西安市科技八路（河池寨立交–太白路）隧道消防给水设计

西安市科技八路（河池寨立交–太白路）隧道消防给水设计

贺小军黄裕

上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司上海200092

摘要：西安市科技八路（河池寨立交–太白路）隧道全场约3.8公里，为目前西安在建公路最长隧道，通过对隧道消防系统的设计，为同类工程提供参考。

关键词：隧道；消火栓系统；泡沫-水喷雾联用灭火；灭火器

西安科技八路向西连通京昆高速，是衔接城市内外的窗口。科技八路隧道是贯穿西安高新区的东西向交通干道之一，西起河池寨立交，东至太白路，主线按双向六车道快速路标准实施，辅路为双向四车道（机非混行），主线设计速度60km/h，辅路设计速度40～50km/h，隧道总长为3.8公里。

西安科技八路隧道位置示意图

隧道火灾由于其狭长空间形式，致使火灾的发展和烟气的蔓延特性不同于一般建筑，隧道火灾以A/B类同时存在，以B类火宅为主，一旦发生火宅，隧道内部空间狭隘，火势扑救和人员疏散都将十分困难，往往会造成极具有破坏性和危险性的后果。目前国内外隧道消防形式主要采用灭火器、消火栓、泡沫消火栓、水喷雾系统、泡沫-水喷雾联用灭火系统。

1隧道消防设施确定

参考《道路隧道设计规范》（DG/TJ08-2033-2017），根据隧道封闭长度和预测单洞年平均日交通量，本项目为一类隧道。

2消防系统设计

（一）主要设计原则

1、隧道消防水源由科技八路城市给水管网接入，在消防市政进水管设置总水表计量，市政给水水压0.25MPa；在西侧管理用房地下二层内设消防泵房及屋顶最高处设消防水箱，保护整个隧道的消防安全。

2、本隧道同一时间内发生火灾数按1处考虑，隧道内消防给水采用消火栓及泡沫-水喷雾联用灭火系统，泡沫采用混合比例为3%的低倍数水成膜泡沫。

3、隧道灭火器采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器，隧道内电缆夹层采用无源型脉冲超细干粉自动灭火装置保护。

（二）主要设计参数

1、室内消火栓消防用水量取20L/s，室外消火栓消防用水量取30L/s；消火栓火灾延续时间取3h，管理用房屋顶设置高位消防水箱有效容积18吨。

2、泡沫-水喷雾联用灭火系统喷雾强度6.5L/min.m2，泡沫采用低倍数水成膜泡沫，混合比例为3%，泡沫混合液的持续喷射时间20min，总的喷射时间60min，最不利喷头压力0.35MPa。

3、灭火器采用手提式磷酸铵盐干粉，每个点设置4具5公斤干粉灭火器；电缆层内每个脉冲超细干粉自动灭火装置干粉剂量为2kg。

（三）消火栓系统

1、消火栓系统为临时高压系统，在东侧管理用房地下二层设置集中消防加压泵房内设二台消防加压泵（单台水泵参数：XBD8.2/20G-FLG，Q=20L/sH=80mN=37kwn=2900rpm，一用一备）及二台消防稳压泵（单台水泵参数：XBD3.5/1W-CK5-6，Q=1L/sH=30mN=1.1Kwn=2900rpm，一用一备，并配V=150L隔膜式气压罐一个），消防加压泵从615吨消防水池抽水，消防加压泵有二根出水管分别与隧道内消防环网连通，为提高隧道内消防给水安全性及减少延程水力损失，在隧道消防环管设置3处连通管，连通管及消防环管设置必要的检修阀，以保证任何管段发生事故或检修时阀门时的切换。

2、室内消火栓箱：采用SG24B65Z-J型消火栓箱，箱中配Φ19的软管卷盘、DN65单出口消火栓，QZ19水枪一支及消防报警按钮等；消防箱布置间距小于50米。

（四）泡沫-水喷雾联用灭火系统

1、系统设计为临时高压系统，系统设有泄压防超压措施；在东侧管理用房地下二层设置自动喷淋加压泵三台（单台水泵参数：XBD12.5/55G-FWG，Q=55L/sH=125mN=160kwn=2900rpm，两用一备）、二台喷淋稳压泵（单台水泵参数：XBD14.0/3W-CK15-12，Q=3L/sH=140mN=11kwn=2900rpm，一用一备，并配V=150L隔膜式气压罐一个）及平衡泡沫供液装置等，喷淋加压泵从消防水池抽水加压供水至自动喷淋系统，隧道泡沫喷雾控制阀组前均为环状供水，为提高隧道内消防给水安全性及减少延程水力损失，在隧道消防环管设置3处连通管，连通管及消防环管设置必要的检修阀，以保证任何管段发生事故或检修时阀门时的切换。

