原创《隧道消防给水设计的水源选择和系统设计》
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1 隧道工程概况
海巴洛隧道为一座分离式隧道, 左幅隧道长2288.96m,右幅隧道长2262m.隧道进口端标高为2454.61m,出口端标高为2389.50m,隧道进出口端高差为65.11m.
水源:经过现场踏勘,海巴洛隧道附近山沟内有一股长流水,为山上自然流水,海巴洛隧道进口端左幅上方现有一座施工用水池,收集山上自然流水供隧道施工用,经现场踏勘,山上自然流水水量不能满足消防用水需求, 旱季有干涸的情况发生.从安全、经济、后期维护管理、技术方面等综合考虑,故采取打井取地下水作为场地内的消防用水水源(11.0 m3/d).深井钻探由水文地质勘探部门进行, 出水量宜48 小时内补满500m3的消防水池的要求,消防水源进蓄水池,由消防水泵加压供至高地消防水池,采用常高压消防给水系统.
2 隧道内外消防给水设计
2.1 隧道内
为了减少隧道内固定火灾荷载,隧道衬砌、附属构筑物、疏散通道的建筑材料及其内装修材料,除施工缝嵌封材料外均应采用不燃烧材料.通风系统的风管及其保温材料应采用不燃材料,柔性接头可采用难燃烧材料.隧道内的灯具、紧急电话箱(亭)应采用不燃烧材料制作的防火桥架.隧道内的电缆等应采用阻燃电缆或矿物绝缘电缆,其桥架应采用不燃烧材料制作的防火桥架.用于安全疏散、紧急避难和灭火救援的平行导洞、横向联络道、竖(斜)井、专用疏散避难通道、独立避难间等,其承重结构耐火极限不应低于隧道主体结构耐火极限要求.隧道内附属构筑物(如风机房、变压器洞室、水泵房、柴油发动机房等)都需要根据消防的要求在耐火极限上进行控制,保证隧道在不同状态下都能够正常的应用.附属构筑物(用房)内部的建筑构件应满足现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016 的规定.隧道结构防火措施包括耐火涂料或耐火材料,在内衬中加入聚丙烯纤维,或安装防火板.设计了隧道的主体结构和附属结构,并考虑了隧道结构的结构,当结构不符合耐火要求时,应采取防火措施,以满足耐火极限.隧道狭长,消防区划分为功能分区.隧道应采用防火墙或耐火极限不小于3 小时耐火构件将附属隧道结构(室),如辅助隧道以及特殊的避难疏散通道和防火独立和分离的隧道,形成独立的防火区.隧道防火分区水平应以防火墙隔开,并对人员安全疏散和隧道连接的地方的一些附属结构应设置在房间或传输通道,其口部应使用类平开防火门,用于辅助通道,横向联系车辆疏散和隧道的结构应使用耐火极限不低于3 小时的防火卷帘[1].
2.2 管沟分隔
隧道的通风、排气、电缆、排水等应与防火隔离措施分开.在通风和排气管道中,防火阀应安装在防火构件两侧.在隧道边的电缆沟应采用非渗透性的液体,以及电缆沟顶应高于表面的道路不应小于200mm.电缆沟穿越防火隔墙时,防火密封应在不低于1 h 的不燃材料中密封.所附结构应位于隧道入口或疏散通道附近和疏散路线附近.耐火极限应与2 h 楼砌块的建筑构件分开,应在隔墙上设置.应设置防火报警和灭火设施的结构(外壳),需要配备人员的房间设置通风防烟系统.对柴油发电机室隧道电力,除了满足上述要求,还要进行存储设置,总储量不应超过1m3,石油存储应用之间的防火墙和能自动关闭的甲级防火门及发电机房的其他部分分离,储存电气设备必须采取相应的防爆电器.
3 系统设置
在通道和弱电设备室设置三个消防报警控制分机,隧道控制中心设置一个消防报警控制主机,通过专用网络建立一套集中分布式的联网火灾报警系统.隧道顶部两个探测器进行并联配置.在汽车隧道的侧壁上,设置每40m 或50m 的手动报警按钮,并与灭火器和消火栓共用一个盒子,有烟雾探测器,热探测器,手动报警按钮,声学报警和超细干粉灭火和控制系统.隧道安全门上方设置声光报警系统,指导人员及时疏散.监控中心可接收所有路段的人工报警、火灾探测器报警信号、消火栓按钮和手动报警按钮等设备的自动和手动报警信号,并通过图像监控系统确认火灾.必要时,要求消火栓泵、泡沫泵和喷水泵强制启动控制(即遥控),并接收反馈信号.
4 地下水对隧道消防给水设计的影响
维持地下水的稳定性是提升隧道消防的主要影响因素.隧道在建设的过程中要避免破坏原始地下水系统的平衡性,形成地下水压力区,改变开挖后地下水的流向.研究表明,隧道开挖后,隧道周围一定范围内形成围岩松动区,在这范围之内,因为原始地应力调整,围岩变形,裂纹张开,使地下水沿开放性骨折进入隧道,隧道开挖轮廓线、形式,还是根据原来的路线地下水径流法.由于地下水径流路径的改变,隧道附近的地下水流增大,为渗漏提供了充分条件.
5 隧道消防给水中地下水系统设计
隧道洞上方的空心洞要填进去, 可以疏通隧道内的水池和渠道,减少池塘或沟渠中的水.隧道开挖,尽量使用控制技术如平滑预裂爆破,尽量减少开挖扰动地层松动爆破,减少面积,降低隧道地下水的危害.防止水环开挖,或减少隧道内地下水渗流.对于停止软管,留茬是防水的薄弱环节.弹性密封胶用于延迟膨胀.在施工过程中,由于水和湿度的作用,高弹性密封胶在浇筑混凝土之前已膨胀,导致后期止水功能丧失.解决这一问题通常是缓慢膨胀的过程, 即在后期做膨胀水提供一定量的空间,增加弹性密封胶与混凝土基础之间的密度.
防水混凝土的合理配置.由于防水混凝土结构的认识是局部的,往往只有混凝土的抗渗等级,其渗透性误差较高,在混凝土的施工中发生的渗漏等都会造成隧道质量问题严重.混凝土硬化通过过早蒸发减少混凝土水的凝结.利用固定塑料等方式进行的隧道消防施工能够更好地避免水渗漏情况的发生,基本保证防水板的完整性和封闭.
6 结语
高速公路快速发展使人们对隧道消防给水越来越关注,技术人员对隧道消防给水设计也愈加重视,在水源选择和系统构建上不断进行整体性优化,完善工程施工建设方法,利用先进的设备进行隧道调试.公路隧道消防给水是构建安全高效公路运输环境,保证人们基本出行安全的重要内容,其中水源选择和系统设计是隧道消防给水设计的关键.
系统设计论文参考资料：
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