公路隧道消防灭火系统优化设计研究

公路隧道消防灭火系统优化设计研究

郑博

陕西交通控股集团公司

摘要：国内公路隧道消防灭火系统水平整体偏低，在交通流量持续增长的情况下，存在不同程度的消防安全隐患。公路隧道的消防设计应综合考虑隧道类型、交通流量、疏散能力、救援水平以及地理位置等因素，选择合理适宜的消防灭火系统，以逐步提高公路隧道的消防安全设防水平。基于此，本文主要分析了公路隧道消防灭火系统优化设计。

关键词:公路隧道;标准规范;火灾试验;消防灭火系统

中图分类号:U459．2文献标志码:A

引言

当前，面对公路隧道消防系统灭火设施设置中存在的问题和弊端，在今后的发展过程中，相关人员应该结合具体情况，科学对公路隧道消防系统进行设计，并强化基础工作，保证各个工作流程可以有序进行，从而确保消防系统运行的稳定性、安全性以及可靠性，进而推动我国交通运输事业的长久发展和进步。

1公路隧道火灾的特点

1)隧道结构具有狭长、空间小和封闭的特点，因此，一旦发生火灾，会出现人员疏散难、排烟散热难、消防救援实施难的问题，很容易造成重大的人员伤亡和财产损失这样极其有破坏性的后果。

2)隧道内一旦发生火灾，相对封闭的空间内将消耗大量氧气且产生大量有毒气体，其中CO的危害性最大。大量的案例表明，由于氧气含量低，有害气体含量较高时会导致洞内人员丧失逃生能力而被困于隧道中。

3)隧道内一旦发生火灾，车载货品、燃油将同时燃烧，火势蔓延迅速，持续时间长，灭火难度大，尤其是当隧道内交通拥堵时，更易引发二次火灾，造成更大的伤亡和经济损失[1]。

4)隧道内发生火灾时，温度常常高达1000℃，对于衬砌混凝土结构，在高温作用下，钢筋与混凝土的黏着力基本丧失，钢筋的抗拉强度下降致使结构的整体承载力降低，甚至完全丧失，最终可能会造成混凝土剥落甚至隧道崩塌。

2公路隧道消防灭火系统优化设计

2.1强化消防系统的选择

当前背景下，虽然我国公路的发展越来越好，但与此同时，隧道出现火灾的概率也逐渐上升。因此，相关部门也加大了对这一问题的重视程度，强化了对隧道消防的要求。所以，为了可以从根本上降低火灾问题的出现概率，在今后的发展过程中，应该不断强化对隧道消防系统灭火设施的合理设置，科学的选择消防系统。首先，应该对公路的交通等级进行明确，结合等级确定隧道消防系统。其次，了解以及掌握公路隧道的交通量以及长度，来确定交通的等级。如果隧道的等级为A级或者A+级的时候，那么公路隧道应用灭火器、消火栓以及固定水成膜泡灭火装置组成的消防系统。

2.2隧道监控组成

服务器（1+1热备）、系统主机、图形计算机（子计算机）、报警处理计算机、通信计算机、隧道出口配电室工控计算机组成隧道控制室计算机局域网。安装GTT802.3以太网光纤收发器以实现信息共享。在公路隧道监控系统中，主机主要是负责对所收集到的相关数据信息以及图像进行处理分析，并且主机可以监控各个运行过程中的状态并及时报错。计算机软件的后台运行，隧道路段的数据生成都是由辅助计算机完成，并且对主机所传输的数据进行检测，经过图像处理将图片加载成彩色图像，传输到中控室的监视器。隧道内部的照明、通风，以及相关控制都是通过辅助计算机的人机界面完成。中央计算机为隧道监控的核心，除此之外，隧道控制室还配备了监控大屏幕、通信控制器、控制台等运营管理设备。监控软件系统的组成：网络软件、通信软件、应用软件。

