地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

陳 新

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，天津 300142)

0 引言

伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地鐵建設(shè)速度不斷加快，涌現(xiàn)出了大量的穿越江海隧道工程。由于地鐵水下隧道具有不占航道凈空、不受天氣影響、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，已成為跨越海峽的首選，如青島、廈門等城市已經(jīng)有多條地鐵線開展了穿越海底的設(shè)計(jì)研究。然而，我國(guó)現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》［1］和《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》［2］等相關(guān)規(guī)范對(duì)地鐵特長(zhǎng)海底隧道的消防設(shè)計(jì)不夠明確，地鐵特長(zhǎng)海底隧道的消防設(shè)計(jì)超出了我國(guó)現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。另外，目前國(guó)內(nèi)地鐵特長(zhǎng)海底隧道的消防試驗(yàn)研究和理論分析仍處于初步階段，地鐵特長(zhǎng)海底隧道的消防設(shè)計(jì)無相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)指標(biāo)可供選擇。盡管部分學(xué)者對(duì)公路海底隧道或特長(zhǎng)鐵路隧道的消防設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，且國(guó)內(nèi)也有一些公路海底隧道，如廈門翔安海底隧道、青島膠州灣隧道等已經(jīng)通車［3－7］，但地鐵隧道與公路隧道或鐵路隧道在火災(zāi)原因、火災(zāi)特點(diǎn)、疏散方案、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)成本、人員密度、火災(zāi)危險(xiǎn)性及社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響性等方面均有很大不同。因此，有必要對(duì)地鐵特長(zhǎng)海底隧道的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面深入研究，為地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供合理可靠的技術(shù)參考依據(jù)。

1 地鐵特長(zhǎng)海底隧道火災(zāi)原因及火災(zāi)特點(diǎn)分析

1.1 地鐵特長(zhǎng)海底隧道火災(zāi)原因分析

造成地鐵特長(zhǎng)海底隧道火災(zāi)的原因可主要?dú)w納為設(shè)備因素、人為因素和環(huán)境因素。

1.1.1 設(shè)備因素

地鐵火災(zāi)多由設(shè)備因素引發(fā)，包括電氣設(shè)備因素、客車設(shè)備因素和地鐵輔助設(shè)備因素。

在地下各車站和行車隧道中均設(shè)有變電站、供配電控制設(shè)備、各種電纜及通風(fēng)、照明、調(diào)度指揮等電器設(shè)備。電器設(shè)備種類多、數(shù)量大，在運(yùn)行中發(fā)生短路拉弧、過負(fù)荷、過熱等故障是造成地鐵電器設(shè)備火災(zāi)的重要原因。

客車設(shè)備引發(fā)的火災(zāi)主要集中于客車“受電弓”的支架固定螺栓無絕緣保護(hù)，行車中兜掛線路上的導(dǎo)電體造成“受電弓”短路拉弧，引發(fā)火災(zāi)。如2015年上海地鐵2號(hào)線某區(qū)間列車受電弓故障引發(fā)大量火花迸射，造成接觸網(wǎng)供電中斷，受電弓變形嚴(yán)重，幾近引起車廂火災(zāi);客車蓄電池受啟動(dòng)電阻高溫影響，發(fā)生殼體破碎，電解液外溢造成蓄電池短路起火。

1.1.2 人為因素

主要是乘客乘車時(shí)攜帶易燃易爆物品或人為故意縱火，引發(fā)車廂內(nèi)火災(zāi)。

1.1.3 環(huán)境因素

主要包括地鐵隧道內(nèi)部潮濕、高溫、粉塵、鼠害等因素。由于地鐵內(nèi)部通風(fēng)不暢、洞體散熱不良等原因，地鐵內(nèi)部溫度逐步升高;工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)多處漏水，地下濕氣不易排出;地鐵內(nèi)部老鼠等動(dòng)物啃咬電纜電線，造成電器設(shè)備、線路絕緣性能下降，極易造成短路并引發(fā)火災(zāi)。

