高速公路隧道水消防系统设计

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摘要：针对山区高速公路隧道水消防系统设计难度较大这一问题展开分析。主要研究了水消防系统中的水源确定问题，包括做好取水构筑物设计、科学选取水构筑物、建设低位水池等内容。从科学控制供水管网的具体压力大小和消防用水量两方面，对高速公路隧道内各项供水设施的管理工作进行分析，最后通过高速公路隧道水消防系统设计实例对其水源及具体设计方案进行研究。

关键词：高速公路；隧道；消防系统；低位水池

1确定水消防系统中的水源

水源是高速公路隧道水消防系统中供水的关键，多数高速公路的地理位置都十分偏僻，难以对城市供水管网进行应用，因此通常都是在高速公路隧道周边选取天然水源。

1.1做好取水构筑物设计

取水构筑物设计过程中要对水源处的水文情况、地质状况等各项内容进行详细勘察，但是从高速公路建设的具体情况来看，有些高速公路建设区域的水文资料不全，这对取水构建物的建设造成了较为严重的影响。例如，在高速公路隧道建设过程中，经常会取山间溪流，但是遇到断流，会出现打管井100m但是仍然无水的情况，此时不得不另寻水源，导致工程无法按期竣工，从而造成经济损失。高速公路隧道建设过程中，隧道水消防设计人员应当尽早参与到项目中，对各项资料进行收集，确保最终取水的合理性[1]。

1.2科学选取水构筑物

消防取水构筑物主要有管井、湖泊水库取水泵、大口井等。在一些水源短缺区域，没有地表水资源可用，只能通过管井来完成取水作业，在有河流的区域，可以直接应用地表水。如果高速公路隧道所在区域，地下水层约为5m，底板埋藏深度不到15m，且该区域具有丰富的水资源，可以通过设置大口井来实现取水。

1.3建设低位水池

低位水池的设立要根据实际情况而定，设置了低位水池也存在容积大小的问题。相关规范也并未将低位水池定义为隧道消防系统中不可或缺的一部分，只要高位水池的存储量能够满足一次消防用水的具体要求，且能够在48h内完成补水即可。人为因素和天气变化都会对附近的消防水源造成影响，这就需要利用洒水车和消防车从更远的地方运水来开展消防工作，难以掌握运水时间，对于消防工作十分不利。此时设置可以满足存储一次消防用水量的低位水池对于保障消防用水来说能够发挥重要作用，因此在高速公路隧道消防系统设计过程中，要根据实际情况建设低位水池，才能将其的作用最大化。

2高速公路隧道各项供水设施设计

隧道内供水管网包括的内容很多，都会对消防工作造成一定影响，在实际设计过程中，需要做好对各项内容的合理设计，具体内容如下。

2.1科学控制供水管网的压力

供水管网的压力范围主要取决于系统中采用的消防栓、水成膜灭火装置等设施的正常应用。消防栓和水成膜灭火装置都设置在同一个消防洞室内，两者在实际作业过程中，共同应用同一套供水系统，因此水成膜灭火装置或消火栓的最低工作压力（取较大者）就是整个系统在实际运行过程中的具体控制压力，系统中最不利点的最小工作压力是两者中相对较大的点。消防栓口处的水压力要确保水柱在10m以上，栓口流量不得小于5L/s，这样才能满足灭火要求，同时水成膜灭火装置的最低工作压力应当控制在0.4MPa。由于多数高速公路隧道都不在消防站保护范围内，在发生火灾时，消防人员难以快速抵达火灾现场，火灾的前期扑灭工作主要依赖司机和乘客，应用减压型消防栓的作用非常重要，由于其使用简单，只要具备一些简单的消防知识都可以使用[3]。为了确保消防系统在实际运行过程中不会出现问题并延长设备的使用寿命，应当将管网的实际压力控制在合理范围内，通常消防栓栓口静压力应当控制在1.0MPa以内。

2.2消防用水量的选取

根据《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974—2014第3.6.1条“消防给水一起火灾灭火用水量应按需要同时作用的室内、外消防给水用水量之和计算”；《公路隧道设计规范》（第二册-交通工程与附属设施）JTGD70/2—2014第10.2.6条规定“隧道发生一次火灾消防用水量仅为隧道内用水量”；云南省工程建设地方标准《公路隧道消防技术规程》DBJ53—14—2005第5.2.1条规定“隧道消防用水量应按隧道内、外消防用水量之和计算”。结合山区高速公路的特点，隧道消防用水量应按隧道内、外消防用水量之和来选取。

3高速公路隧道水消防系统设计实例

3.1工程概况

武倘寻高速公路为双向六车道，设计速度为100km/h。按第20年（2040年）设计交通量为52230辆/日（小客车）。各条隧道建筑限界：净宽14.75m，净高5.0m，钱家村隧道、禄劝1#隧道是该高速公路中的一个重要构成部分，在隧道建设过程中，应当做好水消防系统设计工作，确保隧道发生火灾时，能够及时完成灭火作业，避免火灾造成严重后果。钱家村隧道为一座分离式隧道，左幅隧道长895m，右幅隧道长890m。隧道进口端标高为1823.4，出口端标高为1797.31，隧道进出口端高差为26.09m（以左幅计算），高位消防水池应设于进口端。

3.2消防系统的水源

3.2.1水源一

钱家村隧道进口端右幅附近800m左右有一条河流（平坝村河道），通过目测该水源流量不满足隧道消防用水要求，旱季有可能会出现断流的情况，且该河道为村民灌溉农田用水。取水还应取得相关部门的认可，如果采用此水源，将会导致前期投资增加，后期维护管养费用较高，因此在设计过程中，不会应用该水源。

3.2.2水源二

钱家村隧道出口端K3+750处，现施工单位打钻了一口临时用水水井，此井深度约为150m左右，出水量约为200m³/d（8.0m³/h）。但该水井位于钱家村隧道出口端（低端位置）；距离禄劝1#隧道进口端隧道变电所200m左右。若把2个隧道合为一体考虑，管道工程量将增加800m左右，且此深水井的出流量无法满足隧道水源要求。

3.3具体设计方案

在具体设计过程中，要对安全、维护、经济、技术等多项内容进行全面考虑，为了确保设计的合理性，最终决定独立设置这两个隧道的水消防系统。水消防系统都采取打井取地下水的方式作为消防作业的水源，钱家村隧道取水水泵的出流量不应小于7.0m³/h。禄劝1#隧道取水水泵的出流量不应小于12.0m³/h。深井钻探由水文地质勘探部门进行，出水量应在48h内补满各条隧道的高位消防水池。

4结语

隧道消防供水无法避免火灾的发生，其起到的主要作用就是最大程度减少火灾造成的危害，高速公路隧道水消防系统设计是一项复杂工作，结合武倘寻高速公路隧道以及钱家村隧道水源的情况，对设计方案进行了详细分析，最终制定一套合理的设计方案，确保隧道发生火灾时，水消防系统的作用能够得到充分发挥，实现快速灭火的效果。

参考文献：

[1]杨本华.山区高速公路隧道消防系统设计的重点剖析[J].四川水泥，2016（8）：44.

[2]陈锋，钱经纬，张勇跃.湄渝高速公路吉口隧道消防系统设计[J].市政技术，2013（4）：87-89.

[3]纪守新.高速公路隧道消防系统设计与应用[J].中国交通信息化，2015（5）：123-124.

作者：杨柄桥 单位：云南省交通规划设计研究院有限公司