綜合管溝消防系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)方案探討

仲崇軍

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州 510060）

0 引言

綜合管溝（即地下城市管道綜合走廊，又稱綜合管廊、共同溝等）作為一種新型的城市市政基礎(chǔ)設(shè)施，它將市政、電力、通訊、燃?xì)狻⒔o排水等各種管線集于一個(gè)地下隧道空間，并設(shè)有專門(mén)的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理，具有避免管線埋設(shè)或維護(hù)而導(dǎo)致頻繁挖掘道路，便于各種管線的敷設(shè)、增減、維修和日常管理，有效節(jié)約城市地下空間及保持路容完整美觀等優(yōu)點(diǎn)。

2000年以后，國(guó)內(nèi)的多個(gè)城市都開(kāi)始規(guī)劃建設(shè)綜合管溝，如上海、北京、廣州、寧波、蘇州、無(wú)錫、武漢、昆明等，總的來(lái)說(shuō)，綜合管溝的工藝和土建設(shè)計(jì)技術(shù)已比較成熟，但在消防設(shè)計(jì)技術(shù)方面，由于沒(méi)有專門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范，各地做法不一[1]。一些地方城市根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，制定了一些地方標(biāo)準(zhǔn)，如上海制定的《上海世博會(huì)園區(qū)綜合管溝建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》中提出“綜合管溝應(yīng)設(shè)置移動(dòng)式水噴霧滅火系統(tǒng)，噴霧滅火系統(tǒng)應(yīng)覆蓋保護(hù)電纜”；江蘇省住房和建設(shè)廳制定的《江蘇市政管廊建設(shè)指南》（試行）中提出“消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括消火栓、火災(zāi)探測(cè)器、火災(zāi)報(bào)警裝置、火災(zāi)應(yīng)急廣播等，根據(jù)防護(hù)特殊要求可加設(shè)濕式自動(dòng)噴水滅火、水噴霧滅火或氣體滅火等裝置”；廣州市制定的《廣州市地下管線綜合管溝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中指出“綜合管溝管道倉(cāng)宜設(shè)手提式滅火器，電力倉(cāng)、通信倉(cāng)宜設(shè)水噴霧滅火系統(tǒng)”；建設(shè)部2012年發(fā)布的《城市綜合管溝工程技術(shù)規(guī)范》中提出“綜合管廊內(nèi)可設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火或氣體滅火等固定裝置”[2]。

可以看出，目前的技術(shù)規(guī)范（或標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)綜合管溝消防系統(tǒng)特別是滅火方式的條文多為建議性而非強(qiáng)制性條文，在具體工程設(shè)計(jì)過(guò)程中還有待探討。本文即結(jié)合“廣州中新知識(shí)城南起步KS1路綜合管溝”工程實(shí)例，對(duì)其消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和思路做簡(jiǎn)要介紹和探討。

1 管溝主體工程簡(jiǎn)述

1.1 管溝系統(tǒng)布置

鑒于知識(shí)城的高水平定位和廣州的經(jīng)濟(jì)實(shí)力保障，規(guī)劃提出在知識(shí)城建設(shè)綜合管溝系統(tǒng)，根據(jù)知識(shí)城的總體布局、城市道路規(guī)劃以及分期建設(shè)的需要，知識(shí)城共同管溝采用“一個(gè)中心控全線，一條軸線貫?zāi)媳薄钡牟季中问健！耙粋€(gè)中心”即位于KS1路上的綜合管溝控制中心，它負(fù)責(zé)整個(gè)管溝系統(tǒng)的控制管理；“一條軸線”即南北向的主溝。知識(shí)城規(guī)劃管溝總長(zhǎng)約14 km，其中KS1路綜合管溝全長(zhǎng)約2.84 km，沿線設(shè)有2座變電所和1座控制中心（與2#變電所合建）。

1.2 管溝收納的管線及標(biāo)準(zhǔn)斷面

根據(jù)知識(shí)城市政專項(xiàng)規(guī)劃，經(jīng)分析比較，確定KS1路綜合管溝納入的管線包括電力管線、電信管線、高質(zhì)水管（DN800）、回用水管（DN800）、交通信號(hào)控制線、管溝消防管，并預(yù)留冷、熱水管等。

根據(jù)各管線入溝后分別所需的空間、維護(hù)及管理通道、作業(yè)空間以及照明、通風(fēng)、排水、消防等設(shè)施所需空間確定KS1路綜合管溝外框尺寸：B×H=7.45 m×4.85 m。分2個(gè)倉(cāng)室：電力倉(cāng)凈尺寸為B×H=2.45 m×4.10 m，管道倉(cāng)凈尺寸為B×H=4.00 m×4.10 m，詳見(jiàn)圖1。

圖1 KS1路綜合管溝標(biāo)準(zhǔn)斷面圖（單位：mm）

2 管溝消防設(shè)計(jì)

