綜合管溝消防系統的一種設計方案探討

仲崇軍

（廣州市市政工程設計研究院，廣東廣州 510060）

0 引言

綜合管溝（即地下城市管道綜合走廊，又稱綜合管廊、共同溝等）作為一種新型的城市市政基礎設施，它將市政、電力、通訊、燃氣、給排水等各種管線集于一個地下隧道空間，并設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，具有避免管線埋設或維護而導致頻繁挖掘道路，便于各種管線的敷設、增減、維修和日常管理，有效節約城市地下空間及保持路容完整美觀等優點。

2000年以后，國內的多個城市都開始規劃建設綜合管溝，如上海、北京、廣州、寧波、蘇州、無錫、武漢、昆明等，總的來說，綜合管溝的工藝和土建設計技術已比較成熟，但在消防設計技術方面，由于沒有專門的設計規范，各地做法不一[1]。一些地方城市根據當地的實際情況，制定了一些地方標準，如上海制定的《上海世博會園區綜合管溝建設標準》中提出“綜合管溝應設置移動式水噴霧滅火系統，噴霧滅火系統應覆蓋保護電纜”；江蘇省住房和建設廳制定的《江蘇市政管廊建設指南》（試行）中提出“消防系統設計包括消火栓、火災探測器、火災報警裝置、火災應急廣播等，根據防護特殊要求可加設濕式自動噴水滅火、水噴霧滅火或氣體滅火等裝置”；廣州市制定的《廣州市地下管線綜合管溝技術標準》中指出“綜合管溝管道倉宜設手提式滅火器，電力倉、通信倉宜設水噴霧滅火系統”；建設部2012年發布的《城市綜合管溝工程技術規范》中提出“綜合管廊內可設置自動噴水滅火系統、水噴霧滅火或氣體滅火等固定裝置”[2]。

可以看出，目前的技術規范（或標準）對綜合管溝消防系統特別是滅火方式的條文多為建議性而非強制性條文，在具體工程設計過程中還有待探討。本文即結合“廣州中新知識城南起步KS1路綜合管溝”工程實例，對其消防系統的設計方法和思路做簡要介紹和探討。

1 管溝主體工程簡述

1.1 管溝系統布置

鑒于知識城的高水平定位和廣州的經濟實力保障，規劃提出在知識城建設綜合管溝系統，根據知識城的總體布局、城市道路規劃以及分期建設的需要，知識城共同管溝采用“一個中心控全線，一條軸線貫南北”的布局形式。“一個中心”即位于KS1路上的綜合管溝控制中心，它負責整個管溝系統的控制管理；“一條軸線”即南北向的主溝。知識城規劃管溝總長約14 km，其中KS1路綜合管溝全長約2.84 km，沿線設有2座變電所和1座控制中心（與2#變電所合建）。

1.2 管溝收納的管線及標準斷面

根據知識城市政專項規劃，經分析比較，確定KS1路綜合管溝納入的管線包括電力管線、電信管線、高質水管（DN800）、回用水管（DN800）、交通信號控制線、管溝消防管，并預留冷、熱水管等。

根據各管線入溝后分別所需的空間、維護及管理通道、作業空間以及照明、通風、排水、消防等設施所需空間確定KS1路綜合管溝外框尺寸：B×H=7.45 m×4.85 m。分2個倉室：電力倉凈尺寸為B×H=2.45 m×4.10 m，管道倉凈尺寸為B×H=4.00 m×4.10 m，詳見圖1。

圖1 KS1路綜合管溝標準斷面圖（單位：mm）

2 管溝消防設計

2.1 防火分區

綜合管溝內每隔不大于200 m設置防火墻進行防火隔斷，防火墻上安裝甲級防火門。在正常情況下，防火門不關閉以保持通風，發生火災時，由火災探測器報警，聯動關閉發生火災的防火分區的防火門，使火災控制在一個防火分區內，防火門具有人員可以從內部手動開啟的功能。

2.2 火災自動報警系統

本設計分別在管溝監控中心及3#變電所設置火災報警控制器、光纖測溫主機、手動專線聯動盤等，分區域進行火災探測、報警及聯動控制，構成集中報警系統。所有火災報警控制器、光纖測溫主機及管溝控制中心的火災報警系統工作站通過專用的單模光纖環型工業以太網進行通訊。火災報警系統工作站接受來自各火災報警控制器及光纖測溫主機的信息，并以直觀的圖形界面對整個管溝各處溫度及火警情況進行集中監視，并能接管各區域火災報警器直接下達聯動指令。

在綜合管溝內采用線型光纖溫度監測系統作為火災探測系統，感溫光纖由測溫主機引出，在各管溝管道倉頂部敷設，而在電力倉則采用接觸式蛇形布置于各層電力電纜橋架上。在變配電房、控制中心等處設感煙火災探測器。現場各區域均設置手動報警按鈕、聲光報警器及總線接口模塊等。當現場的感煙火災探測器、線型感溫光纖等自動探知火警或現場人員手動報警時，火災報警控制器可自動或經人工確認后進入火災處理程序，包括啟動相關區域的聲光報警器、排煙風機及啟動消防閥等。

