城市軌道交通地下車輛基地消防車道設(shè)計若干問題探討

1 概述

目前國內(nèi)城市軌道建設(shè)中車輛基地主要設(shè)置在地上，地下車輛基地的建設(shè)模式未得到大范圍的使用，尚處于探索階段。我國第一座地下車輛基地—中心公園停車場建成于2011年，從城市空間綜合利用、協(xié)調(diào)城市面貌等方面做了有益的嘗試，北京、成都、深圳、廣州、武漢等城市也逐漸摸索及建設(shè)了地下車輛基地。（表1）

表1 國內(nèi)軌道交通地下車輛基地一覽表（5年內(nèi)）

消防車道是地下車輛基地消防設(shè)計重要的組成部分。該車道除滿足車輛基地日常的人流、車流通行外，同時也是地下車輛基地消防安全的重要保障。特殊工況下，該車道可滿足消防車順利通行及作業(yè)的需求，同時也認(rèn)為是安全區(qū)域。安全疏散時，人員通過防火門疏散到消防車道，被視為到達(dá)安全區(qū)。目前，各地下車輛基地消防車道的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)不一，雖有相關(guān)設(shè)計規(guī)范，但部分具體解決措施及關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)如何選取并未明確，為工程設(shè)計、建設(shè)帶來隱患，如何在既有規(guī)范的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)工程的經(jīng)驗(yàn)，提出合理的消防車道布置方案，是地下車輛基地設(shè)計的重難點(diǎn)。（圖1）

圖1 某地下車輛基地效果圖

2 城市軌道地下車輛基地消防車道總平面布局

軌道交通地下車輛基地內(nèi)需設(shè)置不少于2條與外界道路相通的消防車道，有利于在不同條件下快速調(diào)整滅火場地和實(shí)施滅火。當(dāng)停車庫、停車列檢庫、運(yùn)用庫等設(shè)置在地下時，應(yīng)在地下設(shè)置環(huán)形消防車道，預(yù)防消防車輛堵塞，保證滅火救援的需要。消防車道一般不宜與列車進(jìn)入咽喉區(qū)前的出入線平交。當(dāng)庫房的總寬度不大于75m時，可以沿庫房的一條長邊設(shè)置消防車道，盡頭式的消防車道應(yīng)設(shè)置回車道或回車場，回車場的面積按不小于15m×15m布置。

地下消防車道與地下各功能建筑之間應(yīng)設(shè)置耐火極限不低于3h的防火墻分隔，當(dāng)無法設(shè)置防火墻或其他防火分隔物時，局部開口部位可以考慮水幕系統(tǒng)?？偲矫娌季衷趫?zhí)行現(xiàn)有規(guī)范的同時，需結(jié)合地下車輛基地運(yùn)營及工藝需求統(tǒng)籌布置。（圖2）

圖2 某地下車輛基地消防車道總平面布局示意圖

3 城市軌道地下車輛基地消防車道設(shè)計要點(diǎn)

為確保消防車道滿足消防車通行和撲救建筑火災(zāi)的需求，消防車道布置應(yīng)注意以下問題：

3.1 消防車道的凈寬度和凈空高度

3.1.1 消防車道的凈寬度

根據(jù)目前國內(nèi)在用的各種消防車輛的外形尺寸，結(jié)合既有規(guī)范對消防車道凈寬度不小于4m的要求，并考慮車輛基地內(nèi)部車輛日常通行的需求，地下車輛基地單車道寬度設(shè)置為4m，雙車道寬度考慮設(shè)置為7m。

3.1.2 消防車道的凈空高度

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，地面消防車通行的凈空高度不小于4.0m。當(dāng)消防車道置于地下，車道頂板不是全敞開，火災(zāi)工況時，車道頂板有煙氣聚集，滅火救援時，人員位于消防車上方進(jìn)行操作，人員所需最小清晰高度為6m。當(dāng)消防車道頂部采用自然排煙方式時，儲煙倉的厚度不應(yīng)該小于消防車道凈高的20%，最小不小于500mm，參考《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）第5.3.6條對步行街頂棚的下檐距地面的高度不小于6m的規(guī)定。因此，當(dāng)消防車道置于地下，車道頂部有蓋時，消防車道頂板距地面的高度最小不應(yīng)小于6m，但具體高度需考慮消防車通行需求、人員所需最小清晰高度及車道頂板儲煙倉厚度等因素綜合確定。（圖3）

