淺談城市地下綜合管廊防火分區(qū)設(shè)計

於陳磊

摘要：城市地下綜合管廊，是一種相對密閉的地下構(gòu)筑物。廊體內(nèi)很容易沉積大量的熱空氣和有害氣體，發(fā)生火災(zāi)事故的概率較高。一旦發(fā)生火災(zāi)事故，其產(chǎn)生的危害與損失也難以估量。根據(jù)我國相關(guān)法律法規(guī)，城市地下綜合管廊必須要進行防火分區(qū)的設(shè)計。文章重點針對城市地下綜合管廊的防火分區(qū)設(shè)計進行詳細的分析，旨在提升城市地下綜合管廊運營的安全性與穩(wěn)定性，以供參考。

關(guān)鍵詞：城市;地下;綜合管廊;防火分區(qū);設(shè)計

城市地下綜合管廊是現(xiàn)代化城市發(fā)展過程中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，承載著城市當中的各類市政管線。但是，多種不同類型市政管線交織在一起，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，火勢迅速蔓延，不僅會對其他管線的安全運行產(chǎn)生影響，還會增大消防救援難度。鑒于此，為了保證城市地下綜合管廊的正常運營，為城市的正常運轉(zhuǎn)提供保證，就必須要做好相應(yīng)的防火分區(qū)設(shè)計。

1? 城市地下綜合管廊火災(zāi)事故的特點

1.1? 火災(zāi)事故損失嚴重

城市地下綜合管廊內(nèi)部充斥著大量的市政管線，能夠供工作人員活動的空間非常小。如果發(fā)生火災(zāi)事故，會對整個城市地下管線的穩(wěn)定運行以及城市居民的日常生活產(chǎn)生影響。與此同時，隨著城市地下綜合管廊建設(shè)規(guī)范地不斷更新，越來越多的市政管線將會入廊。例如，天然氣管道進入廊中，發(fā)生泄漏事故、燃燒事故以及爆炸事故，就會對事故現(xiàn)場及其附近人員的生命安全產(chǎn)生巨大的威脅。

1.2? 救援難度大

城市地下綜合管廊的內(nèi)部空間狹長，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，蔓延速度非?？?，火勢也非常迅猛。廊內(nèi)空間有限，熱煙不能在第一時間排出，熱量大量積聚，就可能導(dǎo)致轟然現(xiàn)象。另外，城市地下綜合管廊的地上建筑出入口不多，廊內(nèi)走道又十分彎曲狹長，即便是消防人員到達現(xiàn)場，也無法對起火點的位置以及火災(zāi)情況進行直接觀察。這樣一來，要想實施消防救援，在制定消防救援指揮決策方面會有一定的難度。而且，城市地下綜合管廊內(nèi)電磁干擾和屏蔽的存在，普通通訊設(shè)備難以發(fā)揮有效的通訊作用。另外，管廊內(nèi)沒有自然采光條件，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，即便有應(yīng)急電源，廊內(nèi)的能見度也非常低[1]。這些都會延緩消防人員的救援行動速度。

1.3? 應(yīng)急措施滯后

城市地下綜合管廊中分布的市政管道比較復(fù)雜，傳統(tǒng)的市政管線信息又相對閉塞，要想保證艙室內(nèi)各類管道信息資源的有效交流，具有較大的難度。而且，相關(guān)監(jiān)管單位也無法對管廊內(nèi)的市政管線進行實時監(jiān)管。即便出現(xiàn)異常情況，監(jiān)管單位也不能在第一時間得知。這樣一來，應(yīng)急措施得不到及時的落實，管廊自身的安全性就會受到威脅。

2? 城市地下綜合管廊存在的火災(zāi)隱患

2.1? 管線自身故障

在城市地下綜合管廊中分布著大量的電力電纜，如果這些電力電纜出現(xiàn)短路故障、過載故障或者接觸不良問題，就會增大綜合管廊火災(zāi)事故的發(fā)生率。另外，如果天然氣管線的銜接處或者閘閥設(shè)置處出現(xiàn)問題，導(dǎo)致易燃氣體泄露，綜合管廊內(nèi)火災(zāi)事故的發(fā)生率也會明顯增大。

