谈公路隧道消防给水设计

赵 永 晖

(云南省交通规划设计研究院，云南 昆明 650011)

谈公路隧道消防给水设计

赵 永 晖

(云南省交通规划设计研究院，云南 昆明 650011)

介绍了公路隧道消防给水系统常用的设计方案，阐述了低位转输水池和高位消防水池供水泵及减压设施的设置方法，并提出了消防设施的防冻保温措施，从而确保公路隧道的消防安全。

隧道，消防给水设计，消火栓，水泵，保温防冻措施

0 引言

目前公路隧道消防给水设计尚无国家标准，各省相继出台了地方标准，交通运输部也于2014年发布了行业标准。设计人员在工程设计中除了按照以上标准、规范，还会依据GB 50016—2014建筑设计防火规范和GB 50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范进行设计，对各个规范的理解难免会产生分歧。本文对公路隧道消防给水方式、消防设施保温防冻措施进行总结，详细介绍设计人员容易忽视的减压阀组设置，对低位转输水池和高位消防水池供水泵的理解误区进行探讨。

1 给水系统设计方案

在公路隧道消防给水设计中，以高位水池供水的高压给水系统安全可靠，管理维护方便，设计中宜采用，当无条件设置高位水池时，可采用稳高压供水系统[1]。笔者以公路隧道通常采用的高压给水系统为例，对设计方案进行探讨。

1.1 方案一

当隧道进出口端市政给水管网连续供水，水量和水压满足隧道外消防用水要求，并且保证两路消防供水[2]时，应采用方案一给水方案，如图1所示。

方案一中，隧道进口、出口设置独立的室外消火栓系统，分别由市政管网供给；隧道内消火栓系统由于水压要求高，市政管网通常无法满足要求，由高位消防水池供给。此方案高位消防水池仅储存隧道内消防用水量，容积小；隧道内管道只考虑隧道内消防用水量，管径小。

1.2 方案二

公路隧道通常远离城镇，没有健全的市政管网，无法供给室内、外消火栓。方案二设置高位消防水池储存隧道内、外消防用水，供给隧道进出口室外消火栓和隧道内消火栓。此方案是最普遍采用的供水系统，设计中要考虑室外消火栓流量的转输，即管道计算流量是室内外用水量之和，且按枝状或事故状态下环状管网进行水力计算。方案二如图2所示。

1.3 方案三

此方案在隧道进出口各设置一个高位消防水池，由两个独立分区供水，每个分区负责供给隧道外进口或出口室外消火栓和一定范围内隧道内消火栓，消防管道分别在隧道人行横通道成环。方案三如图3所示。

方案三中，隧道进、出口两处室外消火栓分别由各自高位消防水池就近供给，不存在方案二高位消防水池设于进口时还要考虑出口端室外消火栓的转输流量，隧道内供水管道只要考虑室内消火栓用水量，计算选择管径相对较小。供水安全、可靠，是特长隧道通常采用的给水系统。

2 低位转输水池和高位消防水池供水泵

低位转输水池起集水、调节、补水作用，自来水、地表水、地下深水井水源、隧道内涌水等多种消防水源在低位水池内汇集，通过低位水池供水泵供至高位消防水池。水泵由高位水池水位控制器低水位启泵，高水位停泵。有的设计人员认为，为保证二次火灾时水源充分供应和超火灾延续时间的后续灭火，按消防设计流量(即设计秒流量)选泵并加大低位水池容量甚至设置与高位消防水池相同容量的低位水池，笔者认为此水泵是为解决第一次高位消防水池灌满水和平时管网渗漏造成水池未处于满水状态补水，而非消防水泵。加大低位水池容量和水泵流量固然安全，但增大了投资，超过了规范要求，属于过度设计。低位转输水池容积和高位消防水池供水泵流量应根据补水水源流量与高位消防水池容积综合分析后确定。

3 减压设施的设置

3.1 减压阀组

公路隧道进出口高差大，为满足管网静压不超过1.0 MPa，通常需要设置多组减压阀。减压阀组是隧道给水系统最重要的附件之一，其是否正常运行决定着供水管网的安全。笔者在调研中发现，在实际工程中减压阀组存在附件、检测装置未安装，阀组前后压差过大等诸多问题，埋下了阀门实效隐患，而当实效后又无任何报警和预防措施。为防止以上问题，减压阀组应按以下要求设置。