圖3 某地下車輛基地消防車道示意圖

3.2 消防車道的轉(zhuǎn)彎半徑

地下車輛基地消防車道的轉(zhuǎn)彎半徑需滿足消防車轉(zhuǎn)彎的要求。目前，我國普通消防車的轉(zhuǎn)彎半徑為9m，消防登高車的轉(zhuǎn)彎半徑為12m，一些特殊的消防車的轉(zhuǎn)彎半徑為16m～20m。因?yàn)榈叵萝囕v基地一般不需要考慮消防登高需求，因此地下車輛基地消防車的轉(zhuǎn)彎半徑可按9m設(shè)置。消防車道回車場地的大小根據(jù)一般消防車的最小轉(zhuǎn)彎半徑確定，對于地下車輛基地回車場地的大小《地鐵設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定面積不小于15m×15m?？紤]車輛基地設(shè)置于地下，因此，設(shè)計時還需考慮土建規(guī)模、結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)的布置和當(dāng)?shù)叵儡嚨呐渲们闆r，綜合確定回車場地的大小。

3.3 消防車道的坡度和承載力

3.3.1 消防車道的坡度

根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中規(guī)定，消防車安全行駛的坡度要求不宜大于8%。因此，地下車輛基地供消防車道行駛的坡度可按不大于8%設(shè)置，此坡度僅供消防車道行駛，不是供消防車停靠和展開滅火行動的場地坡度。一般情況下消防登高操作的場地坡度不大于3%，特殊情況也可采用5%的坡度，因?yàn)榈叵萝囕v基地一般不涉及消防登高操作，因此，場地坡度僅供設(shè)計時參考。

3.3.2 消防車道的承載力

地下車輛基地消防車道的路面和救援操作場地下面的管道和暗溝等，必須能承受重型消防車的壓力。在布置消防車道和滅火救援操作場地時，如果考慮不周，將會發(fā)生路面或場地的設(shè)計承受荷載過小，道路下面管道埋深過淺，溝渠選用輕型蓋板等情況，從而不能承受重型消防車的通行荷載。設(shè)計時需要結(jié)合當(dāng)?shù)叵儡嚺渲们闆r認(rèn)真核算相應(yīng)的設(shè)計承載力。

3.4 消防車道頂部的開孔

與地面車輛基地相比，地下車輛基地消防車道頂部設(shè)置頂板。運(yùn)用庫發(fā)生火災(zāi)時，煙氣將由著火的防火分區(qū)通過庫區(qū)左右兩側(cè)消防車道蔓延至其他區(qū)域。

足夠?qū)挸ǖ氖彝饪臻g，可以有效阻止火災(zāi)的蔓延。為控制煙氣蔓延范圍、降低煙氣對人員及環(huán)境的影響、保證火災(zāi)煙氣快速地自然排放，結(jié)合地下車輛基地工程實(shí)際情況，提出了消防車道頂部開孔。

3.4.1 工程實(shí)例

目前國內(nèi)建成的地下車輛基地消防車道頂部開孔標(biāo)準(zhǔn)不一，如武漢3號線升官渡停車場消防車道開孔率50%，開孔寬度6m，開孔之間距離31m；深圳地鐵9號線筆架山停車場的消防車道開孔率為30%；深圳地鐵10號線益田停車場消防車道開孔率27%，開孔寬度5m，開孔之間的距離不大于60m；成都9號線武青車輛段消防車道頂部全敞開，成都19號線二期長順村停車場消防車道開孔率25%，開孔寬度為7m。

3.4.2 相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

①開孔率?！侗本┦熊壍澜煌ㄜ囕v基地上蓋綜合利用項(xiàng)目工程特殊消防設(shè)計要點(diǎn)（征求意見稿）》中規(guī)定“板地下部消防車道頂部或側(cè)部應(yīng)為開敞形式，確有困難時，開敞面積不得小于消防車道地面面積的25%?！保弧稛o錫4號線具區(qū)路車輛段上蓋開發(fā)消防溝通會議記錄》中記錄“蓋下聯(lián)合車庫、停車庫等庫外準(zhǔn)安全區(qū)需保證消防車通行及人員疏散的安全，各大庫四周消防通道環(huán)通，通道上方開口應(yīng)滿足段內(nèi)消防通道開口的相關(guān)要求（開口率不小于7米寬消防道路面積的50%）?！?；蘇州軌道交通5號線胥口車輛段消防設(shè)計專家評審會會議紀(jì)要中明確“運(yùn)用庫和聯(lián)合車庫之間的消防車道以及和咽喉區(qū)相鄰的消防車道頂部均勻開口（開敞天井），頂部自然排煙，開敞洞口的長邊尺寸總和不小于下部消防車道長度的37%”。

