水下城市道路隧道工程給水消防設(shè)計(jì)新思路

 水下城市道路隧道工程給水消防設(shè)計(jì)新思路

   長大水下城市道路隧道主要指隧道封閉段長度超過3 km的水下道路隧道。從水下道路隧道消防滅火理念、水下道路隧道工程特點(diǎn)、工程造價(jià)等角度，對其消防給水和消火栓系統(tǒng)等提出如下觀點(diǎn)：水下道路隧道兩端應(yīng)分別設(shè)計(jì)一套消防供水設(shè)施，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用帶穩(wěn)壓泵的臨時(shí)高壓供水方式；設(shè)置困難情況下消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)在匝道內(nèi)可以是支狀；同時(shí)認(rèn)為應(yīng)按水下道路隧道的消防理念布置消防設(shè)施，且應(yīng)按其工程特點(diǎn)和造價(jià)調(diào)整消火栓管網(wǎng)布局。

   長大水下城市道路隧道主要指隧道封閉段長度超過3 km的水下道路隧道（以下簡稱水下道路隧道）。目前，我國的水下道路隧道越來越多，其消防設(shè)計(jì)也愈來愈受到重視，現(xiàn)在設(shè)計(jì)的主要規(guī)范依據(jù)是《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016-2014,以下簡稱“建規(guī)”）和《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB 50974-2014，以下簡稱“消規(guī)”），由于這兩本規(guī)范主要適用于工業(yè)和民用建筑，對水下道路隧道設(shè)計(jì)而言，具有一定的局限性。為此本文提出了一些針對水下道路隧道消防的觀點(diǎn)、思路和要求，以彌補(bǔ)目前規(guī)范的不足。

1.水下道路隧道兩端應(yīng)分別設(shè)計(jì)一套消防供水設(shè)施

      規(guī)范里沒有明確一個(gè)隧道工程應(yīng)該設(shè)計(jì)幾套消防供水設(shè)施，一般情況下，認(rèn)為同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)次數(shù)為一次的獨(dú)立工程，只須設(shè)計(jì)一套消防供水設(shè)施，如一般的公路隧道和城市道路隧道，以降低工程造價(jià)和方便管理。

      但對水下道路隧道，應(yīng)該在隧道兩端分別設(shè)計(jì)一套消防供水設(shè)施，負(fù)責(zé)相應(yīng)范圍內(nèi)的消防給水需要。主要原因有兩條：第一，水下道路隧道兩端往往是兩個(gè)消防行政區(qū)管理范圍，無論從消防人員、設(shè)施管理，還是從及時(shí)救援角度而言，水下道路隧道兩端分別設(shè)計(jì)一套消防供水設(shè)施應(yīng)該更合理；第二，由于水下道路隧道較長，并且一般為V型坡或W型坡，將水下道路隧道的消防系統(tǒng)分成兩個(gè)獨(dú)立的消防系統(tǒng)，并以最低點(diǎn)為分界線，消防水泵需要的揚(yáng)程會(huì)小得多，消火栓管網(wǎng)壓力等級會(huì)降低，從而降低工程造價(jià)。

2.水下道路隧道應(yīng)優(yōu)先采用帶穩(wěn)壓泵的臨時(shí)高壓供水方式

      水下道路隧道消防水源一般分為市政給水和消防水池供水兩種。水下道路隧道一般不具備設(shè)計(jì)高位水池的地形條件，所以一般不采用高壓消防給水系統(tǒng)供水。一般由市政給水管網(wǎng)保證水下道路隧道的隧道外消防給水；同時(shí)，消防水池儲(chǔ)存隧道內(nèi)消防給水；即隧道外為低壓消防給水系統(tǒng)，隧道內(nèi)為臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)。特殊情況下，隧道口不具備雙路供水條件，在隧道口設(shè)計(jì)消防水池儲(chǔ)存室外消防水即可。

      由于水下道路隧道的地形，一般也很難設(shè)置高位消防水箱，根據(jù)“消規(guī)”第6.1.9條，“應(yīng)設(shè)置高位消防水箱，當(dāng)設(shè)置高位消防水箱確有困難，且采用安全可靠的消防給水形式時(shí)，可不設(shè)高位消防水箱，但應(yīng)設(shè)穩(wěn)壓泵”，這種做法在國內(nèi)相當(dāng)普遍，并且得到相關(guān)部門的認(rèn)可。所以，水下道路隧道可不設(shè)高位消防水箱，但應(yīng)設(shè)穩(wěn)壓泵，按照《氣壓給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（CECS 76:95）計(jì)算穩(wěn)壓泵與穩(wěn)壓罐參數(shù)。

