城市下穿隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

劉啟龍 李志遠(yuǎn) 季紅玲

蘇交科集團(tuán)股份有限公司

1 引言

隨著我國(guó)城市交通的快速發(fā)展，城市下穿隧道越來(lái)越多；但在下穿隧道建設(shè)方面，與之配套的消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)尚無(wú)專門的設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)則及其他相關(guān)要求。目前江蘇省城市下穿隧道的消防設(shè)計(jì)主要參考現(xiàn)行的GB 50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、JTGD 702—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》、JTG/TD 71—2018《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等，其他省市下穿隧道防火設(shè)計(jì)規(guī)范，如：湖南省的DB 43729—2012《公路隧道消防技術(shù)規(guī)范》、云南省的DBJ 5314—2005《公路隧道消防設(shè)計(jì)施工管理技術(shù)規(guī)程》、上海市DG/TJ 08—2033—2017《道路隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等，以及相關(guān)項(xiàng)目總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)。本文以江蘇省某市兩條隧道消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況為研究案例，就隧道消防給水系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行一些探討。

2 工程概況

X隧道與Y隧道，道路等級(jí)均為城市快速路，車道數(shù)為雙向六車道，設(shè)計(jì)速度為80km/h；其中X 隧道主線長(zhǎng)1190m，敞開(kāi)段340m，暗埋段850m，有三處匝道，為僅限通行非危險(xiǎn)化學(xué)品等機(jī)動(dòng)車的三類隧道，Y 隧道主線長(zhǎng)2720m，敞開(kāi)段420m，暗埋段2300m，有一處匝道，為僅限通行非危險(xiǎn)化學(xué)品等機(jī)動(dòng)車的二類隧道。

3 消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

3.1 設(shè)計(jì)原則

（1）本工程同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)起數(shù)按一起火災(zāi)考慮。

（2）隧道消防給水水源均采用市政給水，分別由市政給水管網(wǎng)引入，接至隧道一端的消防水池或消防泵房?jī)?nèi)。

（3）隧道消防給水系統(tǒng)均為臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng)，X隧道內(nèi)設(shè)消火栓系統(tǒng)，Y 隧道內(nèi)設(shè)消火栓系統(tǒng)，水成膜泡沫滅火裝置。

3.2 主要設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

（1）GB 50016—2014（2018年版）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

（2）JTGD 702—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》

（3）DG/TJ 08—2033—2017《道路隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

（4）GB 50974—2014《消防給水及消火栓技術(shù)技術(shù)規(guī)范》

（5）GB 50013—2018《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

（6）GB 50015—2019《建筑給水排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

3.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)的采用

根據(jù)GB 50016—2014（2018年版）[1]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及DG/TJ 08—2033—2017[2]《道路隧道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，兩條隧道消防給水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)表1。

3.4 消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隧道消防給水系統(tǒng)包括消防水源、消防水池、消防泵房、水泵接合器、隧道內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)、管道及配套附屬設(shè)施等。

X隧道外市政給水管網(wǎng)能滿足生產(chǎn)生活和消防給水設(shè)計(jì)流量，但供水壓力不滿足隧道最不利點(diǎn)消火栓栓口動(dòng)壓的要求，經(jīng)與自來(lái)水公司溝通，市政給水管網(wǎng)允許消防水泵直接吸水，根據(jù)GB 50974—2014[3]《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》要求，X隧道可不增設(shè)消防水池，僅增設(shè)消防增壓泵及穩(wěn)壓系統(tǒng)；經(jīng)調(diào)研Y隧道外市政給水管網(wǎng)不滿足兩路消防供水的要求，須增設(shè)消防水池、消防增壓泵及穩(wěn)壓系統(tǒng)。

隧道內(nèi)消火栓的設(shè)置按相關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行，本文不再贅述，以下主要針對(duì)消防增壓泵、隧道外消火栓、水泵接合器以及消防水池取水口的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

3.4.1 消防增壓泵

X隧道內(nèi)增設(shè)消防泵房一座，并增設(shè)兩臺(tái)消防增壓泵，水泵流量取Q=10L/s，一用一備；Y隧道內(nèi)增設(shè)有效容積為550m3消防水池及消防泵房一座，并增設(shè)兩臺(tái)消防增壓泵，水泵流量取Q=55L/s，一用一備，兩條隧道根據(jù)規(guī)范要求增設(shè)相應(yīng)的消防穩(wěn)壓系統(tǒng)。

