榆定路大營隧道及橋梁水消防系統設計

黃宏（中鐵二院西北勘察設計有限責任公司，甘肅　蘭州　730030）

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榆定路大營隧道及橋梁水消防系統設計

黃宏
（中鐵二院西北勘察設計有限責任公司，甘肅蘭州730030）

摘要：大營隧道及橋梁工程為榆定路項目主要控制工程，隧道為城市交通隧道，其中右線599m，左線608m；橋梁共5座，其中，大橋3座，中橋2座，總長約為972m；從隧道外消防供水系統、洞口消防系統、隧道內消防系統和橋梁消防系統4個部分介紹了隧道及橋梁水消防系統，并詳細論述了存在問題及設計體會。

關鍵詞：城市隧道；橋梁；水消防系統

榆定路是榆中縣與榆中園區、定遠、和平片區的連接線，往西北延伸至蘭州市區，是連接蘭州市與榆中縣的重要通道，其對承擔產業組團間的到發交通和區域的集散交通，推進榆中縣片區產業發展等具有重大意義。榆定路項目主要控制工程包括大營隧道、石頭溝1#大橋、石頭溝2#大橋、馬蓮山大橋、馬蓮山1#中橋、馬蓮山2#中橋。因此該隧道及橋梁的水消防系統設計對其運營及行車安全至關重要。

1　城市交通隧道及橋梁消防設施配置的確定

根據《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）3.5.5條規定，根據城市隧道的長度及通行要求（長度L＞500m，可通過危險化學品等機動車），大營隧道為城市交通二類隧道；隧道消防設施為消火栓、滅火器。

根據《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）7.2.4條規定，橋梁消防設施為市政消火栓。

2　城市交通隧道及橋梁消防系統設計

大營隧道水消防系統主要包括隧道外消防供水系統，洞口消防和隧道內消防等三個系統（如圖1所示）。

圖1　隧道消防平面示意

橋梁消防系統主要包括橋頭消防（如圖2所示）。

圖2　橋梁消防平面示意

根據《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014）3.6.1條規定，隧道消防給水一起火災滅火用水量應按需要同時作用的室內外消防給水用水量之和計算：隧道內室內消火栓用水量為20L/S，火災延續時間3h，隧道洞口外室外消火栓用水量為30L/S，火災延續時間3h，橋頭市政消火栓用水量為20L/S，火災延續時間2h，故消火栓消防用水量為540m3/次；

2.1隧道消防系統

2.1.1隧道外消防及橋梁消防供水系統

大營隧道外消防供水系統分為四部分:吸水管、低位消防水池、消防加壓設備及揚水管。

1）吸水管、揚水管。吸水管、揚水管的布置原則：（1）盡可能直線布置，減少管道敷設長度；（2）管位避開既有的房屋、電力設施等。

2）低位消防水池。大營隧道及橋一次火災要求消防用水量為540m3，低位消防水池的有效容積為600m3，池頂覆土為1.0m。

3）消防加壓設備。新建加壓泵房一座，安裝消防加壓設備一套，水泵性能參數：泵流量Q=50L/S，揚程H=70m，單臺功率N=55kW，一用一備，配控制柜（一控二）。