1.2 地鐵特長(zhǎng)海底隧道火災(zāi)特點(diǎn)分析

通過對(duì)青島和廈門地鐵跨海隧道的情況分析，其中，青島地鐵跨海區(qū)間隧道全長(zhǎng)7～9 km，海域段長(zhǎng)5～6 km，按隧道類型劃分應(yīng)屬水下長(zhǎng)大區(qū)間隧道，其火災(zāi)具有以下特點(diǎn)。

1.2.1 火災(zāi)荷載較低

地鐵列車自身多采用不燃或阻燃材料制造，列車自身可燃材料不多，與公路隧道等其他隧道相比，可燃物較少，火災(zāi)荷載較低，但人為縱火或發(fā)生恐怖襲擊引發(fā)的火災(zāi)，火災(zāi)荷載大，破壞力大，撲救困難。

1.2.2 火災(zāi)類型多以A類火災(zāi)為主，同時(shí)含電氣類火災(zāi)

地鐵區(qū)間隧道火災(zāi)的起火原因有多種多樣，火災(zāi)主要可燃物多為固體材料，因此，火災(zāi)類型多為A類固體物質(zhì)火災(zāi)。同時(shí)，地鐵隧道內(nèi)有大量的牽引供電電纜、接觸網(wǎng)、動(dòng)力照明電纜、信號(hào)電纜、開關(guān)柜設(shè)備等，發(fā)生電氣類火災(zāi)的可能性很大。

1.2.3 火勢(shì)蔓延迅速

地鐵隧道作為管狀構(gòu)筑物，空間環(huán)境狹窄，全線隧道內(nèi)列車行駛形成活塞風(fēng)，給火災(zāi)的蔓延創(chuàng)造了條件。

1.2.4 人員疏散困難

一方面，因隧道為管狀構(gòu)筑物，火災(zāi)產(chǎn)生的熱浪和有毒有害氣體會(huì)使隧道內(nèi)的環(huán)境急劇惡化，阻礙人員疏散;另一方面，過海段區(qū)間長(zhǎng)度長(zhǎng)，部分位于海底，疏散通道距離較遠(yuǎn)，同時(shí)，可供人員疏散的空間狹窄，人流集中，因此人員疏散困難。

總體來看，地鐵區(qū)間隧道與鐵路隧道、公路隧道相比具有其特殊性，具體對(duì)比見表1。

表1 地鐵區(qū)間隧道、公路隧道、鐵路隧道比較表Table 1 Comparison among Metro tunnel，highway tunnel and railway tunnel

2 地鐵特長(zhǎng)隧道消防給水系統(tǒng)方案的確定

通常消防系統(tǒng)的選擇是針對(duì)預(yù)期火災(zāi)種類制定的，其滅火設(shè)施主要用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，供司乘人員、隧道管理人員及消防人員撲救初期火災(zāi)時(shí)使用，應(yīng)具有迅速、有效滅火的功能。

目前國(guó)內(nèi)各類隧道內(nèi)推薦使用的消防系統(tǒng)組合是以洞內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)為主，滅火器、固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)、機(jī)電洞室口水噴淋系統(tǒng)、洞外值班摩托車、消防車輛為輔的綜合滅火體系。

2.1 地鐵隧道典型消防系統(tǒng)分析

2.1.1 消火栓系統(tǒng)

完善的消火栓管網(wǎng)及消防系統(tǒng)是隧道消防的基礎(chǔ)，是任何長(zhǎng)大隧道必備的、最基本的消防救援手段，也是地鐵區(qū)間隧道通用的消防方式。

2.1.2 輕水泡沫滅火系統(tǒng)

輕水泡沫滅火裝置主要針對(duì)液體火災(zāi)及可熔化的固體物質(zhì)火災(zāi)等B類流淌性火災(zāi)，該類火災(zāi)在地鐵區(qū)間隧道發(fā)生的概率很小，因此，輕水泡沫滅火系統(tǒng)對(duì)于地鐵區(qū)間隧道消防并不具有針對(duì)性。

