地铁叠压消防供水压力开关、流量开关启泵问题探讨

叶宣飞

（杭州铁路设计院有限责任公司，浙江 杭州 310000）

1 地铁水消防概况

除上海地铁站设室内外消火栓、气体灭火、水喷淋外，国内大部分城市的地铁站仅设室内外消火栓及气体灭火，不设水喷淋设施，灭火及时性稍差。

地下站及区间的消火栓位于市政给水管以下，有城市多点水源，双路供水车站不设消防水池。市政水管可随时满足消防水量的高位水池，水压则通过消火栓泵供给。

一条地铁线水消防由数十座车站消防泵房和几十公里的区间消火栓组成，庞大的消火栓管网中连接着上千个的消火栓。全线各水源点压力不同，各个车站的埋深与高程各异。

2 压力开关、流量开关启泵模式设计

随着2014年《水消规》实施以来，消火栓泵启泵模式为：①就地手动控制；②车站控制室远程集中手动控制；③FAS系统连锁控制；④消火栓按钮启泵；⑤机械应急开关启泵；⑥流量开关启泵；⑦压力开关启泵。①~④为传统消火栓启泵模式，略过不表；⑤通过新增机械应急柜即可实现；⑥~⑦启泵模式对地铁消火栓泵房是否设稳压装置影响较大。

鉴于消防泵直抽市政水属叠压供水，市政水压随时段波动。市政用水高峰时，车站泵房处引入管处水压约20m，用水平峰时，水压约30m；同时假定引入管水损5m。围绕着新增的流量开关、压力开关启泵模式，一直有2种不同设计思路。

2.1 不设稳压装置（流量开关启泵）

延续传统的泵房布置（图1），吸水管设流量开关，扬水管设压力开关，采用市政水旁通稳压；区间消火栓供水管全线相连（图2），站厅两端盾构井各设2处常开电动蝶阀，区间爆管时，可关闭对应4处电动蝶阀。

图1 消防泵房不设稳压装置

图2 不设稳压装置模式区间供水方案

不设稳压装置时，扬水管由市政稳压，准工作状态时，管道如有渗漏等情况，旁通管不断补水稳压。一旦栓口出水，市政水不断补充，到达流量开关启泵值时，联动启动消防泵。

由表1可知，常规双水源车站，市政水压可满足车站最不利点消火栓7m静压要求。由于市政水压在20～30m范围内波动，压力开关无法设置固定值；现场消防调试中实际采用流量开关启泵，无法实现压力开关启泵。

表1 不设稳压装置启泵信息对比

但该模式下全线消防管网相连，可实现邻站消防供水，水源安全性提升。

2.2 设稳压装置（压力、流量开关启泵）

为消除市政水压波动对压力开关启泵的影响，采用稳压装置（稳压泵及隔膜气压罐）维持泵后扬水管压力（图3）；可实现压力开关启泵，即消火栓口出水后压力开关降压连锁启动消火栓泵。

图3 消防泵房设稳压装置

稳压泵设计流量按室内消火栓流量20L/s的1%～3%计，且不小于1L/s；设计取1L/s。

图4 车站稳压泵计算模型

稳压 泵 启 泵压力Ps1＞H+15=16.5m， 且≥H3+10=30+7+1.1+10=48.1m，Ps1取49m；

稳压泵停泵压力Ps2=Ps1/0.85=56.5m，Ps2取57m；

消防泵启泵压力值P=Ps1-（7～10）=39m。

稳压泵扬程计算目前存在2种情况：

（1）按市政断水计算

考虑2路市政全部断水，稳压泵从引入管存水吸水。稳压泵扬程取（Ps1+Ps2）/2=53m。稳压泵启动时，站厅层扬水管压力83m，考虑站厅层与区间最低点20m高差，区间消火栓静压将大于1.0MPa，达到消火栓分区临界点；同时区间列车频繁运行震动，可能造成超压爆管。

（2）按叠压计算

不考虑2路市政全部断水，稳压泵由市政叠压供水。稳压泵扬程取（Ps1+Ps2）/2-20m=33m。

稳压泵启动时，站厅层扬水管压力53m，考虑站厅层与区间最低点20m高差，区间消火栓压力73m，不超压。

笔者认为，城市供水服务能力不断提升，2路断水概率极低；在吸水管设电接点压力表做低压报警装置，若确实2路断水后报警，可临时调低压力开关启泵值。设计时应按叠压模式确定稳压泵扬程，降低准工作状态时的管网静压，确保列车运营时区间消火栓安全可靠。

为防止管网漏水导致可稳压泵频繁启动（不大于15次/h），系统设隔膜气压罐。

选用有效调节水容积0.15m³，总容积1.05m³的立式隔膜气压罐（直径1m，高2.3m）。泵房需新增设备基础2.2m×1.1m，增加土建即设备造价。

为避免管网失压导致多站连锁启泵，区间消火栓供水管与邻站断开（图5），形成一站一区间消防供水；站厅一端盾构井设2处常开电动蝶阀，区间爆管时可关闭。

图5 设稳压装置模式区间供水方案

设稳压装置时，扬水管由稳压装置稳压，扬水管压力稳定。准工作状态时，管道如有渗漏等泄压情况，稳压装置不断补水稳压。由表2知，一旦栓口出水，管道大量缺水，造成管网压力下降，降至压力开关启泵值时，联动启动消防泵；同时，由于扬水管压力大于吸水管，吸水管水流仅能通过稳压装置和市政旁通管的合并管段进入扬水管，故流量开关动作也可启动消防泵。

表2 设稳压装置启泵信息对比

2.3 小结

不设稳压装置模式仅能实现流量开关启泵。

设稳压装置模式能实现压力开关和流量开关启泵。

由表3可知，2种模式各有优缺点：设稳压装置时满足《水消规》，扬水管压力稳定，但造价及管网压力稍上升，应注意稳压泵扬程取值。不设稳压装置时水源安全性稍高，造价及管网压力稍低，但启泵可靠性降低，后续可尝试采取在水泵扬水管设湿式报警阀，由喷淋常用的湿式报警阀的压力开关连锁启泵。

表3 2种模式优缺点对比

3 结语

通过前述对比分析可知，是否设稳压装置对地铁消火栓泵启泵及运营维护管理有较大影响。目前，2种模式均已投入运营多年，且各有优缺点，笔者推荐采用设稳压装置（压力、流量开关启泵）以执行《水消规》要求。待相关规范修编时，本文可为规范修编提供一定参考。