2.2? 周邊環(huán)境

周邊環(huán)境也是城市地下綜合管廊發(fā)生火災(zāi)事故的一大因素。例如，在暴雨天氣下，雨水滲入艙室，電纜遭到雨水浸泡;或者周邊地表的火災(zāi)蔓延到管廊埋設(shè)地，并在土層內(nèi)產(chǎn)生H2S、CH4等氣體，就很容易引發(fā)火災(zāi)事故。

2.3? 人為因素

在城市地下綜合管廊的運營管理過程中，如果施工人員或者維保人員故意將火源帶入廊內(nèi)，或者在開展工作中出現(xiàn)違規(guī)作業(yè)，并由此出現(xiàn)了明火，那么就可能對綜合管廊的正常運行產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。

3? 城市地下綜合管廊的防火分區(qū)設(shè)計規(guī)范

3.1? 城市地下綜合管廊的橋架及管道布置

一般情況下，城市地下綜合管廊的電纜橋架和管道布置，主要有四種類型。第一，如果電纜數(shù)量比較多，需要中間設(shè)置一道隔墻，其中一側(cè)敷設(shè)電纜，另一側(cè)敷設(shè)工藝管道。如果廊內(nèi)條件不允許，無法設(shè)置隔墻，在敷設(shè)好管道的同時，也要在管道的上方或者側(cè)面進行電纜橋架的敷設(shè)。第二，如果在管廊內(nèi)的其中一側(cè)進行工藝管道的敷設(shè)，另一側(cè)進行電纜橋架的敷設(shè)，中間要提前預(yù)留出一個人行通道。并且將這一人行通道的寬度控制在0.8m。第三，如果決定將管道和電纜橋架敷設(shè)在同一側(cè)，必須要在電纜橋架的下方進行管道的鋪設(shè)。第四，如果地下綜合管廊內(nèi)全部敷設(shè)電纜，只需要進行電纜橋架的布置即可。

3.2? 城市地下綜合管廊的防火間隔與分區(qū)設(shè)置

城市地下綜合管廊內(nèi)敷設(shè)的電纜以交聯(lián)聚乙烯絕緣、低煙無鹵阻燃聚烯烴護套電纜為主，由動力控制電纜構(gòu)成[2]。受到廊內(nèi)空間狹長的限制，雖然這兩種電纜呈分層分布狀態(tài)，但是均在同一層的托盤上，中間設(shè)置了隔板。同時，廊內(nèi)每間隔20m處設(shè)置了建筑伸縮縫。伸縮縫上也有獨立防火墻的設(shè)置。與地面建筑物相通的入口處，也都有阻火墻的設(shè)置，目的是避免廊內(nèi)火災(zāi)事故向地面蔓延。根據(jù)《建筑設(shè)施防火規(guī)范》和《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838—2015）中的相關(guān)要求，所有的城市地下綜合管廊都需要根據(jù)實際情況進行防火分區(qū)的設(shè)計，并安裝滅火系統(tǒng)。

3.3? 城市地下綜合管廊的火災(zāi)探測方式

如果城市地下綜合管廊內(nèi)敷設(shè)了大量的電纜，其應(yīng)用的火災(zāi)探測方式一般以測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器為主，例如光柵光纖測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、紅外測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器等[3]?？梢灾苯釉陔娎|接頭區(qū)安裝。針對重點防護區(qū)域，需要進行復(fù)合型圖像火災(zāi)探測器，但是其保護半徑需要控制在50m以下;或者分布定位式線型感溫火災(zāi)探測器的安裝。如果是非重點防護區(qū)域，也要安裝復(fù)合型圖像火災(zāi)探測器，或者點型感煙火災(zāi)探測器。