2.1.3 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

長(zhǎng)大隧道常用的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)包括自動(dòng)水噴淋滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以及泡沫水噴霧滅火系統(tǒng)等，該類系統(tǒng)具有反應(yīng)速度快、滅火效率高、受人為因素影響小等特點(diǎn)，但該類系統(tǒng)設(shè)置相對(duì)復(fù)雜，故障率高，存在誤噴的可能。隧道常用滅火系統(tǒng)對(duì)照見表2。

表2 隧道常用滅火系統(tǒng)對(duì)照Table 2 Comparison among common fire-fighting systems

2.2 地鐵特長(zhǎng)跨海隧道消防給水系統(tǒng)方案比選

2.2.1 綜合分析

通過研究地鐵特長(zhǎng)海底隧道火災(zāi)的原因及特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外特長(zhǎng)隧道消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，認(rèn)為消防系統(tǒng)的選擇是針對(duì)預(yù)期火災(zāi)種類制定的，輕水泡沫滅火系統(tǒng)及水噴霧滅火系統(tǒng)不適宜地鐵特長(zhǎng)海底隧道，常規(guī)的消火栓系統(tǒng)和近年來研發(fā)的高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)是地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)的首選。為此，重點(diǎn)選取以下3個(gè)系統(tǒng)方案。

1)方案1。與普通區(qū)間隧道一樣，采用最基本的消火栓系統(tǒng)作為水消防的主要手段。優(yōu)點(diǎn)為:系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，投資小。缺點(diǎn)為:人工操作，反應(yīng)時(shí)間慢，受人為因素影響較大。

2)方案2。在設(shè)置消火栓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)為:反應(yīng)速度快，受人為因素影響小，對(duì)火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣及有毒氣體具有一定的稀釋作用。缺點(diǎn)為:造價(jià)昂貴，投資大，系統(tǒng)復(fù)雜，存在誤噴的可能，對(duì)于封閉的地鐵車廂滅火作用較小。

3)方案3。設(shè)置消火栓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在海域段聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)設(shè)置局部應(yīng)用的高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。此方案為前2個(gè)方案的折中方案，同時(shí)具有前2個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.2.2 方案比選

方案2與方案1相比，增設(shè)了高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，近年來該系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于水下以及長(zhǎng)大鐵路隧道或地鐵車站的消防救援系統(tǒng)中，具有較好的效果［8－10］。高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)應(yīng)用到隧道消防中，其最大的優(yōu)勢(shì)不在于滅火，而在于降低煙氣中有毒物質(zhì)的含量。但高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)運(yùn)用于全區(qū)間有以下不足:1)相關(guān)文獻(xiàn)表明，當(dāng)?shù)罔F車廂內(nèi)燃燒物不斷燃燒導(dǎo)致殼體溫度上升時(shí)，水噴在炙熱的車廂殼體上會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣，影響能見度，阻礙人員逃生［11］;2)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)捕捉著火點(diǎn)的效果差，地鐵火災(zāi)多發(fā)生在車廂內(nèi)部，車廂封閉，使高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滅火功能;3)高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)造價(jià)昂貴、系統(tǒng)復(fù)雜，工作壓力高。

針對(duì)方案3，相關(guān)研究表明:地鐵區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，人員均由火災(zāi)隧道通過聯(lián)絡(luò)通道逃生至另一側(cè)隧道，故在聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)設(shè)置高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，既可以提高長(zhǎng)大海底隧道的消防安全，隔離2條隧道間火勢(shì)、降低聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)的溫度和煙氣毒性、最大限度地發(fā)揮高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，又可以減少造價(jià)，降低影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，本文建議在設(shè)置消火栓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在海域段聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)設(shè)置局部應(yīng)用的高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。

