廖权明

（广州市地下铁道总公司，510380，广州∥工程师）

水量实测法校验地铁区间隧道水泵实际工况

廖权明

（广州市地下铁道总公司，510380，广州∥工程师）

介绍了地铁区间隧道水泵实际工况校验的计算方法。即：通过测量地铁区间隧道泵房的进水量，计算水泵实际排水量，并以此校验水泵及管路实际工况。该方法计算和校验方法较为方便、简单，具有可操作性，且计算结果比较准确，适合各城市地铁线路专业技术人员用以校验地铁区间隧道水泵运行工况。

地铁隧道；水量实测；校验

Author'saddressGuangzhou Metro Corporation，510380，Guangzhou，China

1 地铁区间隧道排水系统概况

地铁区间隧道排水系统主要由区间排水泵房（包含集水井、水泵、管道及附件）、地面压力井、管道检修井等设备设施组成。其作用是将地铁区间汇集到集水井内的结构渗漏水及事故处置过程中产生的消防废水通过水泵提升，再经过地面压力井消能后排入城市雨水管网，以确保地铁隧道区间积水及时排除，保证地铁正常运营。每一个地铁区间隧道基本上都独立设置一套排水系统，只有极少数区间积水排入临近车站废水泵房。泵房设在地铁区间隧道线路下坡道的最低处，泵房内一般设置2～3台相同型号规格的潜水泵，平时“一用一备”或“一用二备”，采用并联方式连接。

2 地铁区间隧道水泵工况校验的必要性

从国内某大城市地铁线路的相关统计数据来看，几乎每条线路都发生过由于水泵运行或管路过流能力不足等问题，造成地铁区间隧道因被水淹而抢修的案例，进而导致列车晚点甚至线路停运。因此，必须定期对地铁区间隧道排水系统的核心部分——水泵的运行工况进行校验，并根据校验的结果采取针对性措施，做到事前控制。一方面，通过定期校验水泵运行工况，可以尽早发现泵组的排水能力能否满足设计要求，以保证地铁区间隧道汇集的废水能够及时排除，避免水淹道床而导致列车停运的事件发生。另一方面，可以科学掌握水泵工作状态，通过过程控制，避免故障进一步扩大；同时，为设备年度评价提供科学的依据，避免提前盲目报废或大修，从而节省大量维修成本。

3 水泵实际排水量计算方法及步骤

3.1 计算排入集水井的总水量

通过查找竣工图纸或实地测量泵房集水井的尺寸，可得到集水井的基础数据。一般情况下，只要得知集水井的长、宽即可。假设某一泵房集水井的长为l（m）、宽为b（m），则集水井的面积s=lb（m2）。在此基础上可测量静态（停泵时）一定时间t（min）内集水井水位上升的高度h（mm）。全天（24 h）排入该集水井的总水量为Q=［sh/（1 000t）］×60× 24=1.44sh/t（m3）。

3.2 确定水泵运行时间

以2台水泵并联运行为例，通过车站设备监控系统的记录，可收集到每台水泵全天（24 h）的总运行时间及每次运行的时间：A泵全天运行时间总计为tA总，每次运行时间为tA；B泵全天运行时间总计

为tB总，每次运行时间为tB。

3.3 计算水泵实际排水量

如果在水泵正常抽排的情况下地铁区间隧道水位不上升，由此条件可得知：由地铁区间隧道进入该泵房集水井的水量与水泵总排出量基本相等。如果水泵总排出量小于集水井进水量，水位将不断上升，一定时间内将导致区间被水淹。因此，A、B泵每天运行抽排总水量为1.44sh/t（m3）。

假设A泵实际工作流量为QA，B泵实际工作流量为QB，则有：tA总QA+tB总QB=1.44sh/t。

同时，根据A、B泵启动都是由同一浮球控制，即每次启停水位相同的原理，则有tAQA=tBQB。

基于以上分析可得出：

4 工程实践

2012年1月11日，凌晨3：00至4：40，对广州地铁8号线新磨区间（新港东至磨碟沙区间）的水量及水泵与管路工况进行了校验。

（1）基础数据：该区间泵房集水井长4.4 m、宽3 m，集水井面积为13.2 m2。

（2）静态（停泵时）进水量：从凌晨3：36-3：49，历时13 min，水位上升60 mm。则全天排入集水井的总水量为1.44sh/t=87.73 m3。

（3）水泵实际排水流量计算：根据2012年1月10日EMCS（设备监控系统）线网每日区间水泵运行情况统计报表可查知：新磨区间A泵（型号WQK21-29-4，流量21 m3/h，扬程29 m，功率4 k W）一天总共运行79 min（即1.32 h），每次运行约11 min；B泵（与A泵型号规格相同）一天总共运行85 min（即1.42 h），每次运行约14 min。由式（1）、式（2）可得，QA=36 m3，QB=28.3 m3。

