超長公路隧道消防系統(tǒng)選擇

【摘要】通過現(xiàn)行規(guī)范及工程實(shí)例，對國內(nèi)外目前通常采用的幾種消防系統(tǒng)進(jìn)行了分析。超長隧道采用消火栓系統(tǒng)、滅火器及泡沫-水噴霧系統(tǒng)的組合形式，能比較有效的保障隧道消防安全。本文通過工程實(shí)例，具體說明了此組合的配置要求和參數(shù)選擇。

【關(guān)鍵詞】超長隧道；消防系統(tǒng)選擇；泡沫-水噴霧系統(tǒng)

1、概述

隧道結(jié)構(gòu)復(fù)雜且屬于較封閉空間，公路隧道發(fā)生火災(zāi)的主要原因包括：車輛電路短路、車輛碰撞、車輛裝載貨物自燃等原因。一旦發(fā)生火災(zāi)，熱量不易消散，火災(zāi)溫度較高，火災(zāi)撲救相當(dāng)困難。一般隧道火災(zāi)發(fā)生隨隧道長度和交通量增加而增加。對于超長隧道，人員、車輛疏散困難，容易造成重大傷亡事故。

2、主要設(shè)計(jì)原則

超長隧道內(nèi)消防系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)原則如下：

（1）在隧道消防安全技術(shù)體系中，對隧道內(nèi)的初期火災(zāi)，采取“自救為主，外援為輔”的基本原則，特別是超長隧道通過設(shè)置自動(dòng)消防設(shè)施，如水噴霧滅火系統(tǒng)、泡沫-水噴霧滅火系統(tǒng)等，控制及抑制火災(zāi)發(fā)展，保障人員安全疏散和應(yīng)急救援、以及保護(hù)隧道的主體結(jié)構(gòu)及重要設(shè)施，以確保隧道的營運(yùn)安全。

（2）在隧道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將不同的消防系統(tǒng)通過各種組合方式，形成安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、組合最優(yōu)的方案。

（3）隧道給水應(yīng)安全可靠。通過消防泵房、消防水池的合理設(shè)計(jì)，隧道給水應(yīng)滿足隧道內(nèi)各用水點(diǎn)對水量、水質(zhì)和水壓要求。

（4）各段隧道內(nèi)同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)數(shù)按一次考慮。

3、消防系統(tǒng)分析

對于超長隧道，通常采用的幾種消防系統(tǒng)組合形式包括：

（1）消火栓系統(tǒng)+滅火器+固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)；

（2）消火栓系統(tǒng)+滅火器 +自動(dòng)噴水系統(tǒng)；

（3）消火栓系統(tǒng)+滅火器 +自動(dòng)泡沫—噴淋系統(tǒng)；

消火栓系統(tǒng)加滅火器加固定式水成膜泡沫滅火的組合系統(tǒng)在隧道消防中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，并有良好使用效果。消火栓系統(tǒng)：是成熟可靠的消防系統(tǒng)，可撲滅多種類型火災(zāi)。水成膜泡沫滅火裝置：成熟有效的滅火藥劑，對撲滅隧道內(nèi)油類火災(zāi)有很好的效果。滅火器設(shè)置：使用方便、性能可靠，能及時(shí)撲滅隧道內(nèi)各類初期火災(zāi)。隧道內(nèi)設(shè)置泡沫——噴淋滅火系統(tǒng)，屬于自動(dòng)滅火系統(tǒng)。由壓力水、泡沫液容器、比例混合器、軟管、泡沫槍及箱體等組成的滅火系統(tǒng)。依靠泡沫和水成膜雙重作用能夠快速壓制火災(zāi)，冷卻油面，并使燃油與空氣隔離，對撲滅隧道內(nèi)油類火災(zāi)有很好的效果。此系統(tǒng)需考慮隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的影響，并且系統(tǒng)投資較大，但對于超長隧道應(yīng)考慮設(shè)置。對于隧道內(nèi)設(shè)置自動(dòng)噴水系統(tǒng)，由于水霧等因素對隧道內(nèi)滅火的不利影響，美國、日本等均不推薦使用。

我國現(xiàn)有《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中沒有明確要求使用泡沫噴淋系統(tǒng)，但指出：有條件的特別是特長隧道可考慮設(shè)置泡沫噴淋系統(tǒng)?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》對隧道內(nèi)是否設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)也沒有作明確的規(guī)定。但根據(jù)上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》及北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《城市地下聯(lián)系隧道防火設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，一、二類及長度大于1000m的三類隧道宜設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)。從現(xiàn)有國內(nèi)城市交通隧道應(yīng)用情況來看，上海翔殷路隧道、上海上中路隧道、上海長江隧道、杭州市慶春路過江隧道、杭州市錢江隧道、南京長江隧道、廈門翔安隧道、天津海河隧道等均采用了泡沫-水噴霧滅火系統(tǒng)。