2.1 防火分區(qū)

綜合管溝內(nèi)每隔不大于200 m設(shè)置防火墻進(jìn)行防火隔斷，防火墻上安裝甲級(jí)防火門(mén)。在正常情況下，防火門(mén)不關(guān)閉以保持通風(fēng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉發(fā)生火災(zāi)的防火分區(qū)的防火門(mén)，使火災(zāi)控制在一個(gè)防火分區(qū)內(nèi)，防火門(mén)具有人員可以從內(nèi)部手動(dòng)開(kāi)啟的功能。

2.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)分別在管溝監(jiān)控中心及3#變電所設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制器、光纖測(cè)溫主機(jī)、手動(dòng)專線聯(lián)動(dòng)盤(pán)等，分區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)、報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制，構(gòu)成集中報(bào)警系統(tǒng)。所有火災(zāi)報(bào)警控制器、光纖測(cè)溫主機(jī)及管溝控制中心的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工作站通過(guò)專用的單模光纖環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)工作站接受來(lái)自各火災(zāi)報(bào)警控制器及光纖測(cè)溫主機(jī)的信息，并以直觀的圖形界面對(duì)整個(gè)管溝各處溫度及火警情況進(jìn)行集中監(jiān)視，并能接管各區(qū)域火災(zāi)報(bào)警器直接下達(dá)聯(lián)動(dòng)指令。

在綜合管溝內(nèi)采用線型光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，感溫光纖由測(cè)溫主機(jī)引出，在各管溝管道倉(cāng)頂部敷設(shè)，而在電力倉(cāng)則采用接觸式蛇形布置于各層電力電纜橋架上。在變配電房、控制中心等處設(shè)感煙火災(zāi)探測(cè)器。現(xiàn)場(chǎng)各區(qū)域均設(shè)置手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警器及總線接口模塊等。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的感煙火災(zāi)探測(cè)器、線型感溫光纖等自動(dòng)探知火警或現(xiàn)場(chǎng)人員手動(dòng)報(bào)警時(shí)，火災(zāi)報(bào)警控制器可自動(dòng)或經(jīng)人工確認(rèn)后進(jìn)入火災(zāi)處理程序，包括啟動(dòng)相關(guān)區(qū)域的聲光報(bào)警器、排煙風(fēng)機(jī)及啟動(dòng)消防閥等。

2.3 滅火方式的選擇

根據(jù)電力部門(mén)要求，KS1路綜合管溝采用“磷酸銨鹽干粉滅火器”消防系統(tǒng)，電力倉(cāng)加設(shè)“消火栓滅火系統(tǒng)（平時(shí)管內(nèi)不充水）”。

根據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)已建綜合管溝多采用自動(dòng)滅火系統(tǒng)（如水噴霧、氣體滅火等），而該工程不采用自動(dòng)滅火系統(tǒng)主要有以下幾方面的原因。

（1）本著以“防火為主，滅火為輔”設(shè)計(jì)原則和理念，KS1路綜合管溝消防盡可能在防火措施上考慮得完善，而不把大部分費(fèi)用用在事后消防的設(shè)備上來(lái)，從而節(jié)約工程造價(jià)，降低工程成本。

6) 2號(hào)加氫預(yù)警診斷模型。該模型可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)預(yù)警，高壓分離器到低壓分離器流程預(yù)警，分餾系統(tǒng)預(yù)警，機(jī)組預(yù)警，調(diào)節(jié)閥預(yù)警。

（2）綜合管溝投料口（即人孔）的設(shè)置基本上可以滿足人員的逃生需要，而防火分區(qū)的設(shè)置又減少了其它分區(qū)內(nèi)的財(cái)物損失。

（3）由于該工程綜合管溝內(nèi)采用了“線型光纖溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”作為火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生前即可進(jìn)行精確的溫度預(yù)報(bào)，如遇到電纜在運(yùn)行過(guò)程中局部出現(xiàn)意外情況，發(fā)生火災(zāi)隱患，高溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以保證在電纜燃燒之前就將實(shí)時(shí)信息傳送到監(jiān)控終端，可以考慮采取關(guān)閉此通風(fēng)分區(qū)兩端防火門(mén)，開(kāi)啟通風(fēng)設(shè)備，在此通風(fēng)分區(qū)加強(qiáng)機(jī)械排風(fēng)的強(qiáng)度，改善電纜散熱條件，達(dá)到降低電纜溫度的目的。必要時(shí)調(diào)度中心可以根據(jù)情況緊急和嚴(yán)重程度轉(zhuǎn)移此回路電纜負(fù)荷，從根本上消除事故隱患。

