城市下穿隧道消防给水系统设计探讨

刘启龙 李志远 季红玲

苏交科集团股份有限公司

1 引言

随着我国城市交通的快速发展，城市下穿隧道越来越多；但在下穿隧道建设方面，与之配套的消防给水系统设计尚无专门的设计规范、标准、细则及其他相关要求。目前江苏省城市下穿隧道的消防设计主要参考现行的GB 50016—2014《建筑设计防火规范》、JTGD 702—2014《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》、JTG/TD 71—2018《公路隧道交通工程设计规范》等，其他省市下穿隧道防火设计规范，如：湖南省的DB 43729—2012《公路隧道消防技术规范》、云南省的DBJ 5314—2005《公路隧道消防设计施工管理技术规程》、上海市DG/TJ 08—2033—2017《道路隧道设计标准》等，以及相关项目总结的经验。本文以江苏省某市两条隧道消防给水系统的设计情况为研究案例，就隧道消防给水系统有关问题进行一些探讨。

2 工程概况

X隧道与Y隧道，道路等级均为城市快速路，车道数为双向六车道，设计速度为80km/h；其中X 隧道主线长1190m，敞开段340m，暗埋段850m，有三处匝道，为仅限通行非危险化学品等机动车的三类隧道，Y 隧道主线长2720m，敞开段420m，暗埋段2300m，有一处匝道，为仅限通行非危险化学品等机动车的二类隧道。

3 消防给水系统设计概述

3.1 设计原则

（1）本工程同一时间内发生火灾起数按一起火灾考虑。

（2）隧道消防给水水源均采用市政给水，分别由市政给水管网引入，接至隧道一端的消防水池或消防泵房内。

（3）隧道消防给水系统均为临时高压消防给水系统，X隧道内设消火栓系统，Y 隧道内设消火栓系统，水成膜泡沫灭火装置。

3.2 主要设计规范和相关标准

（1）GB 50016—2014（2018年版）《建筑设计防火规范》

（2）JTGD 702—2014《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》

（3）DG/TJ 08—2033—2017《道路隧道设计标准》

（4）GB 50974—2014《消防给水及消火栓技术技术规范》

（5）GB 50013—2018《室外给水设计标准》

（6）GB 50015—2019《建筑给水排水设计标准》

3.3 主要设计参数的采用

根据GB 50016—2014（2018年版）[1]《建筑设计防火规范》及DG/TJ 08—2033—2017[2]《道路隧道设计标准》要求，两条隧道消防给水系统主要设计参数详见表1。

3.4 消防给水系统设计

隧道消防给水系统包括消防水源、消防水池、消防泵房、水泵接合器、隧道内、外消火栓系统、管道及配套附属设施等。

X隧道外市政给水管网能满足生产生活和消防给水设计流量，但供水压力不满足隧道最不利点消火栓栓口动压的要求，经与自来水公司沟通，市政给水管网允许消防水泵直接吸水，根据GB 50974—2014[3]《消防给水及消火栓系统技术规范》要求，X隧道可不增设消防水池，仅增设消防增压泵及稳压系统；经调研Y隧道外市政给水管网不满足两路消防供水的要求，须增设消防水池、消防增压泵及稳压系统。

隧道内消火栓的设置按相关规范要求执行，本文不再赘述，以下主要针对消防增压泵、隧道外消火栓、水泵接合器以及消防水池取水口的设计进行阐述。

3.4.1 消防增压泵

X隧道内增设消防泵房一座，并增设两台消防增压泵，水泵流量取Q=10L/s，一用一备；Y隧道内增设有效容积为550m3消防水池及消防泵房一座，并增设两台消防增压泵，水泵流量取Q=55L/s，一用一备，两条隧道根据规范要求增设相应的消防稳压系统。

3.4.2 隧道外消火栓

X 隧道外消火栓从市政给水管直接接取，在主线隧道及匝道洞口处分别增设2座隧道外消火栓；Y隧道外消火栓供水由消防泵房内两台消防增压泵吸水加压提供，通过管道送至主线隧道及匝道洞口处，分别增设3座隧道外消火栓；另外，从市政给水管接取一路消防给水管道，在主线隧道及匝道洞口处分别增设3座隧道外消火栓，对经消防水泵增压提供的隧道外消火栓进行补充。隧道洞口处5～40m 范围内有市政消火栓，也可为本隧道利用。

3.4.3 水泵接合器

在隧道外消火栓15～40m范围内增设水泵接合器，与隧道内消防管网连接，其中X隧道设2座，Y隧道设3座。

3.4.4 消防水池取水口

由于消防水池均增设在隧道暗埋段，其深度均大于6m，不满足GB 50974—2014[3]《消防给水及消火栓系统技术规范》第4.3.7 条储存室外消防用水的消防水池吸水高度不应大于6m 的要求，故Y隧道消防水池未增设取水口。

4 消防给水系统问题探讨

4.1 消防给水形式

隧道消防给水形式一般有两种，即：市政给水管网直供供水和间接供水。直接供水又分为由市政给水管网直接供水和经消防增压泵加压后，通过管道送至隧道各消防设施点；间接供水就是从市政给水管网引入一根补水管至消防水池，消防水池有效容积满足火灾延续时间内隧道内、外消防用水量之和，由消防增压泵从消防水池吸水，通过管道送至隧道各消防设施点。

表1 消防给水系统主要设计参数

间接供水对市政给水管网系统影响小，当地自来水公司倡导采用，但由于隧道设置了消防水池、消防增压泵及其配套设施，投资较大且增加了后期设备的养护管理等工作；直接供水投资较小，但消防时对市政给水管网系统影响大，需经市政主管部门同意。X 隧道在经与自来水公司沟通，市政给水管网允许消防水泵直接吸水的前提下，隧道消防给水采用直接供水形式；Y隧道根据外部供水条件及规范要求须采用间接供水形式。

消防给水形式的选择需结合当地的经济发展水平、市政供水条件、主管部门意见以及相关规范为依据进行考虑。

4.2 消防给水系统设置应考虑的主要因素

为了保证供水系统的稳定可靠，在隧道洞口位置附近须合理设置消防给水设施，即消防水池、消防泵房、隧道外消火栓、水泵接合器以及消防水池取水口等。

针对城市下穿隧道消防给水系统设置的必要性和技术经济合理性而言，结合X隧道和Y隧道的设计情况，一般应主要考虑以下几个方面的因素：

（1）隧道的规模、等级，包括长度、断面尺寸、设置深度等。

（2）工程所在地的经济发展状况。

（3）建设方对隧道消防给系统设置等级要求。

（4）隧道两端出口地面道路交通状况、车流量大小及工程所在地交通管理水平，是否便于消防车通行及取水。

（5）水源情况，给水管网状况、水量、水压、供水安全性等。

（6）市政消火栓设置情况，包括位置、数量、规格等。

（7）工程所在地及周边地区公众的防灾安全意识水平。

（8）当地自来水公司及公安消防主管部门的意见。

（9）其它方面的影响因素。

5 结论及建议

城市下穿隧道消防给水系统设计包括许多方面，本文通过对江苏省某市两条隧道消防给水系统中消防增压泵、隧道外消火栓、水泵接合器以及消防水池取水口的设计进行阐述，并结合工程经验，针对隧道消防给水形式、消防给水系统设置应考虑的主要因素进行探讨。随着城市的快速发展，隧道安全和管理要求的不断提高，城市下穿隧道消防给水系统配置形式也将不断变化，有待工程设计人员做进一步的探讨和研究。