隧道消防給水設計的水源選擇與系統設計探討

楊柄橋+張怡+李德武

【摘 要】論文以海巴洛隧道為例，進行隧道消防給水設計中水源選擇和系統設計的探討，針對隧道消防給水設計的重點問題進行詳細分析，以不斷地完善水源選擇和系統設計，增強隧道消防給水能力，從根本上保證人們出行安全，明確隧道消防給水設計將會發揮公路的作用。

【Abstract】This paper takes Haibaluo Tunnel as an example， discusses the design of water source selection and system design of tunnel fire water supply design， a detailed analysis for the key problems in design of fire water supply tunnel is carried out， to continuously improve the design and selection of water source system， enhance tunnel fire power， to ensure peoples travel safety at all， and clear the role of the fire water supply design in highway tunnel.

【關鍵詞】隧道消防給水；水源選擇；公路；系統設計；設計探討

【Keywords】tunnel fire water supply； water source selection； highway； system design； design discussion

【中圖分類號】U459.2 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0185-02

1 隧道工程概況

海巴洛隧道為一座分離式隧道，左幅隧道長2288.96m，右幅隧道長2262m。隧道進口端標高為2454.61m，出口端標高為2389.50m，隧道進出口端高差為65.11m。

水源：經過現場踏勘，海巴洛隧道附近山溝內有一股長流水，為山上自然流水，海巴洛隧道進口端左幅上方現有一座施工用水池，收集山上自然流水供隧道施工用，經現場踏勘，山上自然流水水量不能滿足消防用水需求，旱季有干涸的情況發生。從安全、經濟、后期維護管理、技術方面等綜合考慮，故采取打井取地下水作為場地內的消防用水水源（11.0 m3/d）。深井鉆探由水文地質勘探部門進行，出水量宜48小時內補滿500m3的消防水池的要求，消防水源進蓄水池，由消防水泵加壓供至高地消防水池，采用常高壓消防給水系統。

2 隧道內外消防給水設計

2.1 隧道內

為了減少隧道內固定火災荷載，隧道襯砌、附屬構筑物、疏散通道的建筑材料及其內裝修材料，除施工縫嵌封材料外均應采用不燃燒材料。通風系統的風管及其保溫材料應采用不燃材料，柔性接頭可采用難燃燒材料。隧道內的燈具、緊急電話箱（亭）應采用不燃燒材料制作的防火橋架。隧道內的電纜等應采用阻燃電纜或礦物絕緣電纜，其橋架應采用不燃燒材料制作的防火橋架。用于安全疏散、緊急避難和滅火救援的平行導洞、橫向聯絡道、豎（斜）井、專用疏散避難通道、獨立避難間等，其承重結構耐火極限不應低于隧道主體結構耐火極限要求。隧道內附屬構筑物（如風機房、變壓器洞室、水泵房、柴油發動機房等）都需要根據消防的要求在耐火極限上進行控制，保證隧道在不同狀態下都能夠正常的應用。附屬構筑物（用房）內部的建筑構件應滿足現行國家標準《建筑設計防火規范》GB50016的規定。隧道結構防火措施包括耐火涂料或耐火材料，在內襯中加入聚丙烯纖維，或安裝防火板。設計了隧道的主體結構和附屬結構，并考慮了隧道結構的結構，當結構不符合耐火要求時，應采取防火措施，以滿足耐火極限。隧道狹長，消防區劃分為功能分區。隧道應采用防火墻或耐火極限不小于3小時耐火構件將附屬隧道結構（室），如輔助隧道以及特殊的避難疏散通道和防火獨立和分離的隧道，形成獨立的防火區。隧道防火分區水平應以防火墻隔開，并對人員安全疏散和隧道連接的地方的一些附屬結構應設置在房間或傳輸通道，其口部應使用類平開防火門，用于輔助通道，橫向聯系車輛疏散和隧道的結構應使用耐火極限不低于3小時的防火卷簾[1]。

