水下隧道工程消防设计系统选择探讨.pdf

文章编号:()收稿日期:基金项目:中国铁建股份有限公司 年度科技重大专项()作者简介:杨开峰()男江西南昌人工程师主要从事城市交通隧道、铁路及市政给排水及消防设计、研究方面的工作:.引文格式:杨开峰.水下隧道工程消防设计系统选择探讨.铁道建筑技术():.水下隧道工程消防设计系统选择探讨杨开峰(中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北武汉)摘 要:目前我国在国标层面还没有专门针对水下隧道的设计规范国标规范中涉及隧道消防要求的基本为通则条款若仅仅按国标规范要求进行隧道消防设计往往不能通过各级消防设计评审要求水下隧道设计消防系统配置更是一大难题 本文论述隧道消防系统对隧道安全运营及民众生命财产安全的重要性以及水下交通隧道性质、隧道断面形式对消防设计的影响通过总结已设计建成通车的典型水下隧道工程实例同时结合主要隧道消防设计规范要求提出水下隧道工程行车区域及附属区域消防系统选择方式以期对水下隧道交通工程消防系统设计提供借鉴和指导关键词:水下隧道 消防系统 选择方式 泡沫 水喷雾联用系统中图分类号:.文献标识码:./.(.):.:引言水下交通隧道工程具备不受自然天堑隔离影响、不占用地面空间、高效缓解城市交通压力等显著优势随着社会经济的快速发展我国跨越江、河、湖、海的隧道工程日益增多 水下隧道内一旦发生火灾往往会对隧道内的人员、车辆、甚至隧道结构及设施产生严重危害然而迄今为止我国尚未制定及发布一部专门关于水下交通隧道工程消防设计、施工的国家建设标准 行业标准也不够系统完善 本文通过调研已建成通车的典型水下隧道工程实例同时参照目前国内隧道工程相关设计标准、规范总结了水下隧道工程消防设计系统选择方式具有一定设计参考意义 水下隧道工程分类.按隧道性质分类根据交通工程水下隧道的功能定位可将水下隧道分为城市道路水下隧道与公路水下隧道 其中城市道路水下隧道主要指在水下的城市快速路、主干道、次干道隧道工程公路水下隧道主要指在水下的高速公路、一级公路、二级公路、三级公路隧道工程 两类水下隧道除了交通道路性质不同外还有建设单位、审查单位、管理部门、通行车辆类型及通行速度等多方面的区别对于隧道消防设计而言其最大区别在于所采用的设计规范不同铁道建筑技术 ()杨开峰:水下隧道工程消防设计系统选择探讨.按隧道施工工艺分类根据水下隧道施工工艺不同可将水下隧道分为矿山法(新奥法和钻爆法)、掘进机法(盾构隧道和 隧道)、沉管法、围堰明挖法 隧道断面形式与施工工艺直接相关不同断面形式直接影响到隧道消防系统方式选择与布置形式 例如:在矿山法施工的水下隧道中疏散救援隧道通常与隧道左、右线行车通道分洞设置再通过车行救援横通道和人行横通道进行连接隧道断面形式不同所采用的消防设施配置不同 水下隧道工程设计主要标准规范水下隧道工程消防设计涉及的主要标准及规范如表 所示包括国家标准、行业规范及地方标准等其中公路水下隧道设计规范(/)于 年 月 日起已开始实施该设计规范由国家交通运输部发布因该规范刚开始实施不久故已建成项目尚未引用表 水下隧道设计相关规范序号规范城市道路水下隧道公路水下隧道建筑设计防火规范()年版消防给水及消火栓系统技术规范()建筑灭火器配置设计规范()道路隧道设计规范(/)城市地下道路工程设计规范()公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施(/)公路水下隧道设计规范(/)室外给水设计标准()室外排水设计标准()建筑给水排水设计标准()污水排入城镇下水道水质标准(/)水喷雾灭火系统技术规范()自动喷水灭火系统设计规范()泡沫灭火系统技术标准()气体灭火系统设计规范()探火管灭火装置技术规程()续表 序号规范城市道路水下隧道公路水下隧道细水雾灭火系统技术规范()干粉灭火系统设计规范()干粉灭火装置技术规程()超细干粉灭火系统设计、安装和验收规范(/)注:“”表示必须执行的规范“”表示选择执行的规范 水下隧道工程消防系统选择水下隧道相比一般城市地下隧道或山岭隧道发生火灾后的安全隐患更大水下隧道若发生长时间较大火灾将对隧道结构造成破坏导致水体进入隧道内经隧道抽排水系统抽排后将倒灌城市使得灾害进一步扩大且水下隧道的结构修复极其困难和复杂较严重的结构损坏几乎不可修复 故隧道消防系统设计是隧道安全运营及民众生命财产安全的重要保障 目前国内已建或在建水下隧道工程所选择的消防系统均远高于国标规范要求造成这一现象的主要原因是国标规范要求较低而地方、专家及消防审查要求较高 根据现行的国标规范关于隧道消防要求水下隧道只设置消火栓、泡沫消火栓和灭火器系统即可而目前国内已建或在建水下隧道工程在规范要求基础上还增设了自动灭火系统即泡沫 水喷雾联用系统.