2.3 滅火方式的選擇

根據電力部門要求，KS1路綜合管溝采用“磷酸銨鹽干粉滅火器”消防系統，電力倉加設“消火栓滅火系統（平時管內不充水）”。

根據調查，國內已建綜合管溝多采用自動滅火系統（如水噴霧、氣體滅火等），而該工程不采用自動滅火系統主要有以下幾方面的原因。

（1）本著以“防火為主，滅火為輔”設計原則和理念，KS1路綜合管溝消防盡可能在防火措施上考慮得完善，而不把大部分費用用在事后消防的設備上來，從而節約工程造價，降低工程成本。

6) 2號加氫預警診斷模型。該模型可實現反應系統預警，高壓分離器到低壓分離器流程預警，分餾系統預警，機組預警，調節閥預警。

（2）綜合管溝投料口（即人孔）的設置基本上可以滿足人員的逃生需要，而防火分區的設置又減少了其它分區內的財物損失。

（3）由于該工程綜合管溝內采用了“線型光纖溫度監測系統”作為火災自動報警系統，在火災發生前即可進行精確的溫度預報，如遇到電纜在運行過程中局部出現意外情況，發生火災隱患，高溫監測系統可以保證在電纜燃燒之前就將實時信息傳送到監控終端，可以考慮采取關閉此通風分區兩端防火門，開啟通風設備，在此通風分區加強機械排風的強度，改善電纜散熱條件，達到降低電纜溫度的目的。必要時調度中心可以根據情況緊急和嚴重程度轉移此回路電纜負荷，從根本上消除事故隱患。

（4）電力線路起火的主要原因有相間短路、對地短路、接觸不良、線路過載等，即主要由電纜線路故障引起，而電力系統對電纜線路均配備完善的繼電保護，且電壓等級越高保護越完備[3]。該項目綜合管溝電力倉內的電纜采用的全部為阻燃電纜，進一步降低了火災發生的機率。

（5）從造價來說，單獨建設一套自動滅火系統的規模龐大，且運行和管理維護的費用比較高。

2.4 滅火器系統設計

（1）火災種類及危險等級：由于綜合管溝內可能發生的火災以帶電火災為主，根據《建筑滅火器配置設計規范》（GB 50140—2005），火災種類為E類火災（帶電火災），危險等級采用輕危險級。

（2）滅火器設計參數：根據《建筑滅火器配置設計規范》（GB 50140—2005），輕危險級E類火災場所滅火器最低配置基準按不低于A類考慮。

2.5 消火栓系統設計

2.5.1 電力倉消防等級分類及主要設計參數

（1）該管溝電力倉電力電纜均采用不燃或難燃電纜，根據《建筑設計防火規范》（GB 50016—2006）,參考倉房（倉庫）火災危險性分類確定為丁（戊）類。

（2）管溝消防同一時間內發生火災數按1次考慮，火災延續時間按2.0 h考慮。

（3）管溝消火栓用水秒流量按10 L/s計，最不利點水槍充實水柱長度不小于10 m。

2.5.2 消火栓系統設計

（1）消火栓選型

采用雙出口，消火栓箱內應配置2支噴嘴口徑為19 mm的水槍，2盤25 m、直徑65 mm的水帶（展開時彎曲系數C取0.9），附設消防軟管卷盤。

（2）消火栓給水系統所需總壓力Hx

Hx=HXh（消火栓口所需水壓）+hy（管路沿程水損）+hm（局部水損）+h高差（消火栓口與市政給水管網高差）=20.063+6.0+0.6-2.55=24.113（m）

（3）消防水源

由于消火栓給水系統所需總壓力Hx<28 m（市政給水管網最小水頭），故該工程消火栓系統直接由市政高質水管網供水，從管道倉高質水出水支管，經倒流防止器各引入DN150的進水管到電力倉內，消防給水管布置在電力倉20 kV電纜支架下，全線貫通。

（4）系統布置在電力倉一側每隔50 m設一組消火栓箱，型號:SG24C65Z-J。在消防管與市政管的連接管及消防干管上分別安裝檢修蝶閥，在管溝變形縫處消防干管上安裝伸縮節，在最高點設放氣閥，最低點設瀉水閥，在倒流防止器后的連接管上分別設置2套消防水泵接合器，如圖2所示。

圖2 管溝消防系統橫斷面布置圖

3 結語

鑒于綜合管溝在消除城市“拉鏈路”，節約城市地下空間，保證城市地下管線安全運營，以及地上高架線路集中入地后對城市環境的改善、土地利用價值的提升等方面的諸多優勢，綜合管溝在國內得到越來越廣泛的應用，這也為綜合管溝消防技術以及相關規范的制定提出了更高的要求。

本文結合廣州知識城綜合管溝的建設論述了KS1路綜合管溝消防設計方案，并簡述其不采用自動滅火系統的主要考慮因素，為后續管溝消防的設計及消防技術規范的修（制）定提供參考。

[1]王建，王恒棟，祁峰.綜合管溝消防設計研究[J].城市道橋與防洪，2008（1）：73-76.

[2]GB 50838-2012，城市綜合管廊工程技術規范[S].

[3]孫磊,劉澄波.綜合管廊的消防滅火系統比較與分析[J].地下空間與工程學報，2009，5（3）：616-620.