談公路隧道消防給水設(shè)計(jì)

趙 永 暉

(云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650011)

談公路隧道消防給水設(shè)計(jì)

趙 永 暉

(云南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650011)

介紹了公路隧道消防給水系統(tǒng)常用的設(shè)計(jì)方案，闡述了低位轉(zhuǎn)輸水池和高位消防水池供水泵及減壓設(shè)施的設(shè)置方法，并提出了消防設(shè)施的防凍保溫措施，從而確保公路隧道的消防安全。

隧道，消防給水設(shè)計(jì)，消火栓，水泵，保溫防凍措施

0 引言

目前公路隧道消防給水設(shè)計(jì)尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各省相繼出臺(tái)了地方標(biāo)準(zhǔn)，交通運(yùn)輸部也于2014年發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中除了按照以上標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，還會(huì)依據(jù)GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范和GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)規(guī)范的理解難免會(huì)產(chǎn)生分歧。本文對(duì)公路隧道消防給水方式、消防設(shè)施保溫防凍措施進(jìn)行總結(jié)，詳細(xì)介紹設(shè)計(jì)人員容易忽視的減壓閥組設(shè)置，對(duì)低位轉(zhuǎn)輸水池和高位消防水池供水泵的理解誤區(qū)進(jìn)行探討。

1 給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在公路隧道消防給水設(shè)計(jì)中，以高位水池供水的高壓給水系統(tǒng)安全可靠，管理維護(hù)方便，設(shè)計(jì)中宜采用，當(dāng)無(wú)條件設(shè)置高位水池時(shí)，可采用穩(wěn)高壓供水系統(tǒng)[1]。筆者以公路隧道通常采用的高壓給水系統(tǒng)為例，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討。

1.1 方案一

當(dāng)隧道進(jìn)出口端市政給水管網(wǎng)連續(xù)供水，水量和水壓滿足隧道外消防用水要求，并且保證兩路消防供水[2]時(shí)，應(yīng)采用方案一給水方案，如圖1所示。

方案一中，隧道進(jìn)口、出口設(shè)置獨(dú)立的室外消火栓系統(tǒng)，分別由市政管網(wǎng)供給；隧道內(nèi)消火栓系統(tǒng)由于水壓要求高，市政管網(wǎng)通常無(wú)法滿足要求，由高位消防水池供給。此方案高位消防水池僅儲(chǔ)存隧道內(nèi)消防用水量，容積?。凰淼纼?nèi)管道只考慮隧道內(nèi)消防用水量，管徑小。

1.2 方案二

公路隧道通常遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，沒(méi)有健全的市政管網(wǎng)，無(wú)法供給室內(nèi)、外消火栓。方案二設(shè)置高位消防水池儲(chǔ)存隧道內(nèi)、外消防用水，供給隧道進(jìn)出口室外消火栓和隧道內(nèi)消火栓。此方案是最普遍采用的供水系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中要考慮室外消火栓流量的轉(zhuǎn)輸，即管道計(jì)算流量是室內(nèi)外用水量之和，且按枝狀或事故狀態(tài)下環(huán)狀管網(wǎng)進(jìn)行水力計(jì)算。方案二如圖2所示。

1.3 方案三

此方案在隧道進(jìn)出口各設(shè)置一個(gè)高位消防水池，由兩個(gè)獨(dú)立分區(qū)供水，每個(gè)分區(qū)負(fù)責(zé)供給隧道外進(jìn)口或出口室外消火栓和一定范圍內(nèi)隧道內(nèi)消火栓，消防管道分別在隧道人行橫通道成環(huán)。方案三如圖3所示。

方案三中，隧道進(jìn)、出口兩處室外消火栓分別由各自高位消防水池就近供給，不存在方案二高位消防水池設(shè)于進(jìn)口時(shí)還要考慮出口端室外消火栓的轉(zhuǎn)輸流量，隧道內(nèi)供水管道只要考慮室內(nèi)消火栓用水量，計(jì)算選擇管徑相對(duì)較小。供水安全、可靠，是特長(zhǎng)隧道通常采用的給水系統(tǒng)。

2 低位轉(zhuǎn)輸水池和高位消防水池供水泵

低位轉(zhuǎn)輸水池起集水、調(diào)節(jié)、補(bǔ)水作用，自來(lái)水、地表水、地下深水井水源、隧道內(nèi)涌水等多種消防水源在低位水池內(nèi)匯集，通過(guò)低位水池供水泵供至高位消防水池。水泵由高位水池水位控制器低水位啟泵，高水位停泵。有的設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，為保證二次火災(zāi)時(shí)水源充分供應(yīng)和超火災(zāi)延續(xù)時(shí)間的后續(xù)滅火，按消防設(shè)計(jì)流量(即設(shè)計(jì)秒流量)選泵并加大低位水池容量甚至設(shè)置與高位消防水池相同容量的低位水池，筆者認(rèn)為此水泵是為解決第一次高位消防水池灌滿水和平時(shí)管網(wǎng)滲漏造成水池未處于滿水狀態(tài)補(bǔ)水，而非消防水泵。加大低位水池容量和水泵流量固然安全，但增大了投資，超過(guò)了規(guī)范要求，屬于過(guò)度設(shè)計(jì)。低位轉(zhuǎn)輸水池容積和高位消防水池供水泵流量應(yīng)根據(jù)補(bǔ)水水源流量與高位消防水池容積綜合分析后確定。