3.4? 城市地下綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計

城市地下綜合管廊的通風(fēng)系統(tǒng)主要有三種通風(fēng)方式：第一種是自然通風(fēng)，第二種是自然通風(fēng)輔助以無風(fēng)管的誘導(dǎo)式通風(fēng)，第三種是機械通風(fēng)。機械通風(fēng)又可以細分為三種形式：第一種是自然進風(fēng)、機械排風(fēng)方式;第二種是機械進風(fēng)、自然排風(fēng)方式;第三種是機械進風(fēng)、機械排風(fēng)方式。其中，針對不含高壓電力、天然氣管線以及污水管線的普通艙，要優(yōu)先選擇自然進風(fēng)、機械排風(fēng)的分區(qū)段推拉型縱向換氣形式，其通風(fēng)區(qū)段的長度需要控制在200m。針對包含了動力電纜、天然氣管線垃圾污水管線的艙室，則要以機械進風(fēng)、機械排風(fēng)為主，并在縱向分區(qū)段進行推拉型換氣形式的設(shè)置，將通風(fēng)區(qū)段也控制在200m。

4? 城市地下綜合管廊的防火分區(qū)設(shè)計常見問題

4.1? 火災(zāi)探測類型不夠豐富

現(xiàn)階段，分析城市地下綜合管廊的火災(zāi)探測方式，如果廊內(nèi)敷設(shè)了電纜，會安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，并借此進行廊內(nèi)火情的自動監(jiān)控。但是，少數(shù)地下綜合管廊依然使用傳統(tǒng)的檢測方式，監(jiān)測效果偏差。另外，針對沒有敷設(shè)電纜的防火區(qū)段，也沒有進行火災(zāi)探測裝置的設(shè)計。這樣一來，就無法對這一區(qū)域進行火情監(jiān)控。一旦這一區(qū)域內(nèi)的附屬設(shè)備或者管道發(fā)生火災(zāi)事故，將很難在第一時間被發(fā)現(xiàn)，并做出相應(yīng)的火情控制措施。

4.2? 滅火設(shè)施不夠充足

《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838—2015）明確要求將滅火設(shè)施設(shè)置到沿線、人員出入口以及逃生口處，且相鄰滅火設(shè)施之間的距離應(yīng)當控制在50m內(nèi)[4]。一些敷設(shè)了電力電纜的管廊，應(yīng)當進行自動滅火系統(tǒng)的設(shè)置。但是，在如何選擇滅火器材和自動滅火系統(tǒng)，以及滅火系統(tǒng)運行參數(shù)如何設(shè)計方面卻沒有明確的規(guī)定。這樣一來，工作人員在選擇滅火設(shè)施方面，就會出現(xiàn)各種各樣的情況。如果只配備移動式滅火裝置，而沒有設(shè)置固定式滅火裝置，那么最終能夠發(fā)揮的火災(zāi)撲救作用將十分有限。

4.3? 缺乏實際火災(zāi)案例參考

雖然《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838—2015）中，也對城市地下綜合管廊的監(jiān)控與報警系統(tǒng)進行了規(guī)定，要求敷設(shè)了電力電纜的艙室進行傳統(tǒng)探測方式的設(shè)計，例如感煙火災(zāi)探測器、線性感溫探測器以及光纖感溫探測器等;并在敷設(shè)了天然氣管道的區(qū)域內(nèi)進行可燃氣體探測報警系統(tǒng)的設(shè)計[5]。但是，與普通建筑相比，城市地下綜合管廊的作用更為關(guān)鍵，一旦廊內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故，其后果將不堪設(shè)想。由于缺乏實際火災(zāi)案例參考，所以當前規(guī)定的火災(zāi)探測系統(tǒng)是否能夠在關(guān)鍵時刻發(fā)揮作用，廊內(nèi)是否需要再增設(shè)其他探測系統(tǒng)，還需要進一步研究。

5? 城市地下綜合管廊的防火分區(qū)設(shè)計的優(yōu)化建議

5.1? 加強整個地下綜合管廊火情的探測與監(jiān)控

城市地下綜合管廊屬于地下密閉性構(gòu)筑物，對于整個城市的正常運轉(zhuǎn)有著直接的影響。要想提升其防火分區(qū)設(shè)計的科學(xué)合理性，不僅要使用不易燃的材料，還要對其中存在的火源隱患予以消除。但是受經(jīng)濟因素以及國家標準規(guī)范的影響，要想徹底消除所有的火源隱患，是無法實現(xiàn)的。所以，必須要加強整個地下綜合管廊火情的探測與監(jiān)控，第一時間發(fā)現(xiàn)火情，并在火災(zāi)初期階段進行控制。