2、隧道内喷雾区间为25m，火灾时同时启动相邻两组喷雾区间，采用非吸气型隧道专用喷头及隧道泡沫喷雾控制阀组。处于伺服状态的泡沫喷雾灭火系统的供水管路和供液管路中充满消防水和泡沫液，并由稳压泵进行稳压。当隧道内发生火灾，在人员自救无法灭火或控制火势时，火势扩大，经由火灾探测器探到后，火灾报警控制器发出火警信号，并开始延时，提醒人员迅速撤离，延时结束后，泡沫喷雾灭火系统自动进入启动程序：火灾探测器探测到的火灾信号经火灾报警控制器分析和处理后，判定发生火灾的地点，并给最接近火灾中心的比例混合器（隧道用）发出启动信号，雨淋阀（减压阀）开启，消防水与泡沫液同时流向比例混合器，经比例混合器的作用形成泡沫混合液，混合液由泡沫喷头（非吸气型）以雾状喷出实施灭火。火灾报警控制器在向比例混合器（隧道用）发出启动信号的同时，启动消防泵和平衡式泡沫供液装置，分别向供水管路和供液管路源源不断的提供水和泡沫液。

3、喷头：隧道内机动车道选用隧道专用水成膜泡沫喷头（非吸气型），喷头由两个以上的独立喷头构成的组合型喷头，共四种型号：SZT146（PT-6.6-C）型K＝211.7喷头（保护面积为12.5×5m）SZT110/64-120（PT-5.4-C）型K＝173.2喷头（保护面积为9.5×5m）及SZT86/48-120（PT-4.2-C）K＝134.7喷头（保护面积为7.5×5m）；隧道内检修通道下采用ZSTWB34-90水喷雾喷头（保护距离为2.5m），K＝34，喷射角为90°。

（五）灭火器设置

隧道火灾种类均为A+B+E类设置手提式磷酸铵盐干粉灭火器，间距小于100米，两侧交错布置，每个点设置4具5公斤干粉灭火器，以供扑灭初期火灾使用。隧道内电缆夹层采用FZXA-2型无源型脉冲超细干粉自动灭火装置（干粉剂量2kg），安装间距2.5米，位置同电缆夹层下喷位置。

（六）室外消火栓系统

在隧道出入口设置直接取用市政给水的低压制消防系统，在室外消防环管上适当位置并在隧道入口的消防泵接合器处附近15m~40m处设置室外消火栓，室外消火栓间距不大于120m，保护半径不大于150m。

（七）水泵接合器

在每个隧道出入口室外设2套SQ150型室内消火栓水泵接合器，与室内消防供水管相连；另外在东侧管理用房集中消防泵房附近设置2套SQ150型室内消火栓水泵接合器及7套SQ150型水喷雾水泵接合器。

（八）消防管道保温

西安年极端最低气温-21.2℃，消防管道要考虑极端天气冬季冻结导致系统无法使用，本隧道出入口（有顶坡道）至隧道内部50米范围内的消防管（消火栓、水喷雾）采用电伴热保温防冻，另外包保温层（厚度为40mm），电伴热自控温度为5°C，其正常工作情况均反映在中控室。隧道内除电伴热保温防冻外，剩余部位全部采用外包厚度50mm的保温层防冻。保温材料采用难燃型发泡橡塑，导热系数小于0.037W/（m•k），氧指数≥32，真空吸水率≤10%，密度不小于46kg/m3，施工时用专用胶水粘合。

隧道典型暗埋段消防设备横断面布置图

3结语

由于泡沫-水喷雾联用灭火系统对A类和B类火均有控灭效果，与隧道的火宅特性相符，而被广泛应用于公路隧道中，泡沫主要由碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂、抗燥剂、助剂、极性成膜剂、稳定剂、抗冻剂、防腐剂、发泡剂等配制而成，有一定的有效期限及日常维护要求，实际工程中，要综合考虑隧道的运营需求、火宅风险、工程造价等因素选择合适的灭火系统。除隧道内设置可靠消防设施外，同时要加强管理人员安全责任认识，完善消防设施的配置与保养、加强专职及义务消防队的建设、消防安全教育与培训制度全面落实等相应解决问题的对策，以保证公路隧道的消防安全。

参考文献：

[1]沈学良南京玄武湖隧道工程消防设计探讨《地下工程与隧道》2004，52-55

[2]王松林武汉东湖通道工程水下隧道消防设计《铁道标准设计》2015，89-93

[3]上海市工程建设规范DH/TJ08-2033-2017《道路隧道设计标准》