蓄水經消防水泵加壓（穩壓水泵穩壓）送入給水管道，出水壓力滿足隧道內最不利點處消火栓的最小出水動壓要求(0.35MPa)。

2.1.2隧道洞口消防系統

隧道洞口消防系統分為水泵接合器消防系統、室外消火栓消防系統和洞口消防管道三部分。

1）水泵接合器消防系統在隧道左、右線洞口外行車方向右側處設水泵接合器，用于消防車給消防管網補水，做法見標準圖集99S203－30頁《消防水泵接合器安裝》。

2）室外消火栓消防系統在隧道左、右線洞口外行車方向右側處設室外消火栓，用于火災時供給消防車取水用，選用SA100/65型支管深裝式消火栓。

3）隧道外管道采用焊接鋼管，在出入洞口均連接成環狀。

2.1.3隧道內消防系統

1）隧道內消防供水管為熱鍍鋅鋼管：隧道右線K1+080至K1+679消防干管采用DN200熱鍍鋅鋼管，隧道左線ZK1+675至ZK1+067消防干管采用DN200熱鍍鋅鋼管。管道質量符合《低壓流體輸送焊接鋼管》（GB/T3091-2008）標準；消防給水管在隧道外連接成環狀（給水連通管采用DN200熱鍍鋅鋼管），以保證消防供水的安全性。隧道內管道連接采用溝槽卡箍式柔性接頭J型連接，沿檢修電纜溝敷設，管道內外壁防腐采用IPN8710互穿網絡涂料普通防腐。隧道內消防管道約每隔4個消防設備箱設一檢修閥（偏心半球閥），檢修閥為常開狀態；管道最高處設排氣閥，低處設置排泥閥及排泥濕井。

2）隧道行車方向右側墻壁上每間隔不大于50m設置一個消防設備洞室，消防設備洞室內安裝消防設備箱，箱內配置室內消火栓系統、4具MF/ ABC6干粉滅火器。

3）室內消火栓系統：室內消火栓設置于消防設備箱內，間距不大于50m，包括單口DN65消火栓一只，|μ65襯膠水帶（DN65，L=25m)一條，QD-1多用水槍（DN19）一支；消火栓拴口中心距離電纜溝蓋板頂距離為1.1m。主要技術指標要求：水槍充實水柱≥10m，噴射時間≥120min，噴射流量≥5l/s。

4）在隧道縱斷面最高點K1+250右線及ZK1+ 230左線的消防干管上均設置排氣閥。

5）經過計算為了保證消火栓出水動壓力低于0.5MPa，出水靜壓力低于0.9MPa，在隧道右線K1+ 080至K1+679及左線ZK1+675至ZK1+067范圍內，消防設備箱內消火栓為減壓穩壓型單閥單出口消火栓。

2.2橋梁消防系統

在橋頭兩側均設置市政消火栓，主管管徑為DN200，敷設在右側人行道下，通往左線橋橋頭消火栓連接管管徑為DN150，管道采用焊接鋼管，焊接接口連接；同時在橋頭設置排氣井。

3　管道基礎及地基處理

本段工程地層主要為第四系全新統，上更新統風積黃土。黃土狀粉土為Ⅲ～Ⅳ級自重濕陷性場地。

管道基礎采用180°混凝土基礎，地基處理采用300mm厚土墊層，300mm厚3:7灰土墊層，100mmC20混凝土墊層；壓實系數均不小于0.95。井室基礎及井室外壁采用聚合物水泥砂漿防腐，厚度不小于10mm。

4　存在問題及建議

（1）本項目道路等級為城市主干道，并非按照市政給水進行設計，該段僅對隧道、橋梁進行消防設計，待今后該地段建設時，再進行配套供水管網設計建設；

（2）國家目前沒有專門的隧道（包含公路隧道、城市交通隧道等）消防設計手冊、規范，文獻中針對城市隧道消防臨時高壓系統設計較少，城市交通隧道消防主要參考《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014），而隧道內消防屬于室內消防（室內消防初期火災用水一般設高位消防水箱解決），城市交通隧道初期火災消防用水如何考慮，才能確保隧道消防的安全將有待于進一步研究。

（3）國家目前沒有專門的城市橋梁消防設計規范，現階段主要參考《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB50974-2014），市政橋梁的橋頭應設置市政消火栓，在超出消火栓保護范圍之外，是否需在橋上設置消火栓并沒有明確的規定。

參考文獻：

[1] GB50974-2014.《消防給水及消火栓系統技術規范》［S］.北京:中國計劃出版社，2014.

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中圖分類號：TU99