榆定路大营隧道及桥梁水消防系统设计

黄宏（中铁二院西北勘察设计有限责任公司，甘肃　兰州　730030）



榆定路大营隧道及桥梁水消防系统设计

黄宏
（中铁二院西北勘察设计有限责任公司，甘肃兰州730030）

摘要：大营隧道及桥梁工程为榆定路项目主要控制工程，隧道为城市交通隧道，其中右线599m，左线608m；桥梁共5座，其中，大桥3座，中桥2座，总长约为972m；从隧道外消防供水系统、洞口消防系统、隧道内消防系统和桥梁消防系统4个部分介绍了隧道及桥梁水消防系统，并详细论述了存在问题及设计体会。

关键词：城市隧道；桥梁；水消防系统

榆定路是榆中县与榆中园区、定远、和平片区的连接线，往西北延伸至兰州市区，是连接兰州市与榆中县的重要通道，其对承担产业组团间的到发交通和区域的集散交通，推进榆中县片区产业发展等具有重大意义。榆定路项目主要控制工程包括大营隧道、石头沟1#大桥、石头沟2#大桥、马莲山大桥、马莲山1#中桥、马莲山2#中桥。因此该隧道及桥梁的水消防系统设计对其运营及行车安全至关重要。

1　城市交通隧道及桥梁消防设施配置的确定

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）3.5.5条规定，根据城市隧道的长度及通行要求（长度L＞500m，可通过危险化学品等机动车），大营隧道为城市交通二类隧道；隧道消防设施为消火栓、灭火器。

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）7.2.4条规定，桥梁消防设施为市政消火栓。

2　城市交通隧道及桥梁消防系统设计

大营隧道水消防系统主要包括隧道外消防供水系统，洞口消防和隧道内消防等三个系统（如图1所示）。

图1　隧道消防平面示意

桥梁消防系统主要包括桥头消防（如图2所示）。

图2　桥梁消防平面示意

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）3.6.1条规定，隧道消防给水一起火灾灭火用水量应按需要同时作用的室内外消防给水用水量之和计算：隧道内室内消火栓用水量为20L/S，火灾延续时间3h，隧道洞口外室外消火栓用水量为30L/S，火灾延续时间3h，桥头市政消火栓用水量为20L/S，火灾延续时间2h，故消火栓消防用水量为540m3/次；

2.1隧道消防系统

2.1.1隧道外消防及桥梁消防供水系统

大营隧道外消防供水系统分为四部分:吸水管、低位消防水池、消防加压设备及扬水管。

1）吸水管、扬水管。吸水管、扬水管的布置原则：（1）尽可能直线布置，减少管道敷设长度；（2）管位避开既有的房屋、电力设施等。

2）低位消防水池。大营隧道及桥一次火灾要求消防用水量为540m3，低位消防水池的有效容积为600m3，池顶覆土为1.0m。

3）消防加压设备。新建加压泵房一座，安装消防加压设备一套，水泵性能参数：泵流量Q=50L/S，扬程H=70m，单台功率N=55kW，一用一备，配控制柜（一控二）。

