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摘要：综合管廊是一种现代化、集约化的城市基础设施，近几年来全国主要城市陆续开始兴建综合管廊，但是在建设过程中，都面临着综合管廊一次性投资大、涉及的管线类型多，在运营期间，建立火灾模型，通过模型分析对综合管廊消防防火、灭火进行了研究。
关键词：综合管廊；危险有害因素；火灾；FDS模拟；消防对策
1.绪论
1.1国内外综合管廊的发展现状
在城市中建设地下管线综合管廊的概念，起源于19世纪的欧洲，它的第一次出现还是在法国。自从 1833 的巴黎诞生了世界上第一条地下管线综合管廊系统后，至今已经有将近175年的发展历程了。经过百多年的探索、研究、改良和实践，它的技术水平已完全成熟，并在国外的许多城市得到了极大的发展，它已经成为了国外发达城市市政建设管理的现代化象征，也已经成为了城市公共管理的一部分。国内外地下管线综合管廊的发展历程概括如下：
1）国外综合管廊发展历程
（1）在法国
法国由于1832年发生了霍乱，当时研究发现城市卫生系统建设对于抑制流行病的发生与传播至关重要。于是第二年，巴黎市着手规划市区下水道系统网络，并在管道中收容自来水（包括饮用水及清洗用的两类自来水）、电信电缆、压缩空气管及交通信号电缆等五种管线。这是历史上最早规划建设的综合管廊型式。
（2）在其他国家：如瑞典、挪威、瑞士、波兰华沙、匈牙利莱比锡、俄罗斯（前苏联）等许多国家都建设有城市地下管线综合管廊项目，并有相应制定规划的计划。
2）国内综合管廊的发展历程
（1）在北京
地下综合管廊对我国来说是一个全新的课题。第一条综合管沟于1958年建造于北京天安门广场下，鉴于天安门在北京有政治的特殊地位，为了日后避免广场被开挖，建造了一条宽4米、高3米、埋深7-8米、长1公里的综合管沟收容电力、电信、暖气等管线，至1977年在修建毛主席纪念堂时，又建造了相同断面的综合管廊，长约500米。
（2）在其他城市：除此之外，武汉、宁波、深圳、兰州、重庆等大中城市都在积极规划设计和建设地下综合管廊项目。
1.2研究内容
现如今的城市地下综合管廊包括了电力、电信、给排水、燃气等各类专业管线，特别是电力电缆和天然气管线仓容易发生火灾、燃气泄漏等事故，而目前对于综合管廊的消防对策有很多不同的做法。文章的研究内容包括：
1）火灾危险性评价：采用FDS软件对管廊火灾场景进行建模、模拟，分析火灾、烟气的蔓延规律；
2）消防对策：根据分析结果，提出管廊安全运行的防火、灭火方面的消防对策。
图2-1 燃气舱Y=2.75m处X轴向烟气质量分数情况
2.基于FDS在综合管廊内的数值模型建立
FDS软件，是基于有限元方法概念的计算流体动力模型，作为一款由美国权威机构开发出来的火灾模拟软件，它不但有系统的文献资料佐证，而且火灾发生后的烟雾、温度场、热辐射场在时间和空间分布情况可清晰体现。此软件是一款人机互动、图形化的用户界面的火灾模拟软件。FDS模型可预测烟雾、温度、火灾热辐射通量以及其他物质在火灾过程中的流动及变化规律，它也可以预测在假设的最不利的火灾下所导致的火灾环境，所以本文选用FDS作为模拟研究软件。
2.1模型运行结果
1）烟气迁移过程
从烟气特征可以得出其向远距离管廊扩散过程：烟气从着火点在管廊内形成受限空间的顶棚射流，在顶棚蔓延的烟气遇到防火分区内的防火门后沿防火门下流和反浮力射流的造成烟气在末端积聚，下沉烟气随下层空气回流。
2）X轴向烟气的蔓延
通过对比模型中在不同位置的探测器监测出来的火灾烟气的蔓延情况，模拟结果如图所示：
从图中可以看出，在位于不同位置的气象探测器来探测燃烧生成烟雾的质量分数，接触到烟雾的时间不太一样，随着时间的推移，位于远端的探测器则最后监测到烟气的产生，在密闭空间里形成烟气的下沉，导致探测的数据呈现上升趋势，也说明了烟气的迁移规律。
3.综合管廊防火、灭火消防对策
经过FDS软件对综合管廊的火灾情景进行运行模拟，针对模拟运行的结果提出综合管廊的防火、灭火消防对策。
3.1关于消防防火设置
1）相关规范或标准关于防火分区的规定
《世博会园区综合管廊建设标准》（DG/TJ08-2017-2007 J10982-2007）标准第4.1.1条“综合管廊内每隔200m应设置防火墙、甲级防火门等进行防火分隔”。
在管廊内设置防火分隔，防火分隔按每200m一个划分，分隔形势采用防火墙加防火门。防火墙耐火等级为一级，防火门采用甲级防火门。
2）关于建筑用材防火要求
（1）参考《建筑设计防火规范》（GB50016-2006），综合管廊的承重结构应该为不燃物体，耐火等级不应低于3h；
（2）参考《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006），低压燃气管道可采用焊接钢管、镀锌钢管或无缝钢管，相应管材标准为《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2015）、《输送流体用无缝钢管》（GB/T8163-2008）；次高压燃气管道应采用钢管，相应管材标准为《石油天然气工业管线输送系统用钢管》（GB/T9711-2011）；地下次高压B燃气管道也采用Q235B的焊接钢管；
（3）除嵌缝材料外，综合管廊内装修材料应采用不燃材料。
3.2关于消防灭火设置要求
1）自动水喷雾灭火系统的设置要求
综合管廊作为一容纳市政管线设施的埋地箱式结构体，其本质是以混凝土管廊，综合管廊内部除了定期巡视的人员外，正常情况下是没有任何人员在内的；综合管廊内断面狭小，预留的检修通道仅有1m，当发生火灾时，消火栓很难发挥其作用，因此一般不设置消火栓消防给水系统，而在缆线舱和燃气舱布置水喷雾灭火系统。设置水喷雾灭火系统的主要技术参数为:
（1）水喷雾灭火系统的设计喷雾强度不应小于12L/min•m2，持续喷雾时间不应小于24min；
（2）水雾喷头的工作压力不应小于0.05MPa；
（3）水雾喷头宜选用离心雾化型水雾喷头；
（4）水喷雾灭火系统应设有自动控制、手动控制和应急操作三种控制方式。
2）灭火器的设置要求
一般在综合管廊缆线舱和燃气舱以及其他管道舱室均设有灭火器，可以在巡视人员发现火情后自救用。灭火器配置的技术要求为：
（1）综合管廊内应该配置有二氧化碳或磷酸铵盐干粉灭火器，在缆线舱中部分选用装有金属喇叭喷筒的二氧化碳或者磷酸铵盐灭火器；
（2）灭火器的设置间距应根据在不同舱室中的火灾种类由计算确定，最大不应大于50m；
（3）每个设置点灭火器的配置数量不应少于2具，不应多于5具。
参考文献：
[1]孙磊,刘澄波.综合管廊的消防灭火系统比较与分析[J].地下空间与工程学报.2009.06
[2]季洪金,白海龙.合肥滨湖城市地下综合管廊消防系统设计[J].中国市政工程.2011.08
[3]陈只兵.综合管沟消防设计分析[D].广东:华南理工大学,2013.10
论文作者:南玮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/23
标签：烟气论文; 火灾论文; 管线论文; 灭火器论文; 不应论文; 地下论文; 燃气论文; 《基层建设》2018年第8期论文;