行车区消防系统选择()主要规范规定的消防系统方式隧道工程主要消防设计规范中规定的消防设施配置要求如表 所示 各规范分别对消火栓、泡沫消火栓、灭火器、泡沫水喷雾/水喷雾等消防系统进行了规定 其中第、项为国家强制性设计规范第 项为上海市地方设计规范第、项为国家交通运输部发布的行业推荐性标准主要针对公路隧道工程表 主要规范要求消防设施配置序号规范消火栓泡沫消火栓灭火器泡沫水喷雾/水喷雾适用隧道类型消防给水及消火栓系统技术规范()城市道路隧道、公路隧道建筑设计防火规范()城市道路隧道、公路隧道道路隧道设计规范(/)城市道路隧道、公路隧道铁道建筑技术 ()杨开峰:水下隧道工程消防设计系统选择探讨续表 序号规范消火栓泡沫消火栓灭火器泡沫水喷雾/水喷雾适用隧道类型公路隧道设计规范第二册 交通工程与附属设施(/)公路山岭隧道公路水下隧道设计规范(/)公路水下隧道 注:“”表示规范有要求“”表示规范未做要求()国内典型工程实例通过总结我院多年设计建成通车的典型交通水下隧道工程实例行车区域选择的消火栓、泡沫消火栓、灭火器、泡沫水喷雾/水喷雾等消防系统配置如表 所示表 国内典型水下隧道行车区消防设施配置序号隧道名称消火栓泡沫消火栓灭火器泡沫水喷雾/水喷雾隧道类型南京长江隧道城市道路水下隧道武汉长江隧道城市道路水下隧道扬州瘦西湖隧道城市道路水下隧道杭州庆春路隧道城市道路水下隧道南京长江五桥夹江隧道 城市道路水下隧道南京扬子江隧道城市道路水下隧道青岛胶州湾海底隧道城市道路水下隧道港珠澳大桥主体隧道公路水下隧道深中通道主体隧道公路水下隧道常德沅江过江隧道城市道路水下隧道杭州望江路过江隧道城市道路水下隧道杭州博奥路过江隧道城市道路水下隧道南京和燕路过江隧道城市道路水下隧道海南博鳌隧道城市道路水下隧道 注:“”代表已设置“”代表未设置()水下交通隧道行车区消防方式确定对我院多年设计建成通车的典型交通水下隧道工程经验总结以及参考国家现行相关设计规范水下交通隧道行车区消防方式确定如下:水下隧道分级按道路隧道设计规范(/)规范执行根据隧道封闭段长度和预测单洞年平均日交通量从高到低依次划分为一、二、三、四、五 个等级对于新建城市道路水下交通隧道工程行车区域推荐消防方式可按表 进行选择公路水下隧道交通工程分级按公路水下隧道设计规范(/)中表.执行根据隧道长度从高到低依次划分为 、五个等级对于新建公路水下交通隧道工程行车区域推荐消防方式按表 进行选择水下隧道工程行车区域最终消防系统的确定还需经地方消防审查部门审查和批复表 城市道路水下隧道行车区消防设施推荐配置序号消防设施一级二级三级四级五级水喷雾/泡沫水喷雾系统消火栓系统泡沫消火栓系统灭火器系统注:“”代表必须设施“”代表可选设施“”代表不做要求表 公路水下隧道行车区消防设施推荐配置序号消防设施 水喷雾/泡沫水喷雾系统消火栓系统泡沫消火栓系统灭火器系统 注:“”代表必须设施“”代表可选设施“”代表不做要求.隧道附属区域消防系统选择()主要规范中规定的消防系统方式水下隧道附属区域可划分为隧道附属设备用房、隧道逃生通道、隧道管廊等 现行设计规范对水下隧道附属区域的消防方式暂无明确规定()国内典型工程实例通过总结我院多年设计建成通车的典型交通水下隧道工程实例附属区域选择的消火栓、灭火器、高压细水雾、气体灭火、超细干粉等消防系统配置如表 所示表 国内典型水下隧道附属区域消防设施配置序号隧道名称附属区域消火栓灭火器高压细水雾气体灭火超细干粉南京长江隧道设备房屋疏散通道电缆廊道武汉长江隧道设备房屋疏散通道电缆廊道扬州瘦西湖隧道设备房屋疏散通道电缆廊道杭州庆春路隧道设备房屋疏散通道电缆廊道南京长江五桥夹江隧道设备房屋疏散通道电缆廊道南京扬子江隧道设备房屋疏散通道/电缆廊道 