高速公路隧道水消防系統(tǒng)設計

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摘要：針對山區(qū)高速公路隧道水消防系統(tǒng)設計難度較大這一問題展開分析。主要研究了水消防系統(tǒng)中的水源確定問題，包括做好取水構(gòu)筑物設計、科學選取水構(gòu)筑物、建設低位水池等內(nèi)容。從科學控制供水管網(wǎng)的具體壓力大小和消防用水量兩方面，對高速公路隧道內(nèi)各項供水設施的管理工作進行分析，最后通過高速公路隧道水消防系統(tǒng)設計實例對其水源及具體設計方案進行研究。

關鍵詞：高速公路；隧道；消防系統(tǒng)；低位水池

1確定水消防系統(tǒng)中的水源

水源是高速公路隧道水消防系統(tǒng)中供水的關鍵，多數(shù)高速公路的地理位置都十分偏僻，難以對城市供水管網(wǎng)進行應用，因此通常都是在高速公路隧道周邊選取天然水源。

1.1做好取水構(gòu)筑物設計

取水構(gòu)筑物設計過程中要對水源處的水文情況、地質(zhì)狀況等各項內(nèi)容進行詳細勘察，但是從高速公路建設的具體情況來看，有些高速公路建設區(qū)域的水文資料不全，這對取水構(gòu)建物的建設造成了較為嚴重的影響。例如，在高速公路隧道建設過程中，經(jīng)常會取山間溪流，但是遇到斷流，會出現(xiàn)打管井100m但是仍然無水的情況，此時不得不另尋水源，導致工程無法按期竣工，從而造成經(jīng)濟損失。高速公路隧道建設過程中，隧道水消防設計人員應當盡早參與到項目中，對各項資料進行收集，確保最終取水的合理性[1]。

1.2科學選取水構(gòu)筑物

消防取水構(gòu)筑物主要有管井、湖泊水庫取水泵、大口井等。在一些水源短缺區(qū)域，沒有地表水資源可用，只能通過管井來完成取水作業(yè)，在有河流的區(qū)域，可以直接應用地表水。如果高速公路隧道所在區(qū)域，地下水層約為5m，底板埋藏深度不到15m，且該區(qū)域具有豐富的水資源，可以通過設置大口井來實現(xiàn)取水。

1.3建設低位水池

低位水池的設立要根據(jù)實際情況而定，設置了低位水池也存在容積大小的問題。相關規(guī)范也并未將低位水池定義為隧道消防系統(tǒng)中不可或缺的一部分，只要高位水池的存儲量能夠滿足一次消防用水的具體要求，且能夠在48h內(nèi)完成補水即可。人為因素和天氣變化都會對附近的消防水源造成影響，這就需要利用灑水車和消防車從更遠的地方運水來開展消防工作，難以掌握運水時間，對于消防工作十分不利。此時設置可以滿足存儲一次消防用水量的低位水池對于保障消防用水來說能夠發(fā)揮重要作用，因此在高速公路隧道消防系統(tǒng)設計過程中，要根據(jù)實際情況建設低位水池，才能將其的作用最大化。

2高速公路隧道各項供水設施設計

隧道內(nèi)供水管網(wǎng)包括的內(nèi)容很多，都會對消防工作造成一定影響，在實際設計過程中，需要做好對各項內(nèi)容的合理設計，具體內(nèi)容如下。

2.1科學控制供水管網(wǎng)的壓力

供水管網(wǎng)的壓力范圍主要取決于系統(tǒng)中采用的消防栓、水成膜滅火裝置等設施的正常應用。消防栓和水成膜滅火裝置都設置在同一個消防洞室內(nèi)，兩者在實際作業(yè)過程中，共同應用同一套供水系統(tǒng)，因此水成膜滅火裝置或消火栓的最低工作壓力（取較大者）就是整個系統(tǒng)在實際運行過程中的具體控制壓力，系統(tǒng)中最不利點的最小工作壓力是兩者中相對較大的點。消防栓口處的水壓力要確保水柱在10m以上，栓口流量不得小于5L/s，這樣才能滿足滅火要求，同時水成膜滅火裝置的最低工作壓力應當控制在0.4MPa。由于多數(shù)高速公路隧道都不在消防站保護范圍內(nèi)，在發(fā)生火災時，消防人員難以快速抵達火災現(xiàn)場，火災的前期撲滅工作主要依賴司機和乘客，應用減壓型消防栓的作用非常重要，由于其使用簡單，只要具備一些簡單的消防知識都可以使用[3]。為了確保消防系統(tǒng)在實際運行過程中不會出現(xiàn)問題并延長設備的使用壽命，應當將管網(wǎng)的實際壓力控制在合理范圍內(nèi)，通常消防栓栓口靜壓力應當控制在1.0MPa以內(nèi)。

