摘要：本文以深圳市梧桐山隧道改造为例，从隧道室外消火栓、室内消火栓、消防水源、灭火器及固定水成膜泡沫灭火等方面系统介绍了隧道消防设施改造的过程和方式，为当前已有隧道消防设施改造提供了思路。
关键词：隧道消防改造；消防水源；隧道室外消火栓；隧道室内消火栓
1 前言
目前城市隧道消防设施设计依据规范为《建筑设计防火设计规范》（GB50016-2014）[1]、《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）[2]以及《公路隧道设计规范——第二册 交通工程与附属设施》（JTG D70/2-2014）[3]。20世纪80年代由于隧道（尤其是公路隧道）消防设计规范的不完善，公路隧道消防设施设计多参照《建筑设计防火规范》及国内外公路隧道有关公路消防设施文献资料并结合自身工程特点进行设计。
随着隧道消防设计规范的不断补充和更新，已建的隧道消防设施已经不能满足现有的规范要求，同时隧道消防设施需使用有效期到期后需要定时更换，因此，隧道消防设施在有效期到期后更换有必要按最新的消防规范进行复核验证。本文根据实际工程案例对隧道消防设施改造进行论述，以供日后同类工程参考使用。
2 项目概况
深圳梧桐山隧道包括西行（2480米）和东行（2437米）两部分，隧道净高5米，路面净宽7.5米，隧道单洞二车道，隧道分为两期建造，分别于1987年和1997年竣工，西行和东行隧道之间设有4道连接横通道，隧道西高东低，高差约35m。
梧桐山隧道现状消防设施有室内消火栓、室外消火栓、水成膜泡沫灭火系统、灭火器、山顶高位水池（有效容积200m3）以及消能池（有效容积30m3），现状消防系统如图1所示。至今东、西行隧道消防系统分别运行了30和20年，消防设施均严重老化，不能满足防火规范要求，因此，深圳市政府启动了包含消防设施改造在内的梧桐山隧道安全隐患整治工程。
图 1 梧桐山隧道消防设施现状系统图
3 改造内容
3.1 消防设施现状存在问题分析
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）以及《公路隧道设计规范——第二册 交通工程与附属设施》（JTG D70/2-2014）的相关要求，由于梧桐山隧道限行化学危险品车通行，故为二类隧道。根据隧道管养部门的反馈和实地调研，梧桐山隧道现状消防设施存在的主要问题有：
1）隧道西侧出入口处无室外消火栓；
2）供隧道山顶高位水池的天然水源保证率在枯水期不能保证在90%以上；
3）西行隧道室内消火栓间距为52m，东行隧道室内消火栓间距为50m，消火栓栓口压力不能确保两支水枪的的两股充实水柱到达隧道任何部位；
4）隧道现状消防给水管道，隧道内消火栓、灭火器、水成膜泡沫灭火系统设备老化，需更换。
3.2 消防设施改造内容
根据对现状隧道消防设施的分析评价，其消防设施改造内容主要包括：
1）隧道西侧增设室外消火栓；
2）隧道山顶高位水池增设一路市政补水水源，解决天然水源枯水期保证率不足的问题；
3）改造隧道室内消火栓，使其满足火灾发生时两股充实水柱可以同时到达隧道任何部位的要求；
4）更换隧道现状消防给水管道、灭火器和水成膜泡沫灭火器。
3.3 隧道周边建设条件分析
梧桐山隧道横穿深圳市梧桐山风景管理区，周边均为风景管理区管辖范围，风景管理局内新建构（建）筑物审批非常严格。隧道东侧出入口处有现状DN300给水管，现状水压不小于0.3MPa，隧道西侧出入口往西约1.5km范围内无现状市政给水管。
4 改造系统方案
4.1 隧道西侧室外消火栓设计
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014），仅限通行非危险化学品等机动车的二类隧道的室外消火栓设计流量为30L/s，火灾延续时间为3h。室外消火栓跟室内消火栓为相互独立系统，隧道西侧新增室外消火栓需要增设消防水源，由于隧道西侧无市政给水管，因此，有必要从隧道东侧现状市政给水管为西侧室外消火栓引入水源。鉴于隧道西侧比东侧高约35m，隧道东侧的市政给水管道靠自压不能满足隧道西侧的室外消火栓水压要求（火灾时消火栓出流量不应小于15L/s，且供水压力从地面算起不应小于0.10MPa），在隧道东侧设补水泵房（5L/s，流量为自来水公司批示），在隧道山顶通风竖井管理区设高位消防水池，高位消防水池并行设2座，每座净尺寸为5m×5m×7m，有效容积162.5m3。高位消防水池通过2根DN150管下穿通风竖井，与隧道西侧新建室外消火栓单独连接。
4.2 隧道山顶室内消火栓用高位水池补水水源设计
