城市地下工程給排水消防設計方案

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西西安 710075）

城市地下工程的空間問題比地上工程的空間問題突出，在建設的過程中，應考慮地質環境、防洪排澇和緊急情況下的人員疏散等問題。地下工程的建設具有難度大、建設成本高、工程驗收要求更嚴格等特點，使地下工程的給排水消防設計成為設計人員的挑戰難題。地下工程的給排水消防設計經過多年建設積累，已經取得不錯的成績，但仍存在許多設計難點。

1 工程概況

本項目位于柳州市柳北區，工程范圍為西起濱江路，東至雙沙路交叉口西，是古靈大道的其中一段。

主線過新園路交叉口始下行，經過敞開段進入暗埋段，地道頂面為生態公園，暗埋段延伸至在雙沙路西側抬升進入敞開段，順接到現狀雙沙路交叉口，在地道敞開段兩側設置輔道和掉頭車道，下穿地道主線全長2 140 m，敞開段長為240 m，暗埋段長為1 900 m。

古靈大道匝道中，接新園路右轉車道39 m，縱四十七路右轉車道73.4 m，右轉車道73.4 m，接縱四十八路右轉車道73.3 m，右轉車道73.5 m，接青西路右轉車道66.3 m，右轉車道65.6 m，接地下停車庫右轉車道54.6 m。

2 設計原則

本工程的給排水消防設計原則本著“以人為本”的設計思想，堅持安全、經濟、可靠及節能的設計宗旨，提高對新技術新設備的使用比例。柳州地區夏季有大暴雨，在設計時應充分考慮季節因素，采用50年一遇的防洪標準進行設計，消防設計采取“預防為主、防火結合”的原則。

當地下隧道發生火災時，系統應迅速檢測火災并報警，得到隧道管理站的確認后，實施消防滅火。地道內應配備火災自動探測設備以便第一時間發現火災，需要配備易于識別和操作的手動報警設備。為了保證在火勢影響不大時撲滅火災，隧道內應提供滅火器，可在弱火勢時及時控制火情并減少火災損失。

3 給排水設計

3.1 排水設計

地道排水系統包括雨水、廢水的收集和排放，雨水指地道洞口敞開段的雨水，廢水包括地道內、外消防廢水、地道內沖洗廢水和土建結構滲漏水。排水系統采用高排高、低排低的排水系統進行簡單排放。

雨水量計算如表1所示。

表1 雨水量計算

在地道敞開段外設置橫截溝，截流上游路面部分雨水，重力流排入市政雨水系統。敞開段雨水通過敞開段邊溝及橫截溝收集至地道兩端的雨水泵房，加壓提升后排出；地道廢水通過暗埋段邊溝及橫截溝收集至地道低點的廢水泵房，加壓提升后排出。

3.2 給水設計

本工程給水采用穩高壓供水方案，經調查，地道東側雙沙路設置有DN900市政自來水管道，水壓約0.3 MPa，流量約350 L/s，消防水源采用DN100管道就近從此管道上接水。

在地道主線K4+227南側側壁設消防泵房和消防蓄水池（600 m3），消防低水位池水（消防系統）采用“消防泵+穩定泵+氣壓罐”的供水方式，直接將低位水池內儲存用水加壓至左右隧道（洞）消防主管道。

本項目采用無毒膠囊作為供水載體，可以隔離氣和水，且只需充一次氣便可滿足全年運行使用。穩壓泵啟動后水流會逐漸進入水室，水壓力逐漸上升，氣室中的氣體在壓縮隔膜作用下膨脹；水位下降氣室中的隔膜逐漸收縮，水室被擠壓通過反復不斷的循環工作，以充分發揮其作用。

通過電壓力表和電控箱控制水泵的運行，達到一定壓力時會自動連續供水?；饎莅l展時，按下消防泵啟動按鈕同時打開室內消火栓，立即噴出許多水流，電壓力表發出火災信號自動啟動消防主泵[1]。

本項目共設置4處雨水泵房及8處廢水泵房，設置情況如表2所示。

表2 排水泵房設置 單位：m

4 消防水泵設計

根據計算本工程消防水泵房需要布置2臺消防專用水泵、2臺消防穩壓泵、1套成套供水設備，用其將自來水加壓送至地道內各消防主干管[2]。

水泵房需要布置1臺配電柜（內含ATS雙電源自動切換裝置），雙電源引自地道進口端變電所不同低壓母線段，經分配后為消防水泵、穩壓泵、排污泵供電。

2臺消防水泵1用1備，每臺功率75 kW。消防水泵供電采用逐一對應供電方式，供電電纜采用礦物絕緣電纜。

泵房內設2臺穩壓泵，每臺功率11 kW，供電電纜采用礦物絕緣電纜。

泵房集水坑內設1臺排污泵，用其排放泵房內供水管道和消防水泵、穩壓泵滲漏水。排污泵功率2.2 kW，供電電纜采用礦物絕緣電纜[3]。

5 消防設計

5.1 地道內消火栓設計

地道內消火栓口壓力：0.3 MPa＜P＜0.5 MPa，可應對汽車交通事故或汽車燃燒引起的火災?？紤]隧道的特殊性，消火栓箱內須根據規范要求配備可以穩定減壓的消火栓1套、25 m的DN65水帶2條、Ф19 mm水槍2支、防毒面具2個、消防水泵啟動按鈕1個。

根據公式計算，用水量按照25 L/s考慮隧道內消火栓，消防水槍的最小流量至少保證不低于5 L/s，一次性考慮5支水槍同時使用，消防水槍噴射的水柱距離在10 m以上，消火栓供水應滿足1次滅火時間不低于3 h[4]。

消火栓箱體采用鋁合金板，消火栓的箱門門框采用高強度路合金制作；消火栓的箱門開啟后延伸位置不能觸及土建主體界限，應保證消火栓箱體外有醒目的消火栓和滅火器等顯眼標志，采用平開式的消火栓箱門；布置消火栓啟閉閥門時應充分考慮方便操作使用，閥門的距離不小于140 mm距箱側面位置；平正牢固的安裝消火栓箱體，不應破壞墻體的耐火和防火性能。

5.2 室外消火栓設計

室外消火栓的閥體閥蓋對壓力的要求較高，要求承受2.4MPa的水壓維持2 min。室外消火栓箱體安裝不得出現破裂現象，安裝位置距離出入口距離應穩定在10 m左右，螺紋出水口和快速連接卡扣安裝后應保證沒有出現降低使用功能的損傷；消火栓的閥桿安裝完成后應維持平穩靈活的狀態，不得出現松動現象；消火栓固定接口要求密封性良好，安裝后需要通過密封性能試驗；室外消火栓安裝位置應遠離易碰撞地段，不可妨礙交通運行。

6 結語

隨著城市地下工程的建設發展，未來地下工程建設會越來越重要，洪澇發生時，地下給排水設施不完善會影響地下設施的使用。地下工程發生火災會造成重大的經濟財產損失，會對人們的生命安全造成嚴重威脅。為了降低洪澇和突發火災可能造成的安全風險，須將地下工程的給排水消防設計放在首位，給排水消防設計涉及較多工程建設，應堅持以人為本的建設理念，不斷利用新的科學技術手段提高設計高度。