但是，當(dāng)水下隧道埋深很深時(shí)，可考慮分區(qū)供水方式，如青島海下道路隧道，供水分上下兩個(gè)區(qū)，上區(qū)為帶穩(wěn)壓泵的臨時(shí)高壓供水方式，下區(qū)為高壓供水方式。

3.主隧道內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)應(yīng)為環(huán)狀，匝道內(nèi)可為支狀

       一般水下道路隧道，其隧道外消防水量均大于30 L/s，且隧道內(nèi)消火栓數(shù)量大于10個(gè)；如果根據(jù)“消規(guī)”第8.1.5條要求，隧道內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)應(yīng)布置成環(huán)狀。實(shí)際水下道路隧道工程中，其主隧道消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)設(shè)計(jì)成環(huán)狀很容易，但對匝道消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)布置成環(huán)狀就難度比較大；主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，水下道路隧道的管溝里要布置的管道比較多，如消火栓管道、自動(dòng)滅火系統(tǒng)管道、電力電纜、電信電纜等，如果在匝道雙側(cè)均要布置消防管道，會(huì)增加管溝大小，從而增加工程造價(jià)； 第二，“建規(guī)”第12.2條也只要求隧道單側(cè)設(shè)計(jì)室內(nèi)消火栓箱，也就是說，設(shè)計(jì)兩條消火栓管純粹是為了成環(huán)。所以，筆者認(rèn)為此條規(guī)定值得商榷。

一般情況下，匝道上車輛少，并且車速低，起火概率也低；而且匝道上車輛火災(zāi)時(shí)，其他車輛繞道距離短（通過其他匝道、主道），消防車可快速到達(dá)火災(zāi)點(diǎn)，直接滅火。因此筆者認(rèn)為“在條件困難時(shí)，匝道內(nèi)消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)可以布置成支狀”，并且在實(shí)踐中也得到有關(guān)消防部門認(rèn)可。

另外，考慮到服務(wù)隧道內(nèi)一般無可燃物，燃燒后果也不嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)該可以不設(shè)消火栓系統(tǒng)，以節(jié)省投資。

4.應(yīng)按水下道路隧道消防特點(diǎn)布置消防設(shè)施

4.1隧道內(nèi)消火栓的選型和間距

      “建規(guī)”第12.2.2條，“應(yīng)在隧道單側(cè)設(shè)置室內(nèi)消火栓箱，并且箱內(nèi)配置1支噴嘴口徑19 mm的水槍、1盤長25 m的水帶，配置消防軟管卷盤”；并且“隧道內(nèi)消火栓的間距不應(yīng)大于50米”；而“消規(guī)”第7.4.6條，“一般情況下，應(yīng)滿足同一平面內(nèi)有兩支水槍的兩股充實(shí)水柱同時(shí)達(dá)到任何部位的要求”。這兩條應(yīng)用于隧道消火栓系統(tǒng)其實(shí)是相互矛盾的。所以，很多設(shè)計(jì)將單口單閥消火栓改成雙口雙閥消火栓，以滿足“消規(guī)”第7.4.6條要求。筆者認(rèn)為這種做法欠妥，主要是兩方面原因：第一，雙口雙閥消火栓有致命的弱點(diǎn)，即在雙口雙閥消火栓附近起火的話，其他消火栓也保護(hù)不到，所以盡量少用；第二，消火栓數(shù)量增加1倍，閥門數(shù)量要增加2.5倍，不單是投資增加，關(guān)鍵是管網(wǎng)出現(xiàn)故障概率大大提高，因?yàn)殚y門損壞的概率比管道損壞概率大得多。

為了很好地解決這一問題，還得從水下道路隧道的消防滅火理念說起。水下道路隧道滅火理念和一般的建筑消防滅火理念不同；在火災(zāi)的不同階段，其作用也不一樣，其滅火人員和滅火設(shè)施比較見表1。

