淺談城市隧道消防設(shè)計(jì)

　　摘要：本文就隧道火災(zāi)的成因及特點(diǎn)，結(jié)合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD71-2004）簡(jiǎn)單分析隧道消防給水及滅火系統(tǒng)的組成。

　　關(guān)鍵詞：隧道，消防，用水量，管道，消火栓

　　1、概述

　　《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)要求隧道的防火設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)隧道的分類采取一定結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)，設(shè)置人行、車(chē)行橫通道或疏散通道等防火措施外，還應(yīng)設(shè)置消防給水與滅火設(shè)施、通風(fēng)和排煙系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等。其中消防給水及滅火系統(tǒng)等設(shè)施是隧道工程的重要配套工程，以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速可靠地?fù)錅绺黝惢馂?zāi)，減少火災(zāi)造成的損失，保證人身和財(cái)產(chǎn)的安全。

　　2、隧道消防給水與滅火系統(tǒng)的選取

　　隧道消防給水與滅火系統(tǒng)的選擇是針對(duì)預(yù)期火災(zāi)種類制定的，其滅火設(shè)施主要用于隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，供司乘人員、隧道管理人員及消防人員撲救初期火災(zāi)使用，應(yīng)具有迅速、有效滅火功能�！督ㄖ�設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）“城市交通隧道”一章，對(duì)交通隧道的消防安全確定了原則性設(shè)計(jì)要求；其中對(duì)二類隧道消防給水與滅火設(shè)施要求為：火災(zāi)延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于3小時(shí)，隧道內(nèi)宜設(shè)置消火栓給水系統(tǒng)，應(yīng)在隧道兩側(cè)配置ABC類滅火器。

　　早期由交通部發(fā)布的《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD71-2004），作為推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要求一級(jí)公路隧道消防設(shè)施必須配置滅火器，應(yīng)配置消火栓和固定式水成膜泡沫滅火裝置。由于城市交通隧道火災(zāi)危險(xiǎn)性越來(lái)越引起人們的重視以及目前還缺少專項(xiàng)針對(duì)城市交通隧道的防火設(shè)計(jì)規(guī)范，借鑒國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)及參考公路隧道的要求，近幾年國(guó)內(nèi)建成的城市交通隧道在配置消火栓、滅火器的基礎(chǔ)上大多還配置其他的滅火設(shè)施，主要有水噴霧系統(tǒng)、水成膜滅火系統(tǒng)、水噴霧-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)等形式，如上海市延安東路南線隧道（1994年開(kāi)工,1996年11月建成通車(chē)）采用了消火栓系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)和滅火器系統(tǒng)；寧波市常洪隧道（1999年6月開(kāi)工，2002年3月竣工）、南京玄武湖隧道（2001年11月動(dòng)工，2003年4月通車(chē)）、鼓樓立交隧道（1994年10月動(dòng)工，1995年11月建成）等采用消火栓系統(tǒng)、水成膜滅火系統(tǒng)和滅火器設(shè)置等。

　　國(guó)外城市隧道中,日本隧道的消防設(shè)施較為完善,大都配置了消火栓系統(tǒng)、水噴霧系統(tǒng)、滅火器等裝置,也有的采用了較為先進(jìn)的水噴霧-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)等。但是,在隧道內(nèi)應(yīng)用自動(dòng)噴水滅火或水噴霧滅火系統(tǒng)及其有效性上，目前國(guó)內(nèi)、外隧道專家對(duì)此存在很大爭(zhēng)議,主要是滅火成功率差。主要理由是：典型的火災(zāi)通常發(fā)生在車(chē)輛下部或車(chē)廂內(nèi)部，頂部噴水沒(méi)有滅火效果，如在火災(zāi)開(kāi)始和噴頭動(dòng)作之間發(fā)生延誤，在巨熱火焰上噴一層水霧，實(shí)質(zhì)上壓不住火焰，反而會(huì)產(chǎn)生大量過(guò)熱蒸汽，蒸汽比延誤更具危害性；隧道是狹長(zhǎng)的，其橫向和縱向有坡度，且是強(qiáng)制通風(fēng)，又無(wú)防火分隔，因此熱量不會(huì)局限于著火點(diǎn)；因?yàn)闊釟鈱恿餮刂�隧道頂部運(yùn)動(dòng)，噴頭動(dòng)作可能不會(huì)固定在火焰上，大量動(dòng)作噴頭將遠(yuǎn)離火場(chǎng)，產(chǎn)生冷卻效果，致使煙霧層下降，影響逃生及消防人員視線；噴水會(huì)引起煙霧分層，導(dǎo)致紊流，將空氣和煙霧混合，威脅隧道人員安全，其次汽車(chē)火災(zāi)一般都從車(chē)內(nèi)起火,噴頭水一般只能灑到車(chē)頂上,形成大量的熱蒸汽,對(duì)人體有一定的危害性。由此可以看出，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在隧道內(nèi)的使用中持“不推薦”態(tài)度。