參考現(xiàn)行的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中“對用于防火分隔的下沉式廣場等室外開敞空間中規(guī)定，下沉廣場等室外敞開空間確需設(shè)置防風(fēng)雨篷時，防風(fēng)雨篷不應(yīng)完全封閉且開口部位應(yīng)均勻布置，開口的面積不小于該空間地面面積的25%?！?/p>

②孔尺寸。關(guān)于消防車道的頂部開孔尺寸，蘇州市軌道交通5號線胥口車輛段及上蓋平臺項(xiàng)目消防設(shè)計專家評審會會議紀(jì)要中明確“運(yùn)用庫和聯(lián)合車庫之間的消防車道以及和咽喉區(qū)相鄰的消防車道頂部均勻開口（開敞天井），頂部自然排煙，開敞洞口短邊尺寸大于13m。”

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中對用作防火分隔的下沉式廣場等室外開敞空間中規(guī)定，分隔后的不同區(qū)域通向下沉式廣場等室外開敞空間的開口最近邊緣之間的水平距離不應(yīng)小于13m。室外開敞空間除用于人員疏散外不得用于其他商業(yè)或可能導(dǎo)致火災(zāi)蔓延的用途，其中用于疏散的凈面積不應(yīng)小于169m2，即最小長度×寬度，13m×13m。

③開孔間距。蘇州5號線胥口車輛段消防車道頂部相鄰開口之間的距離按不超過60m布置。

《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》中對于采用自然排煙的車站，區(qū)域內(nèi)任意一點(diǎn)至最近自然排煙口的水平距離不應(yīng)該大于30m?！督ㄖ罒熍艧熛到y(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，防煙分區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)至最近的自然排煙窗（口）之間的水平距離不應(yīng)大于30m，當(dāng)公共建筑空間凈高不小于6m且具有自然對流條件時，其水平距離不應(yīng)該大于37.5m。

④小結(jié)。

既有的《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《地鐵設(shè)計規(guī)范》和《地鐵設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》中都對城市軌道交通地下車輛基地消防車道的開孔均沒有明確規(guī)定，部分內(nèi)容無法遵循現(xiàn)有規(guī)范進(jìn)行設(shè)計。一般消防車道上方開孔30%，即可視為半敞開空間，開孔率為50%，可視為敞開空間。綜上所述，根據(jù)目前現(xiàn)有規(guī)范資料并結(jié)合工程實(shí)例，地下車輛基地消防車道開孔率可按25%進(jìn)行布置，為確保排煙的可靠性，消防車道頂部采用自然排煙的方式進(jìn)行排煙，相鄰開孔之間的距離可按60m布置，結(jié)合具體項(xiàng)目特點(diǎn)開孔率、開孔尺寸及開孔間距等數(shù)值的選取還需針對消防車道內(nèi)的溫度、能見度、CO濃度分布及煙氣積聚蔓延情況進(jìn)行必要的模擬分析和研究，另外還需與當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T溝通確定。（圖4）

圖4 某地下車輛基地消防車道頂部開孔示意圖

4 消防車道安全需求判定標(biāo)準(zhǔn)

為量化設(shè)計中相關(guān)措施對消防車道安全性的作用，需提出消防車道安全需求判定標(biāo)準(zhǔn)。目前主要判定標(biāo)準(zhǔn)為消防車道內(nèi)煙氣層高度是否大于人員疏散與滅火救援所需最小清晰高度。最小清晰高度計算的依據(jù)有：

①《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50016-2014）（2018年版）中規(guī)定：消防車道的凈寬度和凈空高度均不應(yīng)小于4m；

②《建筑防煙排煙系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中第4.6.2條規(guī)定：安全疏散所需的最小清晰高度按本標(biāo)準(zhǔn)第4.6.9條的規(guī)定計算確定。

走道、室內(nèi)空間凈高大于3m的區(qū)域的最小清晰高度應(yīng)按下式計算：

Hq=1.6+0.1H

式中：Hq——最小清晰高度（m）；

H——建筑空間凈高度（m）。

③滅火救援時消防車通行所需的最低安全高度為4m，滅火救援是人員位于消防車上方進(jìn)行操作時，人員所需最小清晰高度為6m。

5 結(jié)束語

本文參考現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合工程實(shí)例，從地下車輛基地消防車道總平面布局入手，針對城市軌道地下車輛基地消防車道的寬度、高度、坡度、轉(zhuǎn)彎半徑及頂部開孔等設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出地下車輛基地消防車道安全需求判定標(biāo)準(zhǔn)，希望能為今后類似工程提供一定的借鑒。