，正是在解決長期交通堵塞的有較好的效果，軌道交通得到了發(fā)展。目前國際軌道交通類型有地鐵、輕軌、市 郊鐵路、有軌電車以及磁懸浮列車等。城市地鐵是在城市地面以下修建以輕軌電動高速