注:“”代表已设置“”代表未设置()水下交通隧道附属区域消防方式确定根据对我院多年已设计建成通车的典型交通水下隧道工程经验总结水下交通隧道附属区域消防方式可按表 进行选择 水下隧道工程附属区域最终消防系统的确定还需经地方消防审查部门审查和批复铁道建筑技术 ()杨开峰:水下隧道工程消防设计系统选择探讨表 水下隧道附属区域消防设施推荐配置序号附属区域消火栓灭火器高压细水雾气体灭火/超细干粉设备房屋疏散通道(与行车道共管)疏散通道(与行车道分管设置)电缆廊道(仅自用电缆)电缆廊道(过市政高压电缆或燃气管线)电缆廊道(通行市政其他管线)注:“”代表必须设施“”代表可选设施“”代表不做要求 结束语城市道路水下隧道共划分为一、二、三、四、五 个等级公路水下隧道共划分为 、五个等级 根据隧道性质、参考的设计规范不同同时结合已建成通车的典型水下隧道工程实例水下隧道行车区域可根据隧道级别在消火栓、泡沫消火栓、灭火器、泡沫水喷雾/水喷雾等消防系统中进行必选与可选选择水下隧道附属区域可划分为隧道附属设备用房、隧道逃生通道、隧道管廊等区域 结合已建成通车的典型水下隧道工程实例水下隧道不同附属区域可在消火栓、灭火器、高压细水雾、气体灭火、超细干粉等消防系统中进行必选与可选选择参考文献 毕秀梅.单管双层水底隧道消防及排水系统设计与创新.给水排水():.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():.黄盾.武汉长江隧道给排水、消防系统设计探讨.中国给水排水():.石磊谢晓晴.城市水下长隧道的消防水系统设计探讨.中国给水排水():.张红兵.城市隧道水消防系统设计综述.城市建筑():.谢飞常默宁卢冠舟.深圳妈湾跨海隧道水消防系统优化设计.给水排水():.何潇剑.汕头苏埃湾海底长大隧道消防水系统设计探讨.给水排水():.毕秀梅.城市黄金地段交通隧道消防灭火系统设计与创新.铁道建筑技术():.欧阳卫华.超大特长盾构隧道消防设计研究.消防技术与产品信息():.中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范:.北京:中国计划出版社:.招商局重庆交通科研设计院有限公司公路隧道设计规范第二册 交通工程与附属设施:/.北京:人民交通出版社:.中华人民共和国公安部.建筑灭火器配置设计规范:.北京:中国计划出版社:.(上接第 页)图 装配整体式混合框架结构工程在与同地区现浇结构的对比 结构节约了.万 混凝土和.万 钢筋还减少了 万 木胶板、木方、万 钢管及 台塔吊的措施费用从而降低建设费用 由于机械化使用人工需求也减少约 人增加了.万 钢结构和 套预制柱钢模板及运输、安装成本 综合测算单方造价约为 元与当地相似的现浇结构相比与当地相似的现浇结构相比虽然钢部件和安装成本有所增长但整体成本下降了大约此外与当地同类型现浇结构通常需要 的工期本项目的实际施工时间仅 缩短工期近 综上本工程采用的 充分利用高性能材料节省了大量建筑材料和劳动力实现节能减排目标显著减少项目施工工期提前投入使用产生了可观的经济和社会效益参考文献 张磊.基于地产开发视角下的装配式建筑技术管控研究.铁道建筑技术():.刘琼 李向民.许清风.预制装配式混凝土结构研究与应用现状.施工技术():.:.张毅鹏.箍筋约束混凝土柱受压性能研究.山东农业大学学报(自然科学版)():.杨坤孟和赵均海等.高强箍筋约束高强混凝土柱的轴压比限值研究.建筑科学与工程学报():.史庆轩 王朋 田园 等.高强箍筋约束高强混凝土短柱抗震性能试验研究.土木工程学报():.韩兴鹏.复合螺旋箍筋约束的混凝土方柱抗震性能研究.哈尔滨:哈尔滨工业大学.河北省工程建设标准.装配整体式混合框架结构技术规程()/.北京:中国建筑工业出版社.陈拥军 张卫 罗京 等.预制柱中钢筋锚固板施工技术.施工技术 ():.朱文心.一种新型装配整体式柱接头抗震性能试验研究科学技术与工程.():.李育君.局部外包钢管装配柱的抗震性能分析及接头承载力计算.西安:西安建筑科技大学.李青宁李育君姜维山等.局部外包钢管装配柱抗震性能及接头正截面承载力计算.工业建筑():.铁道建筑技术 ()