蓄水经消防水泵加压（稳压水泵稳压）送入给水管道，出水压力满足隧道内最不利点处消火栓的最小出水动压要求(0.35MPa)。

2.1.2隧道洞口消防系统

隧道洞口消防系统分为水泵接合器消防系统、室外消火栓消防系统和洞口消防管道三部分。

1）水泵接合器消防系统在隧道左、右线洞口外行车方向右侧处设水泵接合器，用于消防车给消防管网补水，做法见标准图集99S203－30页《消防水泵接合器安装》。

2）室外消火栓消防系统在隧道左、右线洞口外行车方向右侧处设室外消火栓，用于火灾时供给消防车取水用，选用SA100/65型支管深装式消火栓。

3）隧道外管道采用焊接钢管，在出入洞口均连接成环状。

2.1.3隧道内消防系统

1）隧道内消防供水管为热镀锌钢管：隧道右线K1+080至K1+679消防干管采用DN200热镀锌钢管，隧道左线ZK1+675至ZK1+067消防干管采用DN200热镀锌钢管。管道质量符合《低压流体输送焊接钢管》（GB/T3091-2008）标准；消防给水管在隧道外连接成环状（给水连通管采用DN200热镀锌钢管），以保证消防供水的安全性。隧道内管道连接采用沟槽卡箍式柔性接头J型连接，沿检修电缆沟敷设，管道内外壁防腐采用IPN8710互穿网络涂料普通防腐。隧道内消防管道约每隔4个消防设备箱设一检修阀（偏心半球阀），检修阀为常开状态；管道最高处设排气阀，低处设置排泥阀及排泥湿井。

2）隧道行车方向右侧墙壁上每间隔不大于50m设置一个消防设备洞室，消防设备洞室内安装消防设备箱，箱内配置室内消火栓系统、4具MF/ ABC6干粉灭火器。

3）室内消火栓系统：室内消火栓设置于消防设备箱内，间距不大于50m，包括单口DN65消火栓一只，|μ65衬胶水带（DN65，L=25m)一条，QD-1多用水枪（DN19）一支；消火栓拴口中心距离电缆沟盖板顶距离为1.1m。主要技术指标要求：水枪充实水柱≥10m，喷射时间≥120min，喷射流量≥5l/s。

4）在隧道纵断面最高点K1+250右线及ZK1+ 230左线的消防干管上均设置排气阀。

5）经过计算为了保证消火栓出水动压力低于0.5MPa，出水静压力低于0.9MPa，在隧道右线K1+ 080至K1+679及左线ZK1+675至ZK1+067范围内，消防设备箱内消火栓为减压稳压型单阀单出口消火栓。

2.2桥梁消防系统

在桥头两侧均设置市政消火栓，主管管径为DN200，敷设在右侧人行道下，通往左线桥桥头消火栓连接管管径为DN150，管道采用焊接钢管，焊接接口连接；同时在桥头设置排气井。

3　管道基础及地基处理

本段工程地层主要为第四系全新统，上更新统风积黄土。黄土状粉土为Ⅲ～Ⅳ级自重湿陷性场地。

管道基础采用180°混凝土基础，地基处理采用300mm厚土垫层，300mm厚3:7灰土垫层，100mmC20混凝土垫层；压实系数均不小于0.95。井室基础及井室外壁采用聚合物水泥砂浆防腐，厚度不小于10mm。

4　存在问题及建议

（1）本项目道路等级为城市主干道，并非按照市政给水进行设计，该段仅对隧道、桥梁进行消防设计，待今后该地段建设时，再进行配套供水管网设计建设；

（2）国家目前没有专门的隧道（包含公路隧道、城市交通隧道等）消防设计手册、规范，文献中针对城市隧道消防临时高压系统设计较少，城市交通隧道消防主要参考《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014），而隧道内消防属于室内消防（室内消防初期火灾用水一般设高位消防水箱解决），城市交通隧道初期火灾消防用水如何考虑，才能确保隧道消防的安全将有待于进一步研究。

（3）国家目前没有专门的城市桥梁消防设计规范，现阶段主要参考《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014），市政桥梁的桥头应设置市政消火栓，在超出消火栓保护范围之外，是否需在桥上设置消火栓并没有明确的规定。

参考文献：

[1] GB50974-2014.《消防给水及消火栓系统技术规范》［S］.北京:中国计划出版社，2014.

[2]杨华仙.交通隧道消防设施配置策略研究[J].给水排水, 2013,39（12）：76-79

[3]钱经纬.渝广高速公路华蓥山隧道消防系统设计[J].中国给水排水，2013,29（22）：75-78

[4]钱经纬.大广高速公路黄龙带隧道消防系统设计[J].给水排水，2013,39（3）：71-74

[5]王少飞.城市道路隧道消防系统气压给水设计[J].给水排水，2013,39（3）：68-71.

中图分类号：TU99