高速公路隧道机电消防系统工程建设分析

杨尚儒

（甘肃东方消防工程有限责任公司，甘肃兰州730000）

0 引言

伴随着我国交通工程的进步与发展，高速公路逐渐延伸到偏远地区，并出现了大量的高速公路隧道。在这一背景下，想要确保高速公路稳定、安全地运行，就应加强对隧道消防系统建设的重视，必须严格按照国家的技术规范，从工艺、技术、质量等多方面因地制宜地加强建设、完善消防系统，保障隧道一旦发生火灾事故能够得到短、平、快的处理，将人民的财产损失降至最低。为此，应积极研究并应用隧道机电消防系统建设。

1 当前高速公路消防工作的概况

近年来，国内高速公路建设呈飞跃式发展态势。在高速公路的建设过程中，其沿途存在许多隧道，主体建筑物一般由洞身、衬砌和洞门组成，在洞口容易坍塌的地段还建有明洞。隧道的附属构筑物有防水和排水设施、通风和照明设施、交通信号及应急设施等。通常，应先进行方案设计，然后进行隧道的平面、纵断面、净空、衬砌等的具体设计。隧道平面大多为直线，在必须采用曲线时则采用大半径曲线。高速公路隧道还需要考虑洞门、引线、辅助导坑、通风竖井等辅助设施的位置。其中，洞门是隧道两端的出入口，洞门位置的确定将影响隧道的长度、线形和施工的难易程度。当隧道需要并设、交叉或接近其他建筑物时，其与建筑物之间应保持足够的距离。

机电消防系统建设是一个复杂的过程。部分隧道安全问题的发生，是因为人们在发展和建设高速公路隧道的过程中重成本、轻质量，难以充分保障隧道的安全性，既威胁了人们的日常出行安全，又缩短了正常的隧道使用寿命。国内的隧道事故多为火灾，火灾发生后，会破坏隧道原有的结构，导致高速公路隧道的通行受到影响。重大火灾还会破坏隧道结构，降低其结构的稳定性。为此，在隧道内部建设了消防系统十分必要。

2 构建隧道机电消防系统的基本原则

2.1 便捷化原则

为了顺利构建隧道机电消防系统并确保后续保养、维修工作的有效开展，应坚持便捷化原则。客观来讲，隧道机电消防系统处于全天候工作状态中，需要定期对其开展相应的保养及维修工作。若设计的隧道机电消防系统缺乏合理性，则后续的保养、维修工作便难以顺利完成，甚至还会导致机电消防系统瘫痪，当出现火灾时不能正常运行，造成生命、财产损失。由此可见，无论是设计阶段还是建设阶段，技术人员都应对隧道机电消防系统的便捷化程度加以考虑，从而延长隧道机电消防系统的寿命[1]。

2.2 客观性原则

任何系统工程的构建，都需要与所处地区的实际情况相结合，隧道机电消防系统也是如此，因而必须坚持客观性原则。在具体的施工过程中，工作人员要充分考虑施工地区的气候、环境、地理位置等条件，比如北方冬季气温低，则需要在管道外加设保温层和电伴热，相反，气温高的地方则不需要，从而因地制宜地构建隧道机电消防系统，获得隧道机电消防系统的最佳运行效果，使其功能得到有效发挥。

2.3 自动化原则

在构建隧道机电消防系统时，应加强对隧道系统自动化的重视。从分布情况来看，许多高速公路隧道都分布在相对偏远的区域，这些区域的交通条件往往较差，施工设备运输和人员调度存在诸多不便。因此，建设隧道机电消防系统时坚持自动化原则就显得十分必要。遵循自动化原则，不仅能够大幅减少隧道机电消防系统所需的施工人数，而且能够大幅提升隧道的自动化施工效率，保障企业的生命财产安全，防止隧道机电消防系统运行过程中出现安全事故[2]。

2.4 自控化原则

报警监测系统是隧道机电消防系统的重要组成部分，在构建隧道机电消防系统时，应始终坚持自控化原则。从当前的发展状况来看，由于偏远区域的高速公路隧道较多，且隧道具有通风性，当隧道内部发生火灾时，火势会在极短的时间内蔓延，导致严重的火灾事故。由此能够看出，报警监测系统的自控化十分重要，隧道内应配备功能齐全的自控化报警监测设备，一旦发生火灾，便会触发报警监测系统，并展开相应的消防自动化处理，充分降低火灾对高速公路隧道产生的危害。

3 隧道机电消防系统建设的具体内容及功能特点

作为一种特殊区域，高速公路隧道一旦发生火灾，若无法有效、及时地将其扑灭，势必会产生无法预估的灾害和损失，并导致交通中断。为此，在建设机电消防系统时，应充分结合高速公路隧道的具体情况，提高各项系统建设的合理性与科学性，从而顺利完成建设工作。

3.1 排烟防火系统的建设

高速公路隧道出现的火灾大多为开放性火灾，并携带着大量浓烟，这些浓烟往往会产生数兆瓦的热辐射率，短时间内便会引起大火，严重时甚至会造成人员伤亡。因此，建设排烟系统和防火系统，控制好火灾产生的浓烟，有利于提高消防设施的抵御能力，有效保障人员安全。

一方面，应做好防火卷帘门系统的建设。防火卷帘门是高速公路隧道中常见的隔烟设施、隔火设施，通常被设置于汽车横洞、行人横洞等部位，正常情况下呈收拢状态。发生火灾时，将卷帘门落下，可以避免火势及浓烟的进一步蔓延。我国的消防规范要求，建设机电防火卷帘门系统应符合自动控制、就地控制、远距离控制室控制等基本要求。然而，受多种原因尤其是人为因素所影响，建设防火卷帘门往往得不到高度重视。因此，在建设防火卷帘门系统时，需加强对高速公路隧道内部的控制，防火卷帘门系统不能只具备机械启闭控制装置，以免发生火灾后无法发挥其作用。

