地铁给排水系统的常见故障及改进措施

摘要：地铁给排水系统对于地铁安全稳定运行有着重大意义，不过它经常会出现各种各样的故障，常见的故障类型包含管道故障，比如有渗漏和堵塞的情况，水泵故障，例如电机与叶轮出现异常现象，水箱故障，包括渗漏以及水位控制失灵问题，阀门故障，存在泄漏和操作不灵活等状况，针对这些故障，可以采用直观检查、仪器检测、在线监测等诊断方法，改进措施主要聚焦于优化系统设计与选型工作，强化施工管理方面的各项事务，完善维护保养相关制度规定，以及提升应急处理方面的能力水平，通过这些来降低故障率，保障地铁给排水系统能够可靠运行。

关键词：地铁给排水系统；故障；改进措施

Abstract: The subway water supply and drainage system plays a significant role in the safe and stable operation of the subway, but it often experiences various faults. fault types include pipeline faults, such as leakage and blockage; pump faults, such as abnormal phenomena in the motor and impeller; tank faults, including leakage and failure of level control; valve faults, with issues like leakage and lack of flexibility in operation. In response to these faults, diagnostic methods such as visual inspection, instrument detection, and online monitoring be employed. Improvement measures mainly focus on optimizing system design and selection, strengthening construction management affairs, perfecting maintenance-related rules and regulations, and enhancing emergency response capabilities, thereby reducing fault rate and ensuring the reliable operation of the subway water supply and drainage system.

Keywords: Subway water supply and drainage system; Fault; Improvement

地铁作为现代城市交通的重要大动脉，它的安全稳定运行显得至关重要，而给排水系统在地铁运行里扮演着不可或缺的角色。地铁给排水系统包含排水、供水等多方面功能，它不仅能够及时排除车站内部的积水、污水，还能避免因积水问题导致乘客滑倒、设备损坏等安全隐患，同时还可以为地铁的消防、生活用水等提供可靠保障。一旦地铁给排水系统出现故障情况，就可能引发车站内涝、消防用水短缺等严重问题，从而威胁到乘客生命安全和地铁设施的正常运行。所以，深入研究地铁给排水系统常见故障并探寻改进措施，对于保障地铁安全稳定运行有着重大意义。

1常见故障类型

1.1管道故障

管道渗漏的情况主要是由老化、腐蚀、接口密封失效或者施工存在缺陷（像焊缝有缺陷、安装出现偏差）这些因素所导致，它会影响流体输送的效率并且还可能渗入车站结构当中，进而引发地基沉降或者设备出现腐蚀现象，最终对运营安全造成威胁。根据达西-韦斯巴赫公式，渗漏会增大沿程水头损失（hf），降低系统压力，加剧能耗。

管道堵塞则因杂物堆积、结垢或异物侵入，导致过流面积减小，排水能力下降。根据曼宁公式，堵塞情况会减小水力半径（R）以及流量（Q），进而引发积水甚至出现倒灌现象，这会影响车站的正常运营工作，而定期进行检测与清淤是预防堵塞的关键措施[1]。

1.2水泵故障

地铁给排水系统水泵故障主要在电机和叶轮两方面出问题，电机故障中绕组短路通常因绝缘老化、破损，使电流异常增大且发热加剧，绕组断路大多由绕组接头松动、导线断裂导致，最终造成电机停转情况，电机过载多是因排水量超负荷或者选型不当，进而引发电机过热现象，绝缘损坏会受潮气、化学物质侵蚀等因素影响，这些电机故障会让水泵无法正常启动、运行不稳定，还使排水效率大幅降低，叶轮故障表现为磨损、腐蚀、堵塞、松动等状况，磨损会改变叶轮的形状，腐蚀会削弱叶轮的强度，堵塞会阻碍水流的通过，松动会影响转动的稳定性，这些叶轮故障会让水泵扬程下降、流量减小，导致排水效果变差，进而危及地铁给排水系统正常运作[2]。

1.3水箱故障

水箱比较常见故障包含渗漏问题与水位控制异常情况，水箱出现渗漏大多是因材质存在缺陷所致，像材质强度不够或者存在微小孔隙，也有可能是焊接质量不佳存在问题，有虚焊以及气孔等各种各样的缺陷，另外密封件老化损坏让密封性能下降，同样会造成水箱出现渗漏方面状况，渗漏会让水箱储水量出现明显减少，没办法满足日常正常的供水相关需求，还可能让水箱周边环境变得十分潮湿，影响其他设备设施正常开展运行工作，降低供水在整体方面的稳定性情况，水位控制故障是由多种因素引发导致，比如水位传感器故障、控制电路故障，还有浮球阀失灵等不同方面因素，会造成水箱水位过高出现溢出的状况，或者水位过低从而导致水箱出现缺水，这会打乱水箱正常运行的整体节奏，使供排水系统无法协调开展运作工作，影响地铁给排水系统的整体相关效能，对地铁安全稳定运行造成一定的威胁。

1.4阀门故障

阀门泄漏的情况主要是因为密封面出现损坏、阀杆密封存在不严问题或者填料出现老化现象，进而导致介质发生外泄，按照流体连续性方程（Q = A ⋅ v），泄漏状况会使系统流量（Q）和压力降低，对运行效率产生影响，同时造成水资源的浪费，要是泄漏出现在高压系统当中，还可能引发相应的安全隐患。阀门操作失灵大多是由于执行机构发生故障、传动部件出现损坏或者有锈蚀卡涩的情况，从而导致阀门没办法正常进行启闭或者调节，这会严重限制系统的调节功能，特别是在应急工况的时候，失灵状况可能延误关键操作，让系统波动加剧，比如在流量控制过程中，阀门卡涩会破坏Cv（流量系数）的稳定性，造成调节出现偏差，所以，定期开展维护与润滑工作是保障阀门可靠性的关键措施[3]。