首先，需要對地下綜合管廊內(nèi)的消防分區(qū)進行早期火災(zāi)征兆探測裝置的安裝，并提升其裝置對于火災(zāi)征兆探測的敏感性與可靠性。在計算機視覺技術(shù)的不斷發(fā)展下，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)增設(shè)到地下綜合管廊內(nèi)，就可以借助圖像識別技術(shù)來提高防火分區(qū)內(nèi)火焰和煙霧的探測效果。與此同時，還可以借助網(wǎng)絡(luò)將報警信號傳輸給工作人員。

其次，絕大多數(shù)的城市地下綜合管廊距離都在幾公里到幾十公里之間[6]。如果單純依靠人力或者管廊巡檢車輛，對地下綜合管廊的運營情況進行巡檢，那么在發(fā)生初期火災(zāi)事故方面存在較大的難度，且很有可能造成最佳控火時機的延誤。對此，可以將機器人巡檢技術(shù)應(yīng)用到地下綜合管廊的消防監(jiān)控當中。將計算機視覺系統(tǒng)、紅外探測系統(tǒng)以及可燃氣體探測系統(tǒng)集成到機器人平臺上，就可以對地下綜合管廊的火災(zāi)特征進行及時的捕捉。將機械手設(shè)置到機器人平臺上，對工作人員近距離檢測電纜、管道等設(shè)施運行情況進行模擬，也可以有效獲取廊內(nèi)的溫度、煙霧以及可燃氣體情況。

5.2? 加強火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)的維護

城市地下綜合管廊內(nèi)的電纜材質(zhì)比較特殊[7]。一旦發(fā)生火災(zāi)事故，在金屬導(dǎo)熱性能的影響下，電纜溫度會在短時間內(nèi)升高。所以，在電纜上安裝線型探測器，就可以在電纜溫度升高的過程中，對高溫情況進行有效的檢測，并向工作人員發(fā)出報警提示。另外，感煙報警探測設(shè)備和感溫報警器的應(yīng)用，也可以對煙霧、高溫等情況進行有效探測，并向工作人員發(fā)出預(yù)警信號。這樣一來，工作人員就可以根據(jù)探測到的地下綜合管廊內(nèi)的可燃物屬性、火災(zāi)源頭以及起火物，進而借助其他滅火設(shè)施進行火情控制。所以，為了充分發(fā)揮火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)的作用，降低地下綜合管廊內(nèi)火災(zāi)事故的發(fā)生率，必須要對其進行定期檢測與維護，將其運行性能維持在最佳狀態(tài)。

5.3? 提高城市地下綜合管廊的滅火能力

要想有效提高城市地下綜合管廊的滅火能力，就必須要對多種滅火方法進行綜合性運用。在地下管廊中，有效的滅火方法主要包含以下幾種。

第一，隔離法，即在實施滅火操作之前，先將火災(zāi)事故現(xiàn)場的易燃、易爆物品移走，并將廊內(nèi)可燃氣體與可燃液體的閥門關(guān)閉，避免外界可燃物質(zhì)進入火災(zāi)事故范圍內(nèi)。與此同時，還需要對現(xiàn)場無法移走的易燃、易爆物品進行隔離處理。在沒有充足可燃物支持的情況下，火勢也會越來越弱。

第二，冷卻法，即借助水的冷卻作用，對可燃物進行冷卻處理，將可燃物降至燃點以下。在這一過程中，必須要先將電源進行切斷，再使用冷卻法，否則將會引發(fā)嚴重的觸電事故。如果廊內(nèi)的溫度較高，不適合使用冷卻法，因為高溫狀態(tài)下的設(shè)備遇水冷凝，會出現(xiàn)爆裂的現(xiàn)象。如果火災(zāi)現(xiàn)場含有硫酸、鹽酸、鉀、納、鈣等物資，同樣也不適合使用冷卻法。