2.2 管溝分隔

隧道的通風、排氣、電纜、排水等應與防火隔離措施分開。在通風和排氣管道中，防火閥應安裝在防火構件兩側。在隧道邊的電纜溝應采用非滲透性的液體，以及電纜溝頂應高于表面的道路不應小于200mm。電纜溝穿越防火隔墻時，防火密封應在不低于1 h的不燃材料中密封。所附結構應位于隧道入口或疏散通道附近和疏散路線附近。耐火極限應與2 h樓砌塊的建筑構件分開，應在隔墻上設置。應設置防火報警和滅火設施的結構（外殼），需要配備人員的房間設置通風防煙系統。對柴油發電機室隧道電力，除了滿足上述要求，還要進行存儲設置，總儲量不應超過1m3，石油存儲應用之間的防火墻和能自動關閉的甲級防火門及發電機房的其他部分分離，儲存電氣設備必須采取相應的防爆電器。

3 系統設置

在通道和弱電設備室設置三個消防報警控制分機，隧道控制中心設置一個消防報警控制主機，通過專用網絡建立一套集中分布式的聯網火災報警系統。隧道頂部兩個探測器進行并聯配置。在汽車隧道的側壁上，設置每40m或50m的手動報警按鈕，并與滅火器和消火栓共用一個盒子，有煙霧探測器，熱探測器，手動報警按鈕，聲學報警和超細干粉滅火和控制系統。隧道安全門上方設置聲光報警系統，指導人員及時疏散。監控中心可接收所有路段的人工報警、火災探測器報警信號、消火栓按鈕和手動報警按鈕等設備的自動和手動報警信號，并通過圖像監控系統確認火災。必要時，要求消火栓泵、泡沫泵和噴水泵強制啟動控制（即遙控），并接收反饋信號。

4 地下水對隧道消防給水設計的影響

維持地下水的穩定性是提升隧道消防的主要影響因素。隧道在建設的過程中要避免破壞原始地下水系統的平衡性，形成地下水壓力區，改變開挖后地下水的流向。研究表明，隧道開挖后，隧道周圍一定范圍內形成圍巖松動區，在這范圍之內，因為原始地應力調整，圍巖變形，裂紋張開，使地下水沿開放性骨折進入隧道，隧道開挖輪廓線、形式，還是根據原來的路線地下水徑流法。由于地下水徑流路徑的改變，隧道附近的地下水流增大，為滲漏提供了充分條件。

5 隧道消防給水中地下水系統設計

隧道洞上方的空心洞要填進去，可以疏通隧道內的水池和渠道，減少池塘或溝渠中的水。隧道開挖，盡量使用控制技術如平滑預裂爆破，盡量減少開挖擾動地層松動爆破，減少面積，降低隧道地下水的危害。防止水環開挖，或減少隧道內地下水滲流。對于停止軟管，留茬是防水的薄弱環節。彈性密封膠用于延遲膨脹。在施工過程中，由于水和濕度的作用，高彈性密封膠在澆筑混凝土之前已膨脹，導致后期止水功能喪失。解決這一問題通常是緩慢膨脹的過程，即在后期做膨脹水提供一定量的空間，增加彈性密封膠與混凝土基礎之間的密度。

防水混凝土的合理配置。由于防水混凝土結構的認識是局部的，往往只有混凝土的抗滲等級，其滲透性誤差較高，在混凝土的施工中發生的滲漏等都會造成隧道質量問題嚴重。混凝土硬化通過過早蒸發減少混凝土水的凝結。利用固定塑料等方式進行的隧道消防施工能夠更好地避免水滲漏情況的發生，基本保證防水板的完整性和封閉。

6 結語

高速公路快速發展使人們對隧道消防給水越來越關注，技術人員對隧道消防給水設計也愈加重視，在水源選擇和系統構建上不斷進行整體性優化，完善工程施工建設方法，利用先進的設備進行隧道調試。公路隧道消防給水是構建安全高效公路運輸環境，保證人們基本出行安全的重要內容，其中水源選擇和系統設計是隧道消防給水設計的關鍵。

【參考文獻】

【1】蘇洪濤，程濤，汪齊.高速公路隧道水消防系統設計探討[J].中國水運月刊，2016，16（5）：228-229.endprint