城市地下工程給排水消防設(shè)計(jì)方案

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西西安 710075）

城市地下工程的空間問題比地上工程的空間問題突出，在建設(shè)的過程中，應(yīng)考慮地質(zhì)環(huán)境、防洪排澇和緊急情況下的人員疏散等問題。地下工程的建設(shè)具有難度大、建設(shè)成本高、工程驗(yàn)收要求更嚴(yán)格等特點(diǎn)，使地下工程的給排水消防設(shè)計(jì)成為設(shè)計(jì)人員的挑戰(zhàn)難題。地下工程的給排水消防設(shè)計(jì)經(jīng)過多年建設(shè)積累，已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)，但仍存在許多設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于柳州市柳北區(qū)，工程范圍為西起濱江路，東至雙沙路交叉口西，是古靈大道的其中一段。

主線過新園路交叉口始下行，經(jīng)過敞開段進(jìn)入暗埋段，地道頂面為生態(tài)公園，暗埋段延伸至在雙沙路西側(cè)抬升進(jìn)入敞開段，順接到現(xiàn)狀雙沙路交叉口，在地道敞開段兩側(cè)設(shè)置輔道和掉頭車道，下穿地道主線全長(zhǎng)2 140 m，敞開段長(zhǎng)為240 m，暗埋段長(zhǎng)為1 900 m。

古靈大道匝道中，接新園路右轉(zhuǎn)車道39 m，縱四十七路右轉(zhuǎn)車道73.4 m，右轉(zhuǎn)車道73.4 m，接縱四十八路右轉(zhuǎn)車道73.3 m，右轉(zhuǎn)車道73.5 m，接青西路右轉(zhuǎn)車道66.3 m，右轉(zhuǎn)車道65.6 m，接地下停車庫(kù)右轉(zhuǎn)車道54.6 m。

2 設(shè)計(jì)原則

本工程的給排水消防設(shè)計(jì)原則本著“以人為本”的設(shè)計(jì)思想，堅(jiān)持安全、經(jīng)濟(jì)、可靠及節(jié)能的設(shè)計(jì)宗旨，提高對(duì)新技術(shù)新設(shè)備的使用比例。柳州地區(qū)夏季有大暴雨，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮季節(jié)因素，采用50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，消防設(shè)計(jì)采取“預(yù)防為主、防火結(jié)合”的原則。

當(dāng)?shù)叵滤淼腊l(fā)生火災(zāi)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)迅速檢測(cè)火災(zāi)并報(bào)警，得到隧道管理站的確認(rèn)后，實(shí)施消防滅火。地道內(nèi)應(yīng)配備火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)設(shè)備以便第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，需要配備易于識(shí)別和操作的手動(dòng)報(bào)警設(shè)備。為了保證在火勢(shì)影響不大時(shí)撲滅火災(zāi)，隧道內(nèi)應(yīng)提供滅火器，可在弱火勢(shì)時(shí)及時(shí)控制火情并減少火災(zāi)損失。

3 給排水設(shè)計(jì)

3.1 排水設(shè)計(jì)

地道排水系統(tǒng)包括雨水、廢水的收集和排放，雨水指地道洞口敞開段的雨水，廢水包括地道內(nèi)、外消防廢水、地道內(nèi)沖洗廢水和土建結(jié)構(gòu)滲漏水。排水系統(tǒng)采用高排高、低排低的排水系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單排放。

雨水量計(jì)算如表1所示。

表1 雨水量計(jì)算

在地道敞開段外設(shè)置橫截溝，截流上游路面部分雨水，重力流排入市政雨水系統(tǒng)。敞開段雨水通過敞開段邊溝及橫截溝收集至地道兩端的雨水泵房，加壓提升后排出；地道廢水通過暗埋段邊溝及橫截溝收集至地道低點(diǎn)的廢水泵房，加壓提升后排出。

3.2 給水設(shè)計(jì)

本工程給水采用穩(wěn)高壓供水方案，經(jīng)調(diào)查，地道東側(cè)雙沙路設(shè)置有DN900市政自來水管道，水壓約0.3 MPa，流量約350 L/s，消防水源采用DN100管道就近從此管道上接水。

在地道主線K4+227南側(cè)側(cè)壁設(shè)消防泵房和消防蓄水池（600 m3），消防低水位池水（消防系統(tǒng)）采用“消防泵+穩(wěn)定泵+氣壓罐”的供水方式，直接將低位水池內(nèi)儲(chǔ)存用水加壓至左右隧道（洞）消防主管道。

本項(xiàng)目采用無毒膠囊作為供水載體，可以隔離氣和水，且只需充一次氣便可滿足全年運(yùn)行使用。穩(wěn)壓泵啟動(dòng)后水流會(huì)逐漸進(jìn)入水室，水壓力逐漸上升，氣室中的氣體在壓縮隔膜作用下膨脹；水位下降氣室中的隔膜逐漸收縮，水室被擠壓通過反復(fù)不斷的循環(huán)工作，以充分發(fā)揮其作用。