4、工程實(shí)例

大連東星路工程東起東港商務(wù)區(qū)，西至?xí)孤罚L8.8km，是連接?xùn)|港商務(wù)區(qū)和星海灣的區(qū)域性主要通道。本工程中，西段隧道，南線全長4.070km；北線全長4.180km，雙向4車道，屬于一類城市交通隧道或超長隧道，西段隧道消防系統(tǒng)采用：消火栓系統(tǒng)、泡沫-水噴霧聯(lián)用滅火系統(tǒng)及滅火器設(shè)置?，F(xiàn)針對西段超長隧道的消防設(shè)計(jì)說明如下：

（1）消火栓系統(tǒng)：隧道內(nèi)消火栓系統(tǒng)用水量為20L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按3h計(jì)。消火栓系統(tǒng)最不利點(diǎn)供水壓力為0.30MPa。

（2）滅火器布置：隧道內(nèi)可能發(fā)生的火災(zāi)多為A、B、E類火災(zāi)，滅火器選用磷酸銨鹽干粉滅火器及水成膜泡沫滅火器。在每孔隧道的兩側(cè)，單側(cè)每隔90m，兩側(cè)交錯(cuò)設(shè)置滅火器箱一組，每組內(nèi)設(shè)6kg裝磷酸銨鹽滅火器2 具、6L水成膜泡沫滅火器2 具。

（3）泡沫-水噴霧滅火系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)：

持續(xù)噴射時(shí)間：泡沫混合液噴射時(shí)間20分鐘，水噴霧保護(hù)時(shí)間≥1小時(shí)；泡沫液選型：3%水成膜泡沫液（AFFF）；泡沫混合液供給強(qiáng)度q：6.5L/min.㎡；泡沫混合比：3%；隧道專用泡沫噴頭最低工作壓力：0.35MPa；系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：不大于45s；系統(tǒng)的作用面積：不大于600㎡。噴頭選用遠(yuǎn)近程組合的隧道專用水成膜泡沫噴頭，噴頭最大布置間距為5米，噴頭流量為393L/min。每25米設(shè)置一套隧道專用泡沫噴霧控制閥組，系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量考慮相鄰分區(qū)（50米）同時(shí)動(dòng)作流量最大值。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量考慮相鄰分區(qū)同時(shí)動(dòng)作流量最大值。

故系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量Q系=1.05×97%×Q實(shí)=66.7L/s；

泡沫設(shè)計(jì)流量=1.05×3%×Q系 =2.1L/s

經(jīng)濟(jì)流速供水管v=1.2～2.0m/s。水噴霧總管DN300 ，泡沫總管DN65，敷設(shè)在隧道的單側(cè)頂板下全線環(huán)通。

泡沫儲存量=3%×Q系×T×1.1；采用3m3的泡沫罐充裝。

（4）消防泵房：在西段隧道南北線兩端各設(shè)一座消防泵房。消防泵房內(nèi)包括水噴霧水泵泵組、泡沫泵組、泡沫罐、消火栓泵組、穩(wěn)壓泵裝置等。南北線兩端各設(shè)一座消防水池，消防水池容積780m3。

（5）消火栓系統(tǒng)管線布置：由消防泵房內(nèi)消火栓泵組引出兩根DN150的出水管，全線布置，形成安全可靠的消火栓總管環(huán)網(wǎng)。在每條隧道內(nèi)單側(cè)每隔45m設(shè)置一組消火栓箱。在消火栓總管上每隔5 組消火栓設(shè)一只閥門。在隧道兩端道口處設(shè)置2 套水泵接合器。在兩端的水泵接合器附近設(shè)置室外消火栓，并在隧道兩端道口處各設(shè)2 只室外消火栓。隧道洞口外的消火栓用水量為30L/s。

結(jié)論：

超長公路隧道初期火災(zāi)以自救為主，對隧道消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需充分考慮其可靠性、可操作性及滅火效果。超長隧道采用消火栓系統(tǒng)、泡沫-水噴霧聯(lián)用滅火系統(tǒng)及滅火器組合消防系統(tǒng)，選取合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，對于保障隧道安全必將起到重要作用。