水下城市道路隧道工程給水消防設計新思路

   長大水下城市道路隧道主要指隧道封閉段長度超過3 km的水下道路隧道。從水下道路隧道消防滅火理念、水下道路隧道工程特點、工程造價等角度，對其消防給水和消火栓系統等提出如下觀點：水下道路隧道兩端應分別設計一套消防供水設施，設計時應優先采用帶穩壓泵的臨時高壓供水方式；設置困難情況下消火栓系統管網在匝道內可以是支狀；同時認為應按水下道路隧道的消防理念布置消防設施，且應按其工程特點和造價調整消火栓管網布局。

   長大水下城市道路隧道主要指隧道封閉段長度超過3 km的水下道路隧道（以下簡稱水下道路隧道）。目前，我國的水下道路隧道越來越多，其消防設計也愈來愈受到重視，現在設計的主要規范依據是《建筑設計防火規范》(GB 50016-2014,以下簡稱“建規”）和《消防給水及消火栓系統技術規范》（GB 50974-2014，以下簡稱“消規”），由于這兩本規范主要適用于工業和民用建筑，對水下道路隧道設計而言，具有一定的局限性。為此本文提出了一些針對水下道路隧道消防的觀點、思路和要求，以彌補目前規范的不足。

1.水下道路隧道兩端應分別設計一套消防供水設施

      規范里沒有明確一個隧道工程應該設計幾套消防供水設施，一般情況下，認為同一時間內火災次數為一次的獨立工程，只須設計一套消防供水設施，如一般的公路隧道和城市道路隧道，以降低工程造價和方便管理。

      但對水下道路隧道，應該在隧道兩端分別設計一套消防供水設施，負責相應范圍內的消防給水需要。主要原因有兩條：第一，水下道路隧道兩端往往是兩個消防行政區管理范圍，無論從消防人員、設施管理，還是從及時救援角度而言，水下道路隧道兩端分別設計一套消防供水設施應該更合理；第二，由于水下道路隧道較長，并且一般為V型坡或W型坡，將水下道路隧道的消防系統分成兩個獨立的消防系統，并以最低點為分界線，消防水泵需要的揚程會小得多，消火栓管網壓力等級會降低，從而降低工程造價。

2.水下道路隧道應優先采用帶穩壓泵的臨時高壓供水方式

      水下道路隧道消防水源一般分為市政給水和消防水池供水兩種。水下道路隧道一般不具備設計高位水池的地形條件，所以一般不采用高壓消防給水系統供水。一般由市政給水管網保證水下道路隧道的隧道外消防給水；同時，消防水池儲存隧道內消防給水；即隧道外為低壓消防給水系統，隧道內為臨時高壓消防給水系統。特殊情況下，隧道口不具備雙路供水條件，在隧道口設計消防水池儲存室外消防水即可。

      由于水下道路隧道的地形，一般也很難設置高位消防水箱，根據“消規”第6.1.9條，“應設置高位消防水箱，當設置高位消防水箱確有困難，且采用安全可靠的消防給水形式時，可不設高位消防水箱，但應設穩壓泵”，這種做法在國內相當普遍，并且得到相關部門的認可。所以，水下道路隧道可不設高位消防水箱，但應設穩壓泵，按照《氣壓給水設計規范》（CECS 76:95）計算穩壓泵與穩壓罐參數。

但是，當水下隧道埋深很深時，可考慮分區供水方式，如青島海下道路隧道，供水分上下兩個區，上區為帶穩壓泵的臨時高壓供水方式，下區為高壓供水方式。

3.主隧道內消火栓系統管網應為環狀，匝道內可為支狀

       一般水下道路隧道，其隧道外消防水量均大于30 L/s，且隧道內消火栓數量大于10個；如果根據“消規”第8.1.5條要求，隧道內消火栓系統管網應布置成環狀。實際水下道路隧道工程中，其主隧道消火栓系統管網設計成環狀很容易，但對匝道消火栓系統管網布置成環狀就難度比較大；主要體現在兩個方面：第一，水下道路隧道的管溝里要布置的管道比較多，如消火栓管道、自動滅火系統管道、電力電纜、電信電纜等，如果在匝道雙側均要布置消防管道，會增加管溝大小，從而增加工程造價； 第二，“建規”第12.2條也只要求隧道單側設計室內消火栓箱，也就是說，設計兩條消火栓管純粹是為了成環。所以，筆者認為此條規定值得商榷。

一般情況下，匝道上車輛少，并且車速低，起火概率也低；而且匝道上車輛火災時，其他車輛繞道距離短（通過其他匝道、主道），消防車可快速到達火災點，直接滅火。因此筆者認為“在條件困難時，匝道內消火栓系統管網可以布置成支狀”，并且在實踐中也得到有關消防部門認可。