2.3消火栓与灭火器

按现行设计规范，在隧道的土建部分应联合采用消火栓与灭火器，形成完整消防系统，在隧道走向上按照50m间隔距离进行设置。隧道上行线的灭火器与消火栓数量分别为87个、29套；下行线的灭火器与消火栓数量分别为84个、28套。在消火栓中，水枪、栓口和水带应采用相同的规格。因本隧道处在偏远山区，市政供水无法供给，故需在上、下行线之间布置容量不少于150m3的消防专用水池，采用水管将其引到隧道当中，给水管应形成环状，使用阀门进行分段，这样能防止管道堵塞造成所有消火栓都无法使用。消防水池只能用于隧道消防，将雨水和山泉水作为水池的水源，保证最低水位条件下用水需要，为使水质可以满足要求，还应设置沉淀池，通过专门水泵的设置保证最不利点的实际压力符合要求[2]。

2.4隧道照明系统

（1）按回路控制

在LED光源大量应用之前，分回路按洞外亮度L20(S)或按时序控制加强照明的方式大多被采用，该控制通过切换照明电路来增加或减少工作灯，达到控制照明的目的。其优点在于控制系统组成简单、控制可靠;其缺点在于节能性差、照明效果较弱。

（2）回路控制调光系统

主要采用双绞线传输PWM信号，PWM接口驱动根据PWM占空比调节输出电流，从而调节亮度。其优点是接口电源驱动价格较低，缺点是只能回路调光，不能进行单灯调光控制，可以作为一般的自动控制方式使用，但不符合智能控制的条件。

2.5隧道通风排烟

隧道采用分离式结构，在对区域自然条件、实际交通量等进行综合考虑的基础上，设计决定采用射流风机进行通风排烟，将两台射流风机作为一组，风速按29.6m/s控制。如果隧道中发生火灾，则射流风机可以至少运行1h，通风速度需要保持在2.5m/s，且上、下行需要启动至少10台射流风机。本隧道采用横向通风的方式，该方式实行侧送侧排，充分利用横向通道，保证隧道中的人员可以呼吸到新鲜的空气，避免火势快速蔓延

[3]。

2.6设置消防水池

通常情况下，出现下述情况时需要布置消防水池:第一，当铁路隧道紧急救援站在布置有消火栓系统是需要设置消防水池;第二，当隧道线路为客货共线隧道，其长度≥5km时，需要在隧道两端洞口位置布置高位水池。第三，当客车用水量比较大，并且站去管网供水能力达不到消防用水量的基本要求是需要设置消防水池。第四，当给水系统压力和流量达不到扑灭火灾消防要要求时需要布置消防水池。在布置消防水池时，要求消防水池的容量可以达到火灾延续时间内的室内消防用水量和室外消防用水量不足部分之和。消防水池的高度要控制在6.0m以内。用于扑灭火灾的消防水池可以在基本站台的位置设置。在设置水塔时，当水塔具备消防供水的条件是，桥隧工程需要结合四季情况确定消防水池的容量。

2.7闭路电视监控系统的构成

公路隧道内闭路电视监控系统并不是一个独立存在的系统，它与自动报警系统相连，相辅相成。当中控室接收到报警信号后，闭路电视监控系统会快速切换至报警地点的视频画面，使值班人员快速了解到隧道内的事故具体情况，并对其采取相应的消防措施。由于公路隧道内火灾的严重性远远高于其他事故，因此公路隧道内火灾事故拥有最高优先级，当隧道内发生火灾时，闭路电视监控系统会第一时间将图像切换到火灾区域，并发出报警信号第一时间通知相关工作人员。闭路电视监控系统不仅可以监视隧道内外的环境情况，该系统还可以检查隧道内外摄像机的工作情况和故障状态，并将此信息反馈到中控室。

结束语

随着城市建设的不断发展，区域路网不断完善，城市交通隧道修建的越来越多，与一般隧道相比，城市交通隧道交通高峰时间长，交通量峰值大。由于隧道建筑结构复杂，近乎封闭区间，一旦发生火灾，人员疏散逃生和消防救援都比较困难。隧道路段作为公路中的一个事故点，发生事故后，若未能及时采取救援措施，将引起火灾事故。为了减少公路隧道火灾事故的发生，很多学者开始留意公路隧道的消防安全，并对其展开了研究。

参考文献

[1]靳国祥，岳磊.高速公路隧道机电消防系统工程建设研究[J].消防界：电子版，2016（10）：84-86.

[2]杨超，陆土耀.高速公路隧道机电消防系统工程建设标准[J].消防界：电子版，2016（10）：85-86.

[3]王在前.高速公路隧道机电消防系统工程分析[J].中国建材科技，2017，26（04）：166-168.