另一方面，应做好排烟系统的建设。现阶段，高速公路隧道需要具备有通风功能的排风机系统。在建设排风机系统的过程中，设计人员应考虑通风系统对压力带来的影响，根据有益的、特定的方式展开施工设计。为了提高排烟系统的可靠性，可设置两套不同的通风系统，一套是用来提供新鲜空气的常规通风系统，发生火灾时应立即停止使用，另一套是紧急通风系统，发生火灾时可以控制烟气的具体流向，设计成进行风向可逆的形式，让高速公路隧道内的风速、气流方向得到全面控制，确保发生火灾时的隧道压力比未发生火灾时小，从而为疏散、救护人员提供便利。由此可见，排烟系统的建设可以控制高速公路隧道内烟雾的流向，相关人员可按照火灾的具体状况，对卷帘门、排烟机等系统进行有效控制，通过对烟雾在高速公路隧道内的流向引导，最大限度降低火灾烟雾对人员带来的危害[3]。

3.2 灭火给水系统的建设

在消防系统工程建设中，灭火给水系统的建设主要包括以下内容：

第一，消防水源系统的建设。应在高速公路隧道的洞口设置消防水池，如图1所示。根据隧道的实际情况建设足够数量的高位、低位消防水池，并设置一个泵房，使低位消防水池能够向高位消防水池输送消防用水，通过水位探测仪检测水位（包括水位检测探头和电子显示仪）。该控制系统可进行水位检测，并通过显示仪将实时水位显示出来，控制消防水泵的起、停。此外，为消防水池的水量提供保障的高位消防水池，可通过自泄的方式向消防管道输送消防用水，高位水池的自卸压力必须满足设计要求。消防给水系统是一个常高压系统，利用高位消防水池和地面高度之间的水位差，让消防供水具有一定的压力。在高速公路隧道内使用消防用水时，可从高位消防水池向高速公路隧道供水管网直接供水。除此之外，高速公路隧道的管理站需要配备消防专用车应急。

图1 隧道洞口消防水池建设

第二，消防给水管网系统的建设。高速公路上的隧道应设置消防管道，隧道的出口和入口设置横穿管道，下线和上线的给水管线经由洞口进行环状管网连接，并借助支管连接到隧道主体的设备箱，以此来实现消防用水的供给。洞内的消防管网材质为无缝涂塑钢管，并为其设计相应的阀门，将消防管网明确划分为不同的独立段。与此同时，构建隧道机电消防系统，需要将科学布置消防管道放在首位。一方面，工作人员应对隧道机电消防系统管道所使用的材料进行科学选择，保障管道的质量。铺设管道时，隧道内的消防管道应采用卡箍的连接方式，隧道外的预埋管道应采用焊接并涂刷防腐漆的方式进行连接。另一方面，工作人员在铺设消防管道时，应遵守高速公路隧道施工标准，在检修道上铺设隧道机电消防系统的消防管道，使后续的维护、检修等工作更加方便，有效降低消防系统的检修难度。这样一来，不仅可以保障消防管道的正常运行，还能提高系统构建的稳定性。

第三，灭火设施系统的建设。沿着高速公路隧道的纵向，每50m 安装一个消防设备箱。消防箱的箱体上应设计反光标志，确保其能在火灾发生时被及时发现并取用。消防箱内需放置灭火装置、室内消火栓、防腐水带、泡沫灭火器、干粉灭火器等。同时，在高速公路隧道右线的右侧和左线的左侧，应建设紧急停车带，并配备地上消火栓，便于消防车、消防队快速取水。

3.3 消防水泵系统的建设

火灾发生时，消防用水是灭火的关键，工作人员在构建隧道机电消防系统时，应格外注意。一般来说，可以通过水井、消防水池获取消防用水，在具体的施工中，工作人员应与附近的水源情况相结合来进行处理。若隧道机电消防系统附近存在自来水管道，则工作人员可依据自来水管道来设计消防水池。

大部分情况下，都应在隧道的泵房设置主水泵与备用水泵（一主一备），同时需要安排专门的工作人员定期维护、检修，确保消防用水泵的正常运行。消防用水泵应同时具有自动和手动切换功能，火灾发生时，若自动灭火功能失效，工作人员则可通过手动控制的方式，用消防用水泵中的水灭火，降低隧道机电消防系统受到的损失。此外，高速公路隧道监控部门还应对水泵、水池水位的状态进行动态、实时监控，提升隧道机电消防系统的安全性，使之能够有充足的水源实施灭火工作[4]。

3.4 报警监测系统的建设

伴随着我国科技水平的发展，在火灾的报警技术、监测技术等方面也逐渐趋于完善。一些报警监测系统可以按照现场实际拍摄的画面，对火灾情况进行判断；一些报警监测系统则可以通过火灾发生时产生的烟量、热量进行判断。但是，这些监测方法只有在理想的情况下，才具备最高的准确性，而且，需要工作人员结合现场的具体情况进行选择。因此，优化报警系统的功能十分重要，简洁、直观的报警系统能够为工作人员快速发现异常提供有益帮助，使工作人员及时作出反应，从而将火灾带来的损害和损失降到最低。

4 结语

总而言之，研究、构建隧道机电消防系统具有重要意义。相关人员应对当前高速公路消防工作的概况进行全面了解，充分把握构建隧道机电消防系统的基本原则，有效开展排烟及防火系统、灭火给水系统、消防水泵系统、报警监测系统等的建设，并通过定期开展教育培训、规范日常安全检查、注重施工现场管理、加强人员安全防护等方式，做好系统工程的安全性工作，确保高速公路隧道的平稳运行。