（4）電力線路起火的主要原因有相間短路、對(duì)地短路、接觸不良、線路過(guò)載等，即主要由電纜線路故障引起，而電力系統(tǒng)對(duì)電纜線路均配備完善的繼電保護(hù)，且電壓等級(jí)越高保護(hù)越完備[3]。該項(xiàng)目綜合管溝電力倉(cāng)內(nèi)的電纜采用的全部為阻燃電纜，進(jìn)一步降低了火災(zāi)發(fā)生的機(jī)率。

（5）從造價(jià)來(lái)說(shuō)，單獨(dú)建設(shè)一套自動(dòng)滅火系統(tǒng)的規(guī)模龐大，且運(yùn)行和管理維護(hù)的費(fèi)用比較高。

2.4 滅火器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）火災(zāi)種類(lèi)及危險(xiǎn)等級(jí)：由于綜合管溝內(nèi)可能發(fā)生的火災(zāi)以帶電火災(zāi)為主，根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50140—2005），火災(zāi)種類(lèi)為E類(lèi)火災(zāi)（帶電火災(zāi)），危險(xiǎn)等級(jí)采用輕危險(xiǎn)級(jí)。

（2）滅火器設(shè)計(jì)參數(shù)：根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50140—2005），輕危險(xiǎn)級(jí)E類(lèi)火災(zāi)場(chǎng)所滅火器最低配置基準(zhǔn)按不低于A類(lèi)考慮。

2.5 消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5.1 電力倉(cāng)消防等級(jí)分類(lèi)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）該管溝電力倉(cāng)電力電纜均采用不燃或難燃電纜，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016—2006）,參考倉(cāng)房（倉(cāng)庫(kù)）火災(zāi)危險(xiǎn)性分類(lèi)確定為丁（戊）類(lèi)。

（2）管溝消防同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)數(shù)按1次考慮，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間按2.0 h考慮。

（3）管溝消火栓用水秒流量按10 L/s計(jì)，最不利點(diǎn)水槍充實(shí)水柱長(zhǎng)度不小于10 m。

2.5.2 消火栓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）消火栓選型

采用雙出口，消火栓箱內(nèi)應(yīng)配置2支噴嘴口徑為19 mm的水槍，2盤(pán)25 m、直徑65 mm的水帶（展開(kāi)時(shí)彎曲系數(shù)C取0.9），附設(shè)消防軟管卷盤(pán)。

（2）消火栓給水系統(tǒng)所需總壓力Hx

Hx=HXh（消火栓口所需水壓）+hy（管路沿程水損）+hm（局部水損）+h高差（消火栓口與市政給水管網(wǎng)高差）=20.063+6.0+0.6-2.55=24.113（m）

（3）消防水源

由于消火栓給水系統(tǒng)所需總壓力Hx<28 m（市政給水管網(wǎng)最小水頭），故該工程消火栓系統(tǒng)直接由市政高質(zhì)水管網(wǎng)供水，從管道倉(cāng)高質(zhì)水出水支管，經(jīng)倒流防止器各引入DN150的進(jìn)水管到電力倉(cāng)內(nèi)，消防給水管布置在電力倉(cāng)20 kV電纜支架下，全線貫通。

（4）系統(tǒng)布置在電力倉(cāng)一側(cè)每隔50 m設(shè)一組消火栓箱，型號(hào):SG24C65Z-J。在消防管與市政管的連接管及消防干管上分別安裝檢修蝶閥，在管溝變形縫處消防干管上安裝伸縮節(jié)，在最高點(diǎn)設(shè)放氣閥，最低點(diǎn)設(shè)瀉水閥，在倒流防止器后的連接管上分別設(shè)置2套消防水泵接合器，如圖2所示。

圖2 管溝消防系統(tǒng)橫斷面布置圖

3 結(jié)語(yǔ)

鑒于綜合管溝在消除城市“拉鏈路”，節(jié)約城市地下空間，保證城市地下管線安全運(yùn)營(yíng)，以及地上高架線路集中入地后對(duì)城市環(huán)境的改善、土地利用價(jià)值的提升等方面的諸多優(yōu)勢(shì)，綜合管溝在國(guó)內(nèi)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，這也為綜合管溝消防技術(shù)以及相關(guān)規(guī)范的制定提出了更高的要求。

本文結(jié)合廣州知識(shí)城綜合管溝的建設(shè)論述了KS1路綜合管溝消防設(shè)計(jì)方案，并簡(jiǎn)述其不采用自動(dòng)滅火系統(tǒng)的主要考慮因素，為后續(xù)管溝消防的設(shè)計(jì)及消防技術(shù)規(guī)范的修（制）定提供參考。

[1]王建，王恒棟，祁峰.綜合管溝消防設(shè)計(jì)研究[J].城市道橋與防洪，2008（1）：73-76.

[2]GB 50838-2012，城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3]孫磊,劉澄波.綜合管廊的消防滅火系統(tǒng)比較與分析[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2009，5（3）：616-620.