2.2消防用水量的選取

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術規(guī)范》GB50974—2014第3.6.1條“消防給水一起火災滅火用水量應按需要同時作用的室內(nèi)、外消防給水用水量之和計算”；《公路隧道設計規(guī)范》（第二冊-交通工程與附屬設施）JTGD70/2—2014第10.2.6條規(guī)定“隧道發(fā)生一次火災消防用水量僅為隧道內(nèi)用水量”；云南省工程建設地方標準《公路隧道消防技術規(guī)程》DBJ53—14—2005第5.2.1條規(guī)定“隧道消防用水量應按隧道內(nèi)、外消防用水量之和計算”。結(jié)合山區(qū)高速公路的特點，隧道消防用水量應按隧道內(nèi)、外消防用水量之和來選取。

3高速公路隧道水消防系統(tǒng)設計實例

3.1工程概況

武倘尋高速公路為雙向六車道，設計速度為100km/h。按第20年（2040年）設計交通量為52230輛/日（小客車）。各條隧道建筑限界：凈寬14.75m，凈高5.0m，錢家村隧道、祿勸1#隧道是該高速公路中的一個重要構(gòu)成部分，在隧道建設過程中，應當做好水消防系統(tǒng)設計工作，確保隧道發(fā)生火災時，能夠及時完成滅火作業(yè)，避免火災造成嚴重后果。錢家村隧道為一座分離式隧道，左幅隧道長895m，右幅隧道長890m。隧道進口端標高為1823.4，出口端標高為1797.31，隧道進出口端高差為26.09m（以左幅計算），高位消防水池應設于進口端。

3.2消防系統(tǒng)的水源

3.2.1水源一

錢家村隧道進口端右幅附近800m左右有一條河流（平壩村河道），通過目測該水源流量不滿足隧道消防用水要求，旱季有可能會出現(xiàn)斷流的情況，且該河道為村民灌溉農(nóng)田用水。取水還應取得相關部門的認可，如果采用此水源，將會導致前期投資增加，后期維護管養(yǎng)費用較高，因此在設計過程中，不會應用該水源。

3.2.2水源二

錢家村隧道出口端K3+750處，現(xiàn)施工單位打鉆了一口臨時用水水井，此井深度約為150m左右，出水量約為200m³/d（8.0m³/h）。但該水井位于錢家村隧道出口端（低端位置）；距離祿勸1#隧道進口端隧道變電所200m左右。若把2個隧道合為一體考慮，管道工程量將增加800m左右，且此深水井的出流量無法滿足隧道水源要求。

3.3具體設計方案

在具體設計過程中，要對安全、維護、經(jīng)濟、技術等多項內(nèi)容進行全面考慮，為了確保設計的合理性，最終決定獨立設置這兩個隧道的水消防系統(tǒng)。水消防系統(tǒng)都采取打井取地下水的方式作為消防作業(yè)的水源，錢家村隧道取水水泵的出流量不應小于7.0m³/h。祿勸1#隧道取水水泵的出流量不應小于12.0m³/h。深井鉆探由水文地質(zhì)勘探部門進行，出水量應在48h內(nèi)補滿各條隧道的高位消防水池。

4結(jié)語

隧道消防供水無法避免火災的發(fā)生，其起到的主要作用就是最大程度減少火災造成的危害，高速公路隧道水消防系統(tǒng)設計是一項復雜工作，結(jié)合武倘尋高速公路隧道以及錢家村隧道水源的情況，對設計方案進行了詳細分析，最終制定一套合理的設計方案，確保隧道發(fā)生火災時，水消防系統(tǒng)的作用能夠得到充分發(fā)揮，實現(xiàn)快速滅火的效果。

參考文獻：

[1]楊本華.山區(qū)高速公路隧道消防系統(tǒng)設計的重點剖析[J].四川水泥，2016（8）：44.

[2]陳鋒，錢經(jīng)緯，張勇躍.湄渝高速公路吉口隧道消防系統(tǒng)設計[J].市政技術，2013（4）：87-89.

[3]紀守新.高速公路隧道消防系統(tǒng)設計與應用[J].中國交通信息化，2015（5）：123-124.

作者：楊柄橋 單位：云南省交通規(guī)劃設計研究院有限公司