3.4.2 隧道外消火栓

X 隧道外消火栓從市政給水管直接接取，在主線隧道及匝道洞口處分別增設(shè)2座隧道外消火栓；Y隧道外消火栓供水由消防泵房?jī)?nèi)兩臺(tái)消防增壓泵吸水加壓提供，通過(guò)管道送至主線隧道及匝道洞口處，分別增設(shè)3座隧道外消火栓；另外，從市政給水管接取一路消防給水管道，在主線隧道及匝道洞口處分別增設(shè)3座隧道外消火栓，對(duì)經(jīng)消防水泵增壓提供的隧道外消火栓進(jìn)行補(bǔ)充。隧道洞口處5～40m 范圍內(nèi)有市政消火栓，也可為本隧道利用。

3.4.3 水泵接合器

在隧道外消火栓15～40m范圍內(nèi)增設(shè)水泵接合器，與隧道內(nèi)消防管網(wǎng)連接，其中X隧道設(shè)2座，Y隧道設(shè)3座。

3.4.4 消防水池取水口

由于消防水池均增設(shè)在隧道暗埋段，其深度均大于6m，不滿足GB 50974—2014[3]《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》第4.3.7 條儲(chǔ)存室外消防用水的消防水池吸水高度不應(yīng)大于6m 的要求，故Y隧道消防水池未增設(shè)取水口。

4 消防給水系統(tǒng)問(wèn)題探討

4.1 消防給水形式

隧道消防給水形式一般有兩種，即：市政給水管網(wǎng)直供供水和間接供水。直接供水又分為由市政給水管網(wǎng)直接供水和經(jīng)消防增壓泵加壓后，通過(guò)管道送至隧道各消防設(shè)施點(diǎn)；間接供水就是從市政給水管網(wǎng)引入一根補(bǔ)水管至消防水池，消防水池有效容積滿足火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)隧道內(nèi)、外消防用水量之和，由消防增壓泵從消防水池吸水，通過(guò)管道送至隧道各消防設(shè)施點(diǎn)。

表1 消防給水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

間接供水對(duì)市政給水管網(wǎng)系統(tǒng)影響小，當(dāng)?shù)刈詠?lái)水公司倡導(dǎo)采用，但由于隧道設(shè)置了消防水池、消防增壓泵及其配套設(shè)施，投資較大且增加了后期設(shè)備的養(yǎng)護(hù)管理等工作；直接供水投資較小，但消防時(shí)對(duì)市政給水管網(wǎng)系統(tǒng)影響大，需經(jīng)市政主管部門同意。X 隧道在經(jīng)與自來(lái)水公司溝通，市政給水管網(wǎng)允許消防水泵直接吸水的前提下，隧道消防給水采用直接供水形式；Y隧道根據(jù)外部供水條件及規(guī)范要求須采用間接供水形式。

消防給水形式的選擇需結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、市政供水條件、主管部門意見(jiàn)以及相關(guān)規(guī)范為依據(jù)進(jìn)行考慮。

4.2 消防給水系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)考慮的主要因素

為了保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，在隧道洞口位置附近須合理設(shè)置消防給水設(shè)施，即消防水池、消防泵房、隧道外消火栓、水泵接合器以及消防水池取水口等。

針對(duì)城市下穿隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)置的必要性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性而言，結(jié)合X隧道和Y隧道的設(shè)計(jì)情況，一般應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)方面的因素：

（1）隧道的規(guī)模、等級(jí)，包括長(zhǎng)度、斷面尺寸、設(shè)置深度等。

（2）工程所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。

（3）建設(shè)方對(duì)隧道消防給系統(tǒng)設(shè)置等級(jí)要求。

（4）隧道兩端出口地面道路交通狀況、車流量大小及工程所在地交通管理水平，是否便于消防車通行及取水。

（5）水源情況，給水管網(wǎng)狀況、水量、水壓、供水安全性等。

（6）市政消火栓設(shè)置情況，包括位置、數(shù)量、規(guī)格等。

（7）工程所在地及周邊地區(qū)公眾的防災(zāi)安全意識(shí)水平。

（8）當(dāng)?shù)刈詠?lái)水公司及公安消防主管部門的意見(jiàn)。

（9）其它方面的影響因素。

5 結(jié)論及建議

城市下穿隧道消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括許多方面，本文通過(guò)對(duì)江蘇省某市兩條隧道消防給水系統(tǒng)中消防增壓泵、隧道外消火栓、水泵接合器以及消防水池取水口的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)隧道消防給水形式、消防給水系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)考慮的主要因素進(jìn)行探討。隨著城市的快速發(fā)展，隧道安全和管理要求的不斷提高，城市下穿隧道消防給水系統(tǒng)配置形式也將不斷變化，有待工程設(shè)計(jì)人員做進(jìn)一步的探討和研究。