      表面看兩種消防模式大同小異，其實(shí)有很大區(qū)別，水下道路隧道火災(zāi)消防特點(diǎn)具體表現(xiàn)如下：

(1）在初期火災(zāi)階段，消防隊(duì)員趕到火災(zāi)點(diǎn)之前，一般是由司機(jī)、乘客等人員使用消防卷盤和消火栓搶撲滅初期小火，此時(shí)消防主泵尚未啟動(dòng)，在這段時(shí)間段內(nèi)一般由穩(wěn)壓設(shè)施提供消防水量水壓，水量只能滿足一支消火栓要求；且初期火災(zāi)較小，煙霧也少，如撲救及時(shí)一支水槍能夠滿足滅火要求。所以，設(shè)計(jì)雙口雙閥消火栓沒有必要，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按滿足一支水槍的一股充實(shí)水柱達(dá)到任何部位的要求即可。

(2）正常消防救援階段，消防隊(duì)員及消防車趕到現(xiàn)場，消防水泵已啟動(dòng)，一般是由隧道專門消防人員使用消防車及部分隧道內(nèi)消火栓撲滅火災(zāi)；這時(shí)火災(zāi)比較大，道路隧道內(nèi)火災(zāi)情況和建筑內(nèi)火災(zāi)情況性質(zhì)已完全不同，從滅火不利角度而言，道路隧道內(nèi)煙霧很大，火災(zāi)下風(fēng)方向的隧道內(nèi)消火栓已完全不能使用；從有利角度而言，第一批消防車能直接到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，消防主泵已開啟；這個(gè)時(shí)候，消防人員優(yōu)先使用消防車上的消防槍滅火，隧道內(nèi)的消火栓作用可類似于市政消火栓，所以，隧道內(nèi)消火栓布置間距可參考市政消火栓布置，考慮到下風(fēng)方向消火栓沒法使用，將消火栓間距定為50 m左右較合適。不能生搬硬套“建規(guī)”第12.2.2條來布置隧道消火栓。

（3）特殊階段，一般指發(fā)生特大火災(zāi)時(shí)，主要由城市消防人員滅火，使用工具為消防車撲滅特大火災(zāi)。消防水源為消防泵和水泵接合器供水，隧道內(nèi)消火栓完全和市政消火栓一樣給消防車供水。

       綜上所述，按“建規(guī)”第12.2.2條要求設(shè)計(jì)單口消火栓即可，不必按“消規(guī)”第7.4.6條來布置隧道消火栓。

4.2消防水泵接合器的位置和數(shù)量

      “建規(guī)”第12.2.7條“隧道出入口處應(yīng)設(shè)計(jì)消防水泵接合器和室外消火栓”，這種說法比較模糊，“隧道出入口處”是否包括匝道出入口？一共設(shè)計(jì)多少套室外消火栓和水泵接合器？

      有的設(shè)計(jì)人員只要出入口就布置水泵接合器，并加設(shè)自動(dòng)滅火系統(tǒng)的水泵接合器，數(shù)量很多，隧道外消火栓自然也隨之設(shè)置很多，筆者認(rèn)為這種方式不妥。主要有如下3方面原因：第一，過度設(shè)計(jì)水泵接合器導(dǎo)致管理混亂，消防車不知道往那里跑；第二，消防車容易和疏散車流交叉引起混亂；第三，隧道內(nèi)消火栓管道流量有限，能補(bǔ)充的消防水量也有限，過度設(shè)計(jì)水泵接合器是沒有用的?？紤]到消防車一般容易通過主隧道接近火災(zāi)現(xiàn)場，并且主隧道上消防水管成環(huán)，水泵接合器接在環(huán)狀管網(wǎng)上效果好，所以，一般將消防水泵接合器設(shè)計(jì)在主隧道出入口附近，并且布置在車道右側(cè)，因?yàn)檫@樣布置有利于消防車補(bǔ)水時(shí)和疏散車流不沖突。按隧道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量控制水泵接合器數(shù)量。

4.3隧道外消火栓布置和數(shù)量

       在水泵接合器40 m范圍內(nèi)設(shè)計(jì)隧道外消火栓，并且隧道外消火栓布置應(yīng)和水泵接合器設(shè)置在道路同一側(cè)；根據(jù)隧道外消火栓用水量確定室外消火栓數(shù)量；另外匝道口附近的隧道外消火栓距離匝道口盡量在120 m以內(nèi)。

隧道 消火栓 道路

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