另外，考慮到服務隧道內一般無可燃物，燃燒后果也不嚴重時，應該可以不設消火栓系統，以節省投資。

4.應按水下道路隧道消防特點布置消防設施

4.1隧道內消火栓的選型和間距

      “建規”第12.2.2條，“應在隧道單側設置室內消火栓箱，并且箱內配置1支噴嘴口徑19 mm的水槍、1盤長25 m的水帶，配置消防軟管卷盤”；并且“隧道內消火栓的間距不應大于50米”；而“消規”第7.4.6條，“一般情況下，應滿足同一平面內有兩支水槍的兩股充實水柱同時達到任何部位的要求”。這兩條應用于隧道消火栓系統其實是相互矛盾的。所以，很多設計將單口單閥消火栓改成雙口雙閥消火栓，以滿足“消規”第7.4.6條要求。筆者認為這種做法欠妥，主要是兩方面原因：第一，雙口雙閥消火栓有致命的弱點，即在雙口雙閥消火栓附近起火的話，其他消火栓也保護不到，所以盡量少用；第二，消火栓數量增加1倍，閥門數量要增加2.5倍，不單是投資增加，關鍵是管網出現故障概率大大提高，因為閥門損壞的概率比管道損壞概率大得多。

為了很好地解決這一問題，還得從水下道路隧道的消防滅火理念說起。水下道路隧道滅火理念和一般的建筑消防滅火理念不同；在火災的不同階段，其作用也不一樣，其滅火人員和滅火設施比較見表1。

      表面看兩種消防模式大同小異，其實有很大區別，水下道路隧道火災消防特點具體表現如下：

(1）在初期火災階段，消防隊員趕到火災點之前，一般是由司機、乘客等人員使用消防卷盤和消火栓搶撲滅初期小火，此時消防主泵尚未啟動，在這段時間段內一般由穩壓設施提供消防水量水壓，水量只能滿足一支消火栓要求；且初期火災較小，煙霧也少，如撲救及時一支水槍能夠滿足滅火要求。所以，設計雙口雙閥消火栓沒有必要，設計標準按滿足一支水槍的一股充實水柱達到任何部位的要求即可。

(2）正常消防救援階段，消防隊員及消防車趕到現場，消防水泵已啟動，一般是由隧道專門消防人員使用消防車及部分隧道內消火栓撲滅火災；這時火災比較大，道路隧道內火災情況和建筑內火災情況性質已完全不同，從滅火不利角度而言，道路隧道內煙霧很大，火災下風方向的隧道內消火栓已完全不能使用；從有利角度而言，第一批消防車能直接到達火災現場，消防主泵已開啟；這個時候，消防人員優先使用消防車上的消防槍滅火，隧道內的消火栓作用可類似于市政消火栓，所以，隧道內消火栓布置間距可參考市政消火栓布置，考慮到下風方向消火栓沒法使用，將消火栓間距定為50 m左右較合適。不能生搬硬套“建規”第12.2.2條來布置隧道消火栓。

（3）特殊階段，一般指發生特大火災時，主要由城市消防人員滅火，使用工具為消防車撲滅特大火災。消防水源為消防泵和水泵接合器供水，隧道內消火栓完全和市政消火栓一樣給消防車供水。

       綜上所述，按“建規”第12.2.2條要求設計單口消火栓即可，不必按“消規”第7.4.6條來布置隧道消火栓。

4.2消防水泵接合器的位置和數量

      “建規”第12.2.7條“隧道出入口處應設計消防水泵接合器和室外消火栓”，這種說法比較模糊，“隧道出入口處”是否包括匝道出入口？一共設計多少套室外消火栓和水泵接合器？

      有的設計人員只要出入口就布置水泵接合器，并加設自動滅火系統的水泵接合器，數量很多，隧道外消火栓自然也隨之設置很多，筆者認為這種方式不妥。主要有如下3方面原因：第一，過度設計水泵接合器導致管理混亂，消防車不知道往那里跑；第二，消防車容易和疏散車流交叉引起混亂；第三，隧道內消火栓管道流量有限，能補充的消防水量也有限，過度設計水泵接合器是沒有用的?？紤]到消防車一般容易通過主隧道接近火災現場，并且主隧道上消防水管成環，水泵接合器接在環狀管網上效果好，所以，一般將消防水泵接合器設計在主隧道出入口附近，并且布置在車道右側，因為這樣布置有利于消防車補水時和疏散車流不沖突。按隧道消防系統設計流量控制水泵接合器數量。

4.3隧道外消火栓布置和數量

       在水泵接合器40 m范圍內設計隧道外消火栓，并且隧道外消火栓布置應和水泵接合器設置在道路同一側；根據隧道外消火栓用水量確定室外消火栓數量；另外匝道口附近的隧道外消火栓距離匝道口盡量在120 m以內。

隧道 消火栓 道路

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