2.2.3 高壓細(xì)水霧系統(tǒng)設(shè)置建議

高壓細(xì)水霧系統(tǒng)是通過制造超細(xì)粒徑的水顆粒，通過汽化吸熱、窒息、阻隔輻射熱等方式達(dá)到阻火、控火及滅火效果［12］。

在聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，噴頭首先應(yīng)布置于聯(lián)絡(luò)通道和隧道交界處，在不影響乘客疏散的前提下，同時(shí)起到水幕分割和阻斷煙氣、高溫的作用。由于水霧會(huì)阻擋乘客視線，在接近聯(lián)絡(luò)處兩側(cè)隧道側(cè)壁，必須設(shè)置智能疏散指示標(biāo)示燈，引導(dǎo)乘客穿過水霧逃生。為保證噴放的連續(xù)性和及時(shí)響應(yīng)，建議采用泵組加壓開式系統(tǒng)，控制閥組設(shè)置在聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)。噴頭流量不低于5 L/min，按照1 h噴放用水量?jī)?chǔ)存用水，并定期更換存水，保證水質(zhì)。

在疏散長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，可結(jié)合聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置避難所，在其內(nèi)部設(shè)置高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，保護(hù)在此避難的乘客的安全，該系統(tǒng)主要起到阻煙、降溫作用，為獲得救援贏得時(shí)間，噴頭布置間距不大于3.0 m，可與泵組加壓開式系統(tǒng)共用泵組，分別設(shè)置控制閥箱。需要特別說明的是，在避難所內(nèi)，人員情緒的穩(wěn)定十分重要，為避免水霧噴放引起避難者不必要的恐慌，在此處需要設(shè)置清晰、準(zhǔn)確和足夠數(shù)量的噴放指示和說明，同時(shí)，對(duì)控制閥組的使用方法應(yīng)有直觀和顯著的說明指示，便于避難者在必要時(shí)使用。

可結(jié)合避難所的空間結(jié)構(gòu)(如空間較大)，設(shè)置高壓細(xì)水霧消火栓系統(tǒng)，該系統(tǒng)人工操作，操作方便，可準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)著火點(diǎn)，滅火效率高，降溫降煙效果好，并已在多條長(zhǎng)大鐵路隧道中應(yīng)用，技術(shù)比較成熟［13］。

3 地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 消火栓給水系統(tǒng)管材的選用

過海區(qū)間部分位于海底，空氣潮濕，含鹽量高，腐蝕性強(qiáng)，消防給水系統(tǒng)必須選用具有高度耐腐蝕特性的管材，因此，通過對(duì)不銹鋼管、內(nèi)外涂塑鋼管、球墨鑄鐵管的技術(shù)性經(jīng)濟(jì)性比較，確定采用球墨鑄鐵管，這種管材防腐性強(qiáng)且造價(jià)較低，在地鐵區(qū)間消防系統(tǒng)中多采用，經(jīng)過多年的實(shí)踐檢驗(yàn)。球墨鑄鐵管接口采用N1型接口，橡膠圈密封，增強(qiáng)管道的絕緣性能，不易產(chǎn)生電腐蝕，其與鋼管的電阻值見表3。

表3 球墨鑄鐵和鋼管的電阻值對(duì)比表Table 3 Comparison between ductile iron pipes and steel pipes in terms of electrical resistance μΩ/cm3

N1型接口具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、密閉性好等特點(diǎn)，在承口結(jié)構(gòu)上考慮了橡膠圈的定位和偏轉(zhuǎn)角問題，此種接口的管材具有良好的密封性和可撓性，且管材本身就有較大的延伸率，使管道具有較好的柔性;因此，管道能夠承受少量的不均勻沉降，并可滿足地鐵區(qū)間小轉(zhuǎn)彎半徑管道偏轉(zhuǎn)角(≥250 m)的需要，其偏轉(zhuǎn)角見表4。另外，管道因受水溫變化而引起的伸縮在接口內(nèi)可以被吸收一部分，不會(huì)導(dǎo)致接口漏水。

表4 球墨鑄鐵管連接允許的偏轉(zhuǎn)角Table 4 Allowable deflection angle of connection of ductile iron pipes

3.2 提高區(qū)間消火栓給水管道結(jié)構(gòu)安全措施

3.2.1 防超壓方案及措施

過海區(qū)間消防管網(wǎng)采用濕式系統(tǒng)，靜水壓力主要由管網(wǎng)穩(wěn)壓壓力和所在高程決定，穩(wěn)壓壓力需滿足兩端車站最不利點(diǎn)處消火栓壓力要求，按0.2 MPa計(jì)，靜水壓力小于 1.0 MPa，滿足要求［14］。