第三，抑制法。即加強可燃物周邊氧氣濃度的控制，以此來達到滅火的效果。例如，在日常生活中，泡沫覆蓋燃燒物、砂土覆蓋燃燒物或者濕毛巾覆蓋燃燒物，都是抑制法的有效應(yīng)用。

第四，干粉滅火法。即借助干粉滅火器來進行滅火[8]。干粉滅火器中填充著大量的流動性干燥粉末，其主要成分是磷酸銨鹽。利用這些干燥粉末，就可以對火勢進行有效控制。目前，常用的干粉滅火劑主要有兩種：一種是BC干粉，即借助無機鹽的揮發(fā)作用與燃燒中的自由基發(fā)生化學(xué)抑制作用，而達到滅火效果;另一種是ABC干粉，即借助干粉粉末與可燃物的化學(xué)反應(yīng)，并形成一層玻璃狀覆蓋膜，通過隔絕氧氣達到滅火效果。

6? 結(jié)語

綜上所述，國家已經(jīng)充分意識到城市地下綜合管廊建設(shè)的重要性，充分意識到城市地下綜合管廊防火分區(qū)設(shè)計的重要性。在這種情況下，相關(guān)工作人員應(yīng)當在充分了解城市地下綜合管廊火災(zāi)特點與火災(zāi)事故影響因素的基礎(chǔ)上，進行科學(xué)合理的防火分區(qū)設(shè)計，并通過加強整個地下綜合管廊火情的探測與監(jiān)控、加強火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)與報警系統(tǒng)的維護、提高城市地下綜合管廊的滅火能力等措施有效降低城市地下綜合管廊的火災(zāi)事故發(fā)生率，提高城市地下綜合管廊的運營管理質(zhì)量。

參考文獻：

[1]耿德望，鄭源，劉泓，等.城市地下綜合管廊防火分區(qū)設(shè)計探究[J].市政技術(shù)，2020，38（5）：230-234.

[2]錢瑋瑜.淺談銀川萬壽路城市地下綜合管廊消防設(shè)計[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019（21）：3777-3778.

[3]桂躍武.城市地下綜合管廊智能化設(shè)計探討[J].中國科技投資，2018（15）：20-21.

[4]柳憲東.與地鐵結(jié)合的地下盾構(gòu)綜合管廊設(shè)計方法研究[J].隧道建設(shè)（中英文），2018，38（7）：1196-1203.

[5]李拓，周建華，郭靜.安順市中心城區(qū)地下綜合管廊一期建設(shè)工程消防系統(tǒng)設(shè)計[J].中國給水排水，2019，35（22）：66-70.

[6]張大為，戴春琴.綜合管廊消防電氣設(shè)計若干問題的探討[J].智能建筑電氣技術(shù)，2019，13（4）：67-70.

[7]王明年，田源，于麗，等.城市綜合管廊火災(zāi)溫度場分布及結(jié)構(gòu)損傷數(shù)值模擬[J]. 現(xiàn)代隧道技術(shù)，2018，55（5）：159-165.

[8]中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司.基于分布式光纖傳感技術(shù)的地下綜合管廊火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)[P].中國：CN201922062156.3，

2020-09-01.

Talking about the fire compartment design

of urban underground comprehensive pipe gallery

Yu Chenlei

（Dongqianhu Fire and Rescue Section of Ningbo Municipal，Zhejiang? Ningbo? 315000）

Abstract：Urban underground comprehensive pipe gallery is a relatively closed underground structure. It is easy to deposit a large amount of hot air and harmful gases in the corridor， and the probability of fire accidents is high. Once a fire accident occurs， the harm and loss it produces are also incalculable. According to relevant laws and regulations of our country， urban underground comprehensive pipe gallery must be designed with fire compartment. The paper focuses on the detailed analysis of the fire compartment design of the urban underground comprehensive pipe gallery， aiming to improve the safety and stability of the operation of the urban underground comprehensive pipe gallery for reference.

Keywords：urban;underground;comprehensive pipe gallery;fire compartment; design