高速公路隧道水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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摘要：針對山區(qū)高速公路隧道水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、科學(xué)選取水構(gòu)筑物、建設(shè)低位水池等內(nèi)容。從科學(xué)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(xiàng)供水設(shè)施的管理工作進(jìn)行分析，最后通過高速公路隧道水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例對其水源及具體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行研究。

關(guān)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(guān)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(jìn)行應(yīng)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(shè)計(jì)

取水構(gòu)筑物設(shè)計(jì)過程中要對水源處的水文情況、地質(zhì)狀況等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)勘察，但是從高速公路建設(shè)的具體情況來看，有些高速公路建設(shè)區(qū)域的水文資料不全，這對取水構(gòu)建物的建設(shè)造成了較為嚴(yán)重的影響。例如，在高速公路隧道建設(shè)過程中，經(jīng)常會(huì)取山間溪流，但是遇到斷流，會(huì)出現(xiàn)打管井100m但是仍然無水的情況，此時(shí)不得不另尋水源，導(dǎo)致工程無法按期竣工，從而造成經(jīng)濟(jì)損失。高速公路隧道建設(shè)過程中，隧道水消防設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)盡早參與到項(xiàng)目中，對各項(xiàng)資料進(jìn)行收集，確保最終取水的合理性[1]。

1.2科學(xué)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(yīng)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(shè)置大口井來實(shí)現(xiàn)取水。

1.3建設(shè)低位水池

低位水池的設(shè)立要根據(jù)實(shí)際情況而定，設(shè)置了低位水池也存在容積大小的問題。相關(guān)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(chǔ)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(bǔ)水即可。人為因素和天氣變化都會(huì)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(yuǎn)的地方運(yùn)水來開展消防工作，難以掌握運(yùn)水時(shí)間，對于消防工作十分不利。此時(shí)設(shè)置可以滿足存儲(chǔ)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(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)實(shí)際情況建設(shè)低位水池，才能將其的作用最大化。

2高速公路隧道各項(xiàng)供水設(shè)施設(shè)計(jì)

隧道內(nèi)供水管網(wǎng)包括的內(nèi)容很多，都會(huì)對消防工作造成一定影響，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要做好對各項(xiàng)內(nèi)容的合理設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如下。

2.1科學(xué)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(shè)施的正常應(yīng)用。消防栓和水成膜滅火裝置都設(shè)置在同一個(gè)消防洞室內(nèi)，兩者在實(shí)際作業(yè)過程中，共同應(yīng)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(gè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中的具體控制壓力，系統(tǒng)中最不利點(diǎn)的最小工作壓力是兩者中相對較大的點(diǎn)。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(shí)水成膜滅火裝置的最低工作壓力應(yīng)當(dāng)控制在0.4MPa。由于多數(shù)高速公路隧道都不在消防站保護(hù)范圍內(nèi)，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防人員難以快速抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，火災(zāi)的前期撲滅工作主要依賴司機(jī)和乘客，應(yīng)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(shí)都可以使用[3]。為了確保消防系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)問題并延長設(shè)備的使用壽命，應(yīng)當(dāng)將管網(wǎng)的實(shí)際壓力控制在合理范圍內(nèi)，通常消防栓栓口靜壓力應(yīng)當(dāng)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(shù)規(guī)范》GB50974—2014第3.6.1條“消防給水一起火災(zāi)滅火用水量應(yīng)按需要同時(shí)作用的室內(nèi)、外消防給水用水量之和計(jì)算”；《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（第二冊-交通工程與附屬設(shè)施）JTGD70/2—2014第10.2.6條規(guī)定“隧道發(fā)生一次火災(zāi)消防用水量僅為隧道內(nèi)用水量”；云南省工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道消防技術(shù)規(guī)程》DBJ53—14—2005第5.2.1條規(guī)定“隧道消防用水量應(yīng)按隧道內(nèi)、外消防用水量之和計(jì)算”。結(jié)合山區(qū)高速公路的特點(diǎn)，隧道消防用水量應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)例

3.1工程概況

武倘尋高速公路為雙向六車道，設(shè)計(jì)速度為100km/h。按第20年（2040年）設(shè)計(jì)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(gè)重要構(gòu)成部分，在隧道建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)做好水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，確保隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠及時(shí)完成滅火作業(yè)，避免火災(zāi)造成嚴(yán)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(jìn)口端標(biāo)高為1823.4，出口端標(biāo)高為1797.31，隧道進(jìn)出口端高差為26.09m（以左幅計(jì)算），高位消防水池應(yīng)設(shè)于進(jìn)口端。

3.2消防系統(tǒng)的水源

3.2.1水源一

錢家村隧道進(jìn)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(huì)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(yīng)取得相關(guān)部門的認(rèn)可，如果采用此水源，將會(huì)導(dǎo)致前期投資增加，后期維護(hù)管養(yǎng)費(fèi)用較高，因此在設(shè)計(jì)過程中，不會(huì)應(yīng)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(shí)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(jìn)口端隧道變電所200m左右。若把2個(gè)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(shè)計(jì)方案

在具體設(shè)計(jì)過程中，要對安全、維護(hù)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行全面考慮，為了確保設(shè)計(jì)的合理性，最終決定獨(dú)立設(shè)置這兩個(gè)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(yīng)小于7.0m³/h。祿勸1#隧道取水水泵的出流量不應(yīng)小于12.0m³/h。深井鉆探由水文地質(zhì)勘探部門進(jìn)行，出水量應(yīng)在48h內(nèi)補(bǔ)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(zāi)的發(fā)生，其起到的主要作用就是最大程度減少火災(zāi)造成的危害，高速公路隧道水消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)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(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)分析，最終制定一套合理的設(shè)計(jì)方案，確保隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，水消防系統(tǒng)的作用能夠得到充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)快速滅火的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊本華.山區(qū)高速公路隧道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)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(shè)計(jì)[J].市政技術(shù)，2013（4）：87-89.

[3]紀(jì)守新.高速公路隧道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)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(shè)計(jì)研究院有限公司