經(jīng)模擬計(jì)算，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，高程較低處的消火栓動(dòng)水壓力超出0.5 MPa，所以應(yīng)采用以下減壓方案:動(dòng)壓超壓部分消火栓采用減壓穩(wěn)壓消火栓，同時(shí)動(dòng)壓超壓較多部分消防給水管采用DN100管，以增大管道沿程水頭損失，減小動(dòng)壓。減壓穩(wěn)壓消火栓在栓體進(jìn)、出口設(shè)置自動(dòng)節(jié)流裝置，依靠介質(zhì)本身能量改變節(jié)流裝置的節(jié)流面積，將規(guī)定范圍內(nèi)的進(jìn)水口壓力減至某一需要的出水口壓力，并使出水口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定。

在消防干管上設(shè)減壓閥組，由于區(qū)間各消火栓需滿足2路供水，而減壓閥所在管線要求為單向流動(dòng)管線，故在減壓閥兩側(cè)均需設(shè)聯(lián)通管。

在消防干管最低點(diǎn)設(shè)置超壓泄水閥，由于超長(zhǎng)隧道內(nèi)存在較大高差，閥門壓力等級(jí)應(yīng)根據(jù)隧道縱斷面走向經(jīng)計(jì)算后確定，避免因閥門壓力等級(jí)不夠而引發(fā)爆管。

3.2.2 優(yōu)化水力過渡過程控制，減小水錘對(duì)管道安全性的影響

跨海區(qū)間的充水、停泵、關(guān)閥過程極易誘發(fā)水錘事故。如某消防管道在隧道內(nèi)沿線路坡度敷設(shè)，近似形成3段V型管，控制水錘危害的主要措施有:1)各局部高點(diǎn)均設(shè)置空氣閥，可快速排出管道內(nèi)的空氣;2)可通過關(guān)閉管道閥門對(duì)管段進(jìn)行分段充水，解決充水水錘的主要措施為控制充水速度;3)可依據(jù)規(guī)范“壓力輸水管道充水時(shí)，宜控制充水流速不超過0.3～0.5 m/s”;4)可采用小泵充水，并在泵后設(shè)置活塞式多功能控制閥調(diào)節(jié)小流量充水;5)輸水管線上的閥門在有水流通過時(shí)不可進(jìn)行硬性關(guān)閉，應(yīng)讓這些閥門緩慢地關(guān)閉，防止關(guān)閥水錘。

通過相關(guān)理論研究，在10個(gè)水錘周期內(nèi)阻止水流動(dòng)，可有效地降低水錘強(qiáng)度。水錘周期為水錘波從開始發(fā)生位置傳輸?shù)较到y(tǒng)末端并返回到起始位置的時(shí)間。其計(jì)算公式為

式中:l為水錘發(fā)生點(diǎn)所在封閉管道的長(zhǎng)度，m;a為水錘波在管道中的傳播速度。

本工程消火栓給水干管設(shè)計(jì)采用DN150球墨鑄鐵管，N1型接口，橡膠圈密封，可按式(2)粗略計(jì)算水錘波速。

式中:K為水的體積彈性模量，取2.19×103MPa;ρ為水密度，取1.0×103kg/m3;E為管道壁的楊氏彈性模量，鑄鐵管取1.5×105MPa;D為管道內(nèi)徑，取0.213 m;e為管道壁厚，本工程取 6.3 ×10－3m;C1為無因次參數(shù)，不同的支承方法及管壁約束取值不同，本工程按兩端采用柔性接頭取1.06。

估算水錘波速為1.20 km/s。根據(jù)閥門所在位置，即可求得相應(yīng)的需關(guān)閥的時(shí)間。最不利點(diǎn)閥門距系統(tǒng)末端為5.4 km，計(jì)算得關(guān)閥時(shí)間需90 s。