1)减压阀前端要设置控制阀门、过滤器、压力表，后端要设置流量计、压力试验排水阀、压力表、控制阀门，宜选择先导式可调式减压阀，阀前和阀后压差不宜大于0.4 MPa，做法如图4所示。

2)为防止减压阀失效，应在管道末端压力最高处设置自动泄压阀和压力开关。当管道压力达到压力开关设置压力时，将超压报警信号传至隧道变电所监控室，达到开启压力时，自动泄压阀工作。在安装调试中要注意自动泄压阀开启压力应大于压力开关报警压力。压力开关和自动泄压阀安装图如图5所示。

3)当减压阀前后压差大于0.40 MPa时，应设置两级串联减压，减压阀组后的管道、阀门配件、设施等要按照第一级减压阀失效后的系统压力来选型。

3.2 减压稳压消火栓

GB 50974—2014消防给水及消火栓系统技术规范第7.4.12.1条规定“消火栓栓口动压不应大于0.50 MPa；当大于0.70 MPa时必须设置减压装置”，在公路隧道消防给水设计中要保证最不利点泡沫灭火装置最小0.35 MPa～0.4 MPa供水压力，隧道内许多消火栓处压力已经超过0.50 MPa，通常采用减压稳压消火栓，减压后出水压力达到0.35 MPa。

4 保温防冻措施

2014年1月10日香格里拉独克宗古城发生火灾，由于室外消火栓未做防冻措施、施工未按照设计要求埋深敷设管道、建设方错误的防冻施工方案，造成室外消火栓无水可用，延误了灭火时机，导致火灾蔓延，造成重大火灾事故。此次惨痛教训让设计人员深刻认识到消防设施防冻保温措施的重要性。

公路隧道一般建于野外，自然条件恶劣，环境温度低于附近城镇。设计中应根据项目所在地气象资料中极端平均最低环境气温确定消防设施的防冻措施。

首先，消防水泵房要设置采暖设施以满足室内气温最低5 ℃的要求，高、低位水池应埋地设置并按被动保温法合理采用物理保温材料，室外阀门设置于防冻阀门井内。隧道内、隧道外明露管道以及室外消火栓、阀门、消防水泵接合器要采用设置保温层或电伴热+保温层的防冻措施，保温层的绝热层、防潮层、保护层燃烧等级应为A级或B1级，管道应有伸缩和整体稳定的技术措施。隧道外埋地管道要满足管顶覆土应至少在冰冻线以下0.30 m。其次，在管理维护中要定期检查室外消火栓泄水孔，保持通畅，室外消火栓、消防水泵接合器在使用、检查、测试后，要及时关闭，并通过泄水弯管放出栓体内的余水，然后用抹布或纱布将出水口擦拭干净。

5 结语

由于公路隧道的特殊性，设计人员应合理、灵活地根据消防规范解决各种问题。以上是笔者在设计中的一些心得体会，对设计过程中出现的常见问题进行归纳，以期为公路隧道消防给水设计起到借鉴作用。

[1] JTG D702—2014，公路隧道设计规范第二册 交通工程与附属设施[S].

[2] GB 50974—2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[3] 赵 锂，陈怀德，姜文源.《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974—2014实施指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.

Discussion on highway tunnel fire-fighting water supply design

Zhao Yonghui

(YunnanAcademyofTrafficPlanning&Design,Kunming650011,China)

The thesis introduces common design scheme of highway tunnel fire-fighting water supply system, describes water supply pump and decompression facility setting methods of low transmission pool and high fire-fighting pool, and puts forward insulating and frost-resistant measures of fire-fighting facilities, so as to guarantee highway tunnel fire-fighting safety.

tunnel, fire-fighting water supply design, fire hydrant, water pump, insulating and frost-resistant measures

1009-6825(2017)03-0120-02

2016-11-16

赵永晖(1973- )，男，工程师

TU991

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