隧道山顶高位水池及其下方的消能池有效容积之和为230m3，满足隧道室内消火栓20L/s，延续时间为3h的火灾扑灭要求。本次设计保留天然水源补水山顶高位水池，并从设在隧道东侧的补水泵房引一路补水管至山顶高位水池，补水流量为5L/s，补水管管径为DN100。
4.3 隧道室内消火栓设计
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014），隧道内消火栓保护半径可按下式计算：
R0=k3Ld+Ls
式中：R0—消火栓保护半径，m；
k3—消防水带弯曲折减系数，根据消防水带转弯数量，本次设计取0.9；
Ld—消防龙头带长度，m，本方案为25m；
Ls—水枪充实水柱长度在平面上的投影长度。按水枪倾角为45°时计算，取0.71Sk，m；
Sk—水枪充实水柱长度，m，本方案取13m。
则R0=0.9x25+13x0.71=31.73m
根据《消防给水及消火栓系统技术规范》要求，隧道内任一点发生火灾，都要有两股水柱同时到达，隧道宽度取7.5m，则室内消火栓间距应为：
梧桐山西行隧道室内消火栓间距为52m，东行隧道室内消火栓间距为50m，现状室内消火栓间距不能满足两股水柱同时同一个灭火点的要求。现状消火栓箱为嵌入式安装在隧道侧壁上，本方案在保留现状消火栓位置的同时，在现状2个消火栓箱的中间位置增设一个壁挂式消火栓箱，增设的消火栓箱（消火栓箱配2个SN65单阀消火栓）采用化学螺栓固定在隧道侧壁上，整个消火栓箱的凸出部分不介入隧道建筑界线。
4.4 灭火器设计
梧桐山隧道现状灭火器箱单侧布置在检修道板上，根据《建筑灭火器
配置设计规范》（GB50140-2005）[4]，城市隧道灭火器配置危险等级为中危险级。根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），二类隧道应在隧道两侧设置灭火器，每个设置点不少于4具，灭火器布置间距小于100m。通过计算，本次灭火器设计在隧道两侧交错布置灭火器箱，单侧灭火器箱布置间距为50m，每个灭火器箱配置4具MF/ABC8灭火器。
4.5 固定水成膜泡沫灭火系统设计
梧桐山隧道固定水成膜泡沫灭火装置紧挨室内消火栓，内嵌与隧道侧壁消防洞中，西行隧道布置间距为50m，东行隧道布置间距为52m，根据《公路隧道设计规范——第二册 交通工程与附属设施》（JTG D70/2-2014），公路隧道消防灭火设施还包括固定是水成膜泡沫灭火装置，固定水成膜泡沫灭火装置设计应符合下列规定：
1）固定式水成膜泡沫灭火装置中的消防固定式水成膜泡沫灭火装置中的消防卷盘应选用长25m、口径19mm 的胶管；泡沫枪应为带开关的吸气型泡沫枪，口径宜为9mm。
2）固定式水成膜泡沫灭火装置的泡沫混合液流量不应小于30 L/min，连续供给时间不应小于20min，射程不应小于6m。
根据现场调查情况，梧桐山隧道固定水成膜泡沫灭火系统，其软管长度为25m，口径为19mm，泡沫口径为9mm，泡沫罐容积为30L，混合液混合比为3%。经过复核，泡沫混合液连续供给时间为33.3min，满足规范要求；泡沫枪射程最小为13.3m，满足规范要求；固定水成膜最大布置间距不超过62m（水成膜泡沫混合液能到隧道内任一点），现状固定水成膜装置布置间距满足要求。因此，本方案仅对固定水成膜装置作更换处理。
本次消防设施改造完成后，隧道消防系统如图2所示。
图 2 梧桐山隧道消防设施改造后系统图
5 结论
本文通过对梧桐山隧道现状消防设施的分析评价及隧道周边建设条件的分析，依据《建筑设计防火设计规范》（GB50016-2014）《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）以及《公路隧道设计规范——第二册 交通工程与附属设施》（JTG D70/2-2014），对现状隧道室外消火栓、室内消火栓、高位消防水池、灭火器及固定水成膜系统进行评价和重新设计，重新设计过程中充分利用现有消防设施，使改造后的隧道消防设施满足最新的隧道消防设计规范。
参考文献：
[1]GB50016-2014，建筑设计防火设计规范[S].
[2]GB 50974-2014，消防给水及消火栓系统技术规范[S].
[3]JTG D70/2-2014，公路隧道设计规范——第二册 交通工程与附属设施[S].
[4]GB50140-2005，建筑灭火器配置设计规范[S].
论文作者:杨永飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
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