3.2.3 優(yōu)化輸水管道支架及變形補(bǔ)償，減小作用力對(duì)管道結(jié)構(gòu)的破壞

地鐵區(qū)間管道為明裝，沒有埋地管道所受的荷載，如無人為破壞，外力導(dǎo)致的管道軸向應(yīng)力很小;在海底隧道內(nèi)的管道溫度變化幅度不是很大，溫度引起的軸向應(yīng)力也不大。管道每隔300 m距離設(shè)置的波紋補(bǔ)償器，可補(bǔ)償減小由于熱脹冷縮引起的管道軸向應(yīng)變。

優(yōu)化管道支架設(shè)置，可減小軸向應(yīng)力對(duì)管道結(jié)構(gòu)的破壞。在線路曲線半徑≥500 m的區(qū)間，采用6 m/根的管道，間隔2 m設(shè)置管支架，在管道接口兩側(cè)1 m內(nèi)增設(shè);在線路曲線半徑＜500 m的區(qū)間，采用4 m/根的管道，間隔1.5 m設(shè)置管支架，在管道接口兩側(cè)0.5 m內(nèi)增設(shè);管道轉(zhuǎn)彎處做法蘭連接并增設(shè)管支架，閥門、消火栓等位置也應(yīng)增設(shè)。

3.3 區(qū)間消火栓給水管爆管事故應(yīng)急處置措施

盡管采取以上多種措施防止輸水管道結(jié)構(gòu)破壞，海底區(qū)間廢水均向最低點(diǎn)匯集，無法自流排除，一旦發(fā)生爆管，即使及時(shí)發(fā)現(xiàn)，關(guān)停水泵，管內(nèi)殘存的大量廢水也會(huì)使廢水量瞬間激增，超出排水泵的最大排水能力，因而存在淹沒部分隧道的風(fēng)險(xiǎn)。

為解決爆管問題，過海區(qū)間消防管網(wǎng)可在進(jìn)入?yún)^(qū)間的消防干管之上加裝電磁流量計(jì)，在每個(gè)連通管的下游加裝電動(dòng)蝶閥，通過對(duì)管道流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，配合日常巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)消防管網(wǎng)的跑冒滴漏。同時(shí)，當(dāng)非消防狀態(tài)下，消防管道發(fā)生爆管，水流量激增且超過消防最大用水量時(shí)，通過監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉所有電動(dòng)蝶閥，使管道內(nèi)殘存的廢水量減小至單個(gè)環(huán)管，從源頭上消除消防管道爆管淹沒隧道的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論與討論

1)地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)的選擇是針對(duì)預(yù)期火災(zāi)種類制定的，其滅火設(shè)施主要用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，供司乘人員、隧道管理人員及消防人員撲救初期火災(zāi)時(shí)使用，應(yīng)具有迅速、有效滅火功能，同時(shí)，應(yīng)具有輔助人員疏散逃生的隔離火點(diǎn)和煙霧的功能。

2)消火栓系統(tǒng)+聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)設(shè)置高壓細(xì)水霧系統(tǒng)，既可以提高長(zhǎng)大海底隧道的消防安全，起到2條隧道間火勢(shì)隔離，降低聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)溫度和煙氣毒性，最大限度地發(fā)揮高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，又可以減少造價(jià)，降低影響地鐵正常運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。

3)地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)中，消火栓系統(tǒng)管網(wǎng)的管材和管道結(jié)構(gòu)安全是設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問題。

4)地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮管道爆管等事故工況下的合理應(yīng)急措施。

本文對(duì)地鐵特長(zhǎng)海底隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義，但對(duì)于這類新興工程的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)，仍需要進(jìn)一步系統(tǒng)性地研究以及相關(guān)試驗(yàn)，進(jìn)而形成規(guī)范化的設(shè)計(jì)指導(dǎo)方案。

［1］ GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.(GB 50016—2014 Code for design on building fire protection and prevention［S］.Beijing:China Planning Press，2014.(in Chinese))

［2］ GB 50157—2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2014.(GB 50157—2013 Code for design of Metro［S］.Beijing:China Building Industry Press，2014.(in Chinese))