3 減壓設(shè)施的設(shè)置

3.1 減壓閥組

公路隧道進(jìn)出口高差大，為滿足管網(wǎng)靜壓不超過(guò)1.0 MPa，通常需要設(shè)置多組減壓閥。減壓閥組是隧道給水系統(tǒng)最重要的附件之一，其是否正常運(yùn)行決定著供水管網(wǎng)的安全。筆者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工程中減壓閥組存在附件、檢測(cè)裝置未安裝，閥組前后壓差過(guò)大等諸多問(wèn)題，埋下了閥門實(shí)效隱患，而當(dāng)實(shí)效后又無(wú)任何報(bào)警和預(yù)防措施。為防止以上問(wèn)題，減壓閥組應(yīng)按以下要求設(shè)置。

1)減壓閥前端要設(shè)置控制閥門、過(guò)濾器、壓力表，后端要設(shè)置流量計(jì)、壓力試驗(yàn)排水閥、壓力表、控制閥門，宜選擇先導(dǎo)式可調(diào)式減壓閥，閥前和閥后壓差不宜大于0.4 MPa，做法如圖4所示。

2)為防止減壓閥失效，應(yīng)在管道末端壓力最高處設(shè)置自動(dòng)泄壓閥和壓力開關(guān)。當(dāng)管道壓力達(dá)到壓力開關(guān)設(shè)置壓力時(shí)，將超壓報(bào)警信號(hào)傳至隧道變電所監(jiān)控室，達(dá)到開啟壓力時(shí)，自動(dòng)泄壓閥工作。在安裝調(diào)試中要注意自動(dòng)泄壓閥開啟壓力應(yīng)大于壓力開關(guān)報(bào)警壓力。壓力開關(guān)和自動(dòng)泄壓閥安裝圖如圖5所示。

3)當(dāng)減壓閥前后壓差大于0.40 MPa時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩級(jí)串聯(lián)減壓，減壓閥組后的管道、閥門配件、設(shè)施等要按照第一級(jí)減壓閥失效后的系統(tǒng)壓力來(lái)選型。

3.2 減壓穩(wěn)壓消火栓

GB 50974—2014消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范第7.4.12.1條規(guī)定“消火栓栓口動(dòng)壓不應(yīng)大于0.50 MPa；當(dāng)大于0.70 MPa時(shí)必須設(shè)置減壓裝置”，在公路隧道消防給水設(shè)計(jì)中要保證最不利點(diǎn)泡沫滅火裝置最小0.35 MPa～0.4 MPa供水壓力，隧道內(nèi)許多消火栓處壓力已經(jīng)超過(guò)0.50 MPa，通常采用減壓穩(wěn)壓消火栓，減壓后出水壓力達(dá)到0.35 MPa。

4 保溫防凍措施

2014年1月10日香格里拉獨(dú)克宗古城發(fā)生火災(zāi)，由于室外消火栓未做防凍措施、施工未按照設(shè)計(jì)要求埋深敷設(shè)管道、建設(shè)方錯(cuò)誤的防凍施工方案，造成室外消火栓無(wú)水可用，延誤了滅火時(shí)機(jī)，導(dǎo)致火災(zāi)蔓延，造成重大火災(zāi)事故。此次慘痛教訓(xùn)讓設(shè)計(jì)人員深刻認(rèn)識(shí)到消防設(shè)施防凍保溫措施的重要性。

公路隧道一般建于野外，自然條件惡劣，環(huán)境溫度低于附近城鎮(zhèn)。設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目所在地氣象資料中極端平均最低環(huán)境氣溫確定消防設(shè)施的防凍措施。

首先，消防水泵房要設(shè)置采暖設(shè)施以滿足室內(nèi)氣溫最低5 ℃的要求，高、低位水池應(yīng)埋地設(shè)置并按被動(dòng)保溫法合理采用物理保溫材料，室外閥門設(shè)置于防凍閥門井內(nèi)。隧道內(nèi)、隧道外明露管道以及室外消火栓、閥門、消防水泵接合器要采用設(shè)置保溫層或電伴熱+保溫層的防凍措施，保溫層的絕熱層、防潮層、保護(hù)層燃燒等級(jí)應(yīng)為A級(jí)或B1級(jí)，管道應(yīng)有伸縮和整體穩(wěn)定的技術(shù)措施。隧道外埋地管道要滿足管頂覆土應(yīng)至少在冰凍線以下0.30 m。其次，在管理維護(hù)中要定期檢查室外消火栓泄水孔，保持通暢，室外消火栓、消防水泵接合器在使用、檢查、測(cè)試后，要及時(shí)關(guān)閉，并通過(guò)泄水彎管放出栓體內(nèi)的余水，然后用抹布或紗布將出水口擦拭干凈。

5 結(jié)語(yǔ)

由于公路隧道的特殊性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理、靈活地根據(jù)消防規(guī)范解決各種問(wèn)題。以上是筆者在設(shè)計(jì)中的一些心得體會(huì)，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的常見問(wèn)題進(jìn)行歸納，以期為公路隧道消防給水設(shè)計(jì)起到借鑒作用。

[1] JTG D702—2014，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范第二冊(cè) 交通工程與附屬設(shè)施[S].

[2] GB 50974—2014，消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 趙 鋰，陳懷德，姜文源.《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB 50974—2014實(shí)施指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2016.

Discussion on highway tunnel fire-fighting water supply design

Zhao Yonghui

(YunnanAcademyofTrafficPlanning&Design,Kunming650011,China)

The thesis introduces common design scheme of highway tunnel fire-fighting water supply system, describes water supply pump and decompression facility setting methods of low transmission pool and high fire-fighting pool, and puts forward insulating and frost-resistant measures of fire-fighting facilities, so as to guarantee highway tunnel fire-fighting safety.

tunnel, fire-fighting water supply design, fire hydrant, water pump, insulating and frost-resistant measures

1009-6825(2017)03-0120-02

2016-11-16

趙永暉(1973- )，男，工程師

TU991

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