（4）水泵实际工况确定：根据水泵采购合同，查得WQK21-29-4水泵性能曲线。根据水泵性能曲线，当A泵实际工作工况点为流量36 m3/h、扬程19 m时，对应于水泵性能曲线上的工作效率约为38%；B泵实际工作工况点为流量28.3 m3/h、扬程25 m时，对应于水泵性能曲线上的工作效率约为50%。水泵工作效率是表征水泵选型和工作是否经济，不代表排水能力。

根据以上计算分析，可以得出以下结论：

（1）水泵实际工况点与铭牌上标明的相关参数有出入，表明水泵实际工况点因现场的具体安装环境的影响而发生了偏移。

（2）水泵实际排水能力均大于其额定流量。目前该水泵的排水能力满足区间排水能力要求，现阶段不会因水泵排水能力不足导致地铁区间隧道被水淹。

（3）2台水泵工作效率较低，经济性不高。

5 地铁区间隧道水泵工况校验方法的推广及应用范围

（1）上述的计算和校验方法较为方便、简单，具有可操作性，且计算结果比较准确，适合各城市地铁线路专业技术人员用以校验地铁区间隧道水泵运行工况。

（2）该方法只适合在平时水量稳定或变化量不大条件下的测量和应用。对于水量变化较大（如大量雨水进入、地下突然涌水或消防时排水等）情况，此种计算和校验方法不适合。

（3）用该方法计算出来的水泵运行工况点是否贴近真正的实际工况点，取决于实地水量测量的准确性（即单位时间内水位上升的高度测量值是否准确）。

（4）该计算方法在建立等式tAQA=tBQB时，由于水泵每次运行时间不同，因此，每次启停时抽排的水量有稍微偏差。经过核算，在目前地铁区间隧道正常结构水渗漏量的情况下，此偏差可以忽略不计，对计算结果没有影响。

（5）该计算和校验结果可以作为地铁检修人员判断水泵、管路及阀门等附件组成的排水系统是否满足现场排水需求的标准，亦可作为判断水泵实际工况点及效率的依据，以及专业技术人员对水泵进行年度鉴定的参考依据。

6 结语

地铁区间隧道排水系统正常与否关系到列车能否正常运营。作为排水系统最主要的设备——排水泵及其管路，由于受其安装环境、安装空间及检修作业时间的影响和限制，异常情况不易被发现，进而会造成区间隧道被水淹，因此，通过简单、方便、快捷的方法对水泵及管路运行质量和技术参数进行校验，及早发现异常并予以防范就显得尤为关键。本文所介绍的计算和校验方法，能够较好地解决这一问题，同时也为广大地铁技术管理人员和维修人员提供了计算依据和判断依据。

［1］ 广州市地下铁道总公司.广州地铁2号线首期工程潜污泵设备采购合同（JS2-B-CG-QWB-01/05/18-772）［R］.广州：广州市地下铁道总公司，2001.

［2］ 何宗华，汪松滋，何其光.城市轨道交通车站机电设备运行与维修［M］.北京：中国建筑工业出版社，2004.

［3］ 姜乃昌.水泵及水泵站［M］.北京：中国建筑工业出版社，1998.

［4］ 广州市地下铁道总公司运营事业总部.EMCS系统线网每日区间水泵运行情况统计表［R］.广州：广州市地下铁道总公司，2012.

PumpWorking Condition in Metro Tunnel Checked by Flow Measurement

Liao Quanming

The calculation method for actual working condition of pump in metro tunnel is introduced，which calculates the actual displacement of pump by measuring water inflow into the subway pump house，and checks the actual working condition of the pump.This method is simple and applicable with precise testing results，and could be adopted bymetro operation management personnel for checking the pump working condition in metro tunnels.

metro tunnel；flow measurement；check

TU 992.225：U 231

2012-11-28）