［3］ 黎木森.高速公路海底隧道消防設(shè)計(jì)探討［J］.中國(guó)交通信息化，2013(7):131 －133.(LI Musen.Discussion about firefighting design of undersea highway tunnel［J］.China ITS Journal，2013(7):131 －133.(in Chinese))

［4］ 惠學(xué)儉，冷啟貞.海底隧道消防安全性能評(píng)估及設(shè)計(jì)探討［J］.青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，33(1):47 － 50.(HUI Xuejian，LENG Qizhen.Discussion about evaluation and design of undersea tunnel fire safety performance［J］.Journal of Qingdao Technological University，2012，33(1):47 －50.(in Chinese))

［5］ 范益群，王曦，蔣衛(wèi)艇，等.水底公路隧道安全方案及消防安全性能化設(shè)計(jì)［J］.地下工程與隧道，2006(1):60－64.(FAN Yiqun，WANG Xi， JIANG Weiting， et al.Underwater highway tunnel safety program sand fire safety performance-based design［J］.Underground Engineering and Tunnels，2006(1):60 －64.(in Chinese))

［6］ 祁曉霞.特長(zhǎng)公路隧道消防設(shè)計(jì)探討［J］.消防科學(xué)與技術(shù)，2014(6):656 － 659.(QI Xiaoxia.Discussion on firefighting design of extra long road tunnel［J］.Fire Science and Technology，2014(6):656 －659.(in Chinese))

［7］ 張志斌.鐵路長(zhǎng)大隧道消防設(shè)計(jì)探討［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2014，58(5):117 － 120.(ZHANG Zhibin.Discussion on fire protection design for long railway tunnel［J］.Railway Standard Design，2014，58(5):117 －120.(in Chinese))

［8］ 沈滟.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在地鐵設(shè)備用房的應(yīng)用［J］.消防科學(xué)與技術(shù)，2011，30(1):49－51.(SHEN Yan.The application of high-pressure watermist system in equipment room of Metro［J］.Fire Science and Technology，2011，30(1):49 －51.(in Chinese))

［9］ 叢北華，費(fèi)波，錢宗秋.高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)在地鐵防災(zāi)中的應(yīng)用［J］.給水排水，2011，37(7):85－88.(CONG Beihua，F(xiàn)EI Bo，QIAN Zongqiu.The application of highpressure water mist system in Metro disasters prevention［J］.Water and Wastewater Engineering，2011，37(7):85 － 88.(in Chinese))

［10］ 龔彥峰.向莆鐵路青云山隧道緊急救援站設(shè)計(jì)研究［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2014(2):83 －87.(GONG Yanfeng.Research on design of the emergency rescue station of Qingyunshan tunnel in Xiangtang-Putian railway［J］.Journal of Railway Engineering Society，2014(2):83－87.(in Chinese))

［11］ 吳國(guó)華，張劍，李勇，等.高壓細(xì)水霧消火栓滅火系統(tǒng)在鐵路特長(zhǎng)隧道消防中的應(yīng)用［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009(9):85 －87.(WU Guohua，ZHANG Jian，LI Yong，et al.Application of high pressure water mist fire extinguishing system on firefighting of long railway tunnel［J］.Railway Standard Design，2009(9):85 －87.(in Chinese))

［12］ 賈葦，趙鋰.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施:給水排水［M］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.(JIA Wei，ZHAO Li.National technical measures for design of civil construction:Water supply and drainage［M］.Beijing:China Planning Press，2013.(in Chinese))

［13］ 孫海富.石太客運(yùn)專線長(zhǎng)大隧道防災(zāi)救援設(shè)計(jì)研究［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2009(10):79 － 83.(SUN Haifu.Research on the design of disaster prevention and relief in large tunnel of Taiyuan-Shijiazhuang passenger dedicated line［J］.Journal of Railway Engineering Society，2009(10):79－83.(in Chinese))

［14］ GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，2014.(GB 50974—2014 Technical code for fire protection water supply and hydrant systems［S］.Beijing:China Planning Press，2014.(in Chinese ))