通過電壓力表和電控箱控制水泵的運(yùn)行，達(dá)到一定壓力時(shí)會(huì)自動(dòng)連續(xù)供水。火勢(shì)發(fā)展時(shí)，按下消防泵啟動(dòng)按鈕同時(shí)打開室內(nèi)消火栓，立即噴出許多水流，電壓力表發(fā)出火災(zāi)信號(hào)自動(dòng)啟動(dòng)消防主泵[1]。

本項(xiàng)目共設(shè)置4處雨水泵房及8處廢水泵房，設(shè)置情況如表2所示。

表2 排水泵房設(shè)置 單位：m

4 消防水泵設(shè)計(jì)

根據(jù)計(jì)算本工程消防水泵房需要布置2臺(tái)消防專用水泵、2臺(tái)消防穩(wěn)壓泵、1套成套供水設(shè)備，用其將自來水加壓送至地道內(nèi)各消防主干管[2]。

水泵房需要布置1臺(tái)配電柜（內(nèi)含ATS雙電源自動(dòng)切換裝置），雙電源引自地道進(jìn)口端變電所不同低壓母線段，經(jīng)分配后為消防水泵、穩(wěn)壓泵、排污泵供電。

2臺(tái)消防水泵1用1備，每臺(tái)功率75 kW。消防水泵供電采用逐一對(duì)應(yīng)供電方式，供電電纜采用礦物絕緣電纜。

泵房?jī)?nèi)設(shè)2臺(tái)穩(wěn)壓泵，每臺(tái)功率11 kW，供電電纜采用礦物絕緣電纜。

泵房集水坑內(nèi)設(shè)1臺(tái)排污泵，用其排放泵房?jī)?nèi)供水管道和消防水泵、穩(wěn)壓泵滲漏水。排污泵功率2.2 kW，供電電纜采用礦物絕緣電纜[3]。

5 消防設(shè)計(jì)

5.1 地道內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)

地道內(nèi)消火栓口壓力：0.3 MPa＜P＜0.5 MPa，可應(yīng)對(duì)汽車交通事故或汽車燃燒引起的火災(zāi)?？紤]隧道的特殊性，消火栓箱內(nèi)須根據(jù)規(guī)范要求配備可以穩(wěn)定減壓的消火栓1套、25 m的DN65水帶2條、Ф19 mm水槍2支、防毒面具2個(gè)、消防水泵啟動(dòng)按鈕1個(gè)。

根據(jù)公式計(jì)算，用水量按照25 L/s考慮隧道內(nèi)消火栓，消防水槍的最小流量至少保證不低于5 L/s，一次性考慮5支水槍同時(shí)使用，消防水槍噴射的水柱距離在10 m以上，消火栓供水應(yīng)滿足1次滅火時(shí)間不低于3 h[4]。

消火栓箱體采用鋁合金板，消火栓的箱門門框采用高強(qiáng)度路合金制作；消火栓的箱門開啟后延伸位置不能觸及土建主體界限，應(yīng)保證消火栓箱體外有醒目的消火栓和滅火器等顯眼標(biāo)志，采用平開式的消火栓箱門；布置消火栓啟閉閥門時(shí)應(yīng)充分考慮方便操作使用，閥門的距離不小于140 mm距箱側(cè)面位置；平正牢固的安裝消火栓箱體，不應(yīng)破壞墻體的耐火和防火性能。

5.2 室外消火栓設(shè)計(jì)

室外消火栓的閥體閥蓋對(duì)壓力的要求較高，要求承受2.4MPa的水壓維持2 min。室外消火栓箱體安裝不得出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，安裝位置距離出入口距離應(yīng)穩(wěn)定在10 m左右，螺紋出水口和快速連接卡扣安裝后應(yīng)保證沒有出現(xiàn)降低使用功能的損傷；消火栓的閥桿安裝完成后應(yīng)維持平穩(wěn)靈活的狀態(tài)，不得出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象；消火栓固定接口要求密封性良好，安裝后需要通過密封性能試驗(yàn)；室外消火栓安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離易碰撞地段，不可妨礙交通運(yùn)行。

6 結(jié)語

隨著城市地下工程的建設(shè)發(fā)展，未來地下工程建設(shè)會(huì)越來越重要，洪澇發(fā)生時(shí)，地下給排水設(shè)施不完善會(huì)影響地下設(shè)施的使用。地下工程發(fā)生火災(zāi)會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失，會(huì)對(duì)人們的生命安全造成嚴(yán)重威脅。為了降低洪澇和突發(fā)火災(zāi)可能造成的安全風(fēng)險(xiǎn)，須將地下工程的給排水消防設(shè)計(jì)放在首位，給排水消防設(shè)計(jì)涉及較多工程建設(shè)，應(yīng)堅(jiān)持以人為本的建設(shè)理念，不斷利用新的科學(xué)技術(shù)手段提高設(shè)計(jì)高度。