　　歐美各國(guó)近十年來(lái)，紛紛采用輕水泡沫滅火系統(tǒng)，具體做法是在隧道內(nèi)安裝輕水泡沫箱。該裝置能?chē)娚涞捅稊?shù)空氣泡沫，用以撲滅由石油類產(chǎn)品引起的B類火災(zāi)，以及木材、紡織品等一般固體物質(zhì)引起的A類火災(zāi)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活等特點(diǎn)，在某些場(chǎng)合的使用能彌補(bǔ)大型固定式滅火系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性能差，占地面積大的不足，又避免了手提式滅火器容量小，保護(hù)面積小的缺點(diǎn)。其工作原理為：當(dāng)水流經(jīng)過(guò)混合器管路進(jìn)入比例混合器的噴嘴向擴(kuò)散管?chē)姵�，進(jìn)入噴嘴時(shí)，口徑縮小，流量增大，通過(guò)擴(kuò)散作用，在噴嘴出口與擴(kuò)散管之間形成負(fù)壓，與大股壓力水流匯合形成3%的泡沫混合液，該泡沫混合液被輸送至泡沫產(chǎn)生設(shè)備，產(chǎn)生空氣泡沫撲救A、B類火災(zāi)。滅火劑儲(chǔ)存箱中儲(chǔ)存的滅火劑為3%的水成膜泡沫滅火劑（AFFF）。

　　鑒于上述原因,同時(shí)參照公路隧道方面現(xiàn)行規(guī)范—《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD71-2004）有關(guān)規(guī)定，城市隧道的消防給水和滅火系統(tǒng)可采用:消火栓系統(tǒng)、固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)及滅火器。其各系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):

　　消火栓系統(tǒng)—成熟可靠的消防系統(tǒng),可撲滅多種類型火災(zāi),由專業(yè)消防人員操作,能大大降低火災(zāi)損失。固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)—依靠泡沫和水成膜的雙重作用，能夠快速壓制火勢(shì)，冷卻熱氣流，阻止火災(zāi)蔓延,實(shí)踐證明效果很好。滅火器配置—使用方便、性能可靠,通過(guò)正確使用能及時(shí)撲滅隧道內(nèi)各類火災(zāi)。

　　3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1消火栓系統(tǒng)

　　3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)

　　按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）的要求,消防用水量應(yīng)按其火災(zāi)延時(shí)內(nèi)，全線同一時(shí)間發(fā)生一次火災(zāi)，經(jīng)計(jì)算確定隧。遂道內(nèi)部消火栓用水量為20L/s,隧道洞口外消火栓用水量為30L/s，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為3hr。

　　3.1.2水源及供水方式

　　隧道工程的消防用水可由市政給水管道，消防水池或地表水源供給，城市隧道消防用水首先是利用市政給水管供給。我國(guó)大部分城市市政給水壓力一般在0.18～0.3Mpa范圍，再加上隧道工程和地面的高差，市政給水一般均能滿足人防消防給水的水壓要求，無(wú)需設(shè)消防給水泵。但一定要經(jīng)過(guò)計(jì)算，使市政給水管道的供水量和水壓都能滿足最不利點(diǎn)滅火設(shè)備的要求。只有在市政給水管不能滿足消防用水量要求時(shí)，才考慮在隧道內(nèi)或附近合適位置設(shè)置消防水池，或利用就近的天然湖泊、河流、小溪等地表水。利用天然水源供水時(shí)，應(yīng)保證枯水期最低水位仍能滿足消防用水量。