2故障诊断方法

地铁给排水系统故障的诊断方法具有多样性，直观检查法作为基础手段，是通过观察管道外观是否存在裂缝和渗漏情况、水泵运行是否保持平稳且有无异常声响、水箱水位是否出现异常波动、阀门开关是否灵活等方式，直接获取故障相关线索，此方法简单直接但较为依赖经验，仪器检测法会更加精准，利用超声波测厚仪能够精确测量管道的壁厚从而判断是否因腐蚀而变薄，红外热像仪可以实时监测水泵电机的温度以便提前发现过热隐患，压力表和流量计分别检测系统的压力与流量从而精准定位异常点，在线监测系统能够实现智能化诊断，借助传感器实时采集系统的运行参数，再通过数据采集与传输设备将参数传输至监控软件，经过分析处理之后实现故障的预警与诊断，能够提升故障发现与处理的效率进而保障系统的稳定运行。

3改进措施

3.1优化设计与选型

在进行排水系统设计的时候要综合考虑地铁车站布局、地质条件以及排水需求等方面，合理地去确定管道参数像管径、坡度还有材质等内容，从而提高排水效率并且延长其使用寿命，水泵选型应该以流量（Q）、扬程（H）以及效率（η）为依据，确保水泵能够在最佳工况状态下运行，进而降低能耗，水箱设计需要对容积与结构进行优化，采用抗腐蚀材质并且配备水位控制装置，以此保障水质以及供水稳定性，阀门选型应当与系统压力和介质特性相匹配，优先选用密封性良好、操作维护便捷的型号，以此减少泄漏风险[4]。

表1 地铁给排水系统关键设备选型参数对照表

3.2加强施工管理

施工质量会直接影响给排水系统的可靠性，所以要严格管控管道水泵水箱及阀门安装工艺，保证其完全符合相关技术规范要求，防止因焊接缺陷密封不良或安装偏差引发渗漏堵塞或运行故障，隐蔽工程属于质量管控的关键重要环节，必须强化管道敷设焊接质量及防腐处理的验收管理，采用无损检测压力试验等手段验证结构完整性，杜绝后期运行过程中出现渗漏或腐蚀风险，与此同时要建立完善的施工档案与质量追溯机制，确保每一道施工工序都能够做到可查可验，以此为系统的长期稳定运行提供坚实有力保障，通过精细化的施工管理能够显著降低系统故障率，有效延长设备的正常使用寿命，全面提升地铁车站给排水系统的整体可靠性。

3.3完善维护保养制度

科学完善的维护保养制度是确保给排水系统长期稳定运行的关键。应建立分级巡检机制，对管道、水泵、水箱及阀门等关键设备实施每日、每周及月度巡检，重点检查渗漏、振动、异响等异常现象，数据显示定期巡检可使故障发现率提升60%以上。预防性维护需依据设备运行数据制定针对性计划，如水泵每运行2000小时需更换润滑油，阀门每季度进行密封性测试及润滑保养，水箱每半年实施彻底清洗消毒，此类措施可延长设备使用寿命30%-50%。同时需建立智能化的备品备件管理体系，保持关键部件（如机械密封、阀杆、止回阀等）15%-20%的备件库存量，确保突发故障时维修响应时间控制在4小时以内，最大限度降低对运营的影响。

3.4提升应急处理能力

高效应急响应体系是保障给排水系统可靠运行最后防线，要建立三级应急预案体系来明确不同故障等级处置流程与响应时限，像轻微渗漏、管道爆裂、系统瘫痪等故障都要涵盖数据表明完善预案能让故障处置效率提升超40%，每季度都要开展实战化应急演练以检验抢修队伍关键指标，重点看能否在30分钟内到达现场、2小时内完成管道堵漏等情况，演练可使应急响应时间缩短35%，同时必须配备充足应急资源，包含至少2台大流量移动水泵（单台排水量≥100m³/h）、5套快速堵漏装置以及配套发电设备，以此确保在突发停电或主泵故障时维持80%以上基础排水能力，最大程度降低对地铁运营影响并将故障导致停运时间控制在1小时以内[5]。

结论：

地铁给排水系统是保障地铁安全稳定运行的关键设施，常见故障包括管道渗漏与堵塞、水泵电机及叶轮故障、水箱渗漏与水位控制异常、阀门泄漏与操作失灵等情况，这些故障若不及时进行处理，会严重影响地铁运营环境和安全，可以通过优化系统设计与选型，从源头提升设备性能，要加强施工管理工作，杜绝施工过程中出现缺陷，需完善维护保养相关制度，做好日常巡检与预防性维护，应提升应急处理方面的能力，制定并演练相应应急预案，通过多措并举能有效降低故障发生的几率，增强系统可靠性与稳定性，为地铁安全运营筑牢坚实根基。

参考文献：

[1]唐宝银.地铁给排水系统的常见故障及改进方法[J].工程技术研究,2021,6(19):138-139.

[2]梁玥.地铁给排水系统简析及常见故障改进[J].南方农机,2018,49(05):189-190.

[3]宋旭刚,骆晓.分析地铁给排水系统的常见故障及改进措施[J].海峡科技与产业,2017,(03):126-127.

[4]王晓斌.地铁给排水系统的常见故障及改进措施[J].科技展望,2016,26(17):98.

[5]吴敏杰.地铁给排水系统的常见故障及改进措施[J].中华民居(下旬刊),2014,(08):204-205.