　　3.1.3系統(tǒng)布置

　　消防給水管網(wǎng)應(yīng)布置成換環(huán)狀；向環(huán)狀管網(wǎng)供水的給水管不應(yīng)少于兩條，當(dāng)其中一條發(fā)生故障時(shí)，其余的進(jìn)水管應(yīng)能滿足消防用水量的供給要求，通常從市政給水管道上分別引出兩條消防管道，在兩側(cè)隧道內(nèi)全線貫通,并于敞開(kāi)段處連通,從而形成安全可靠的消防供水環(huán)網(wǎng)從而形成安全可靠的供水系統(tǒng)。環(huán)狀管道應(yīng)采用閥門(mén)分成獨(dú)立的若干段，每段消火栓的數(shù)量不宜超過(guò)5個(gè)，并在其最高點(diǎn)設(shè)放氣閥，最低點(diǎn)設(shè)泄水閥。為便于布管及管線緊湊,通常在每孔隧道的外側(cè)，每隔45m設(shè)消火栓箱一套，同時(shí)在箱內(nèi)報(bào)警按鈕各一個(gè)。在火災(zāi)初期的時(shí)候可由缺乏專業(yè)消防技能的就近人員直接取用，投入滅火自救，從而為撲滅火源，控制火情，最大限度地爭(zhēng)取到寶貴時(shí)間。每支水槍流量不小于5L/s，最不利點(diǎn)消火栓充實(shí)水柱長(zhǎng)度不小于10m。在敞開(kāi)段消火栓箱則設(shè)于兩側(cè)擋墻內(nèi),間距、布置同前。按照規(guī)范要求，在隧道出入口處應(yīng)設(shè)置室外消火栓，以滿足室外消防用水量大小要求。同時(shí)，根據(jù)其用水量大小，鑒于隧道整體狹長(zhǎng)，不同于一般建筑物，在隧道兩端分別設(shè)置2個(gè)地上式水泵結(jié)合器。

　　3.2固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)

　　3.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

　　單臺(tái)水成膜泡沫滅火栓用水量：1L/s，泡沫混合器處所需壓力：0.45MPa。

　　3.2.2系統(tǒng)給水方式

　　水成膜泡沫滅火栓系統(tǒng)用水經(jīng)消防泵房加壓后在隧道洞內(nèi)連通，形成安全可靠的供水系統(tǒng)。

　　3.2.3系統(tǒng)布置

　　在每孔隧道的車(chē)行道右側(cè)洞壁，每隔45m設(shè)置一套箱式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)裝置。噴射時(shí)間大于35分鐘。

　　3.3固定滅火器配置

　　根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)，城市地下隧道危險(xiǎn)等級(jí)為嚴(yán)重危險(xiǎn)級(jí)，兩側(cè)交錯(cuò)布置。同時(shí)根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，二類隧道應(yīng)在隧道兩側(cè)設(shè)置ABC類滅火器，每個(gè)設(shè)置點(diǎn)不應(yīng)少于4具。其滅火級(jí)別不應(yīng)低于5A或4B。因隧道內(nèi)與建筑物內(nèi)不同，從消防洞室去滅火器到火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)均可直線到達(dá)，在每孔隧道的兩側(cè)，相距約45m均設(shè)置滅火器箱一組，兩側(cè)呈交錯(cuò)布置，交錯(cuò)后間距約22m，固定式滅火器箱和消火栓箱、水成膜泡沫滅火栓箱合并布置，既統(tǒng)一美觀，又便于管理、使用。

　　4.結(jié)論：

　　對(duì)于城市隧道,盡管可以從保證人員安全的角度,充分考慮各種可能的情況,配備相應(yīng)的消防設(shè)備,但如果沒(méi)有正規(guī)化、科學(xué)化的管理,各種硬件設(shè)備也無(wú)法充分發(fā)揮作用。因此,隧道管理方需要建立完善的防、救災(zāi)管理制度,制定切實(shí)可行的救援預(yù)案。必要時(shí),可以通過(guò)立法等手段保證各項(xiàng)制度的執(zhí)行。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)（京建生等）

　　[2]《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TD71-2004）（姬為宇等）

　　[3]《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（建筑給水排水）（陳秀生等）