宝塔山特长公路隧道消防系统水力计算初探

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1、宝塔山特长公路隧道消防系统水力计算初探杨涛（山西省交通规划勘察设计院，山西太原030012）摘要：以平榆线宝塔山隧道消防系统为例，通过分析各类洞内消防设施的用水量和压力要求，进而计算隧道管网压力分配，最终合理确定高位水池设计标高、减压阀设置位置和主干消防管道直径。关键词：公路隧道；隧道消防；水力计算；减压计算1技术标准及工程概况平遥至榆社高速公路是山西省高速公路网规划中第七横的重要组成部分，而宝塔山特长隧道做为本条高速公路的特大控制性工程，其隧道的运营安全至关重要。目前山西省在建高速公路中超过十公里的特长隧道共有四座，其中宝塔山隧道作为第一个完成施工

2、图评审和消防专项评审的特长隧道，对指导随后的太原西山、虹梯关和中条山特长隧道消防系统设计具有重要的借鉴意义。宝塔山隧道内轮廓建筑限界宽10.75m，高5.0m，净空面积为62.51m2，隧道最大埋深565米，平均设计标高1221m，为按上下行分离式设置的特长人字坡隧道。隧道右线长10480m，起迄桩号为K19+535～K30+015，采用1.8%（8195m）和-0.4%（2285m）的人字坡；隧道左线长10190m,起迄桩号为ZK19+805～ZK29+995，采用1.8%(7915m)和-0.4%（2275m）的人字坡。2灭火设施组合方案2.1隧

3、道消防采用以防为主，防消结合的设计原则，隧道一旦发生火灾，要尽可能把火灾限制在最小范围内，为此应迅速检出、报警，由控制中心确认并实施灭火行动。宝塔山整个灭火体系由洞内、外消火栓消防系统为主,灭火器、固定式水成膜泡沫灭火系统、排风口水喷雾降温系统、洞外值班摩托车、消防车辆相辅的综合灭火系统。2.2根据隧道主体纵断和当地地表、地下水情况，综合比选各种供水方案，最终采用在隧道右线出口侧设置高位水池，单侧常高压供水方案，隧道内左、右洞的外侧电缆沟内各敷设一路DN200内外涂塑高频直缝管做为主干消防管，并每隔1.5Km左右通过行人横洞横连管将左右洞主干消防管联

4、通，使隧道内消防管道构成管网，当管道一点故障或检修时，水流可通过环网绕行。2.3隧道内消火栓箱每隔50米布置一处，如图1所示，每个消火栓箱内安装单管双头减压稳压消火栓1套，30米长水龙带2盘，19mm口径水枪2支，SPMZ30型水成膜泡沫灭火系统1套，MFZL6型干粉灭火器和MJPZ6型泡沫灭火器各2具。图1隧道内消火栓箱设计图2.4本隧道共有两座斜（竖）井地下风机房，排风机口距离隧道主洞仅25米，火灾工况下隧道内大量高温烟雾通过排风机排出，为给进入风机的高温烟雾进行冷却降温并为防止主洞火灾通过排风口窜入地下风机房，在排风口入口处设置干式水喷雾系统，

5、如图2所示。图2排风口水喷雾系统透视图3消防系统用水量的确定根据《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71-2004）要求，隧道内消防用水量宜按同一时间内发生火灾次数为一次计算，并且长度超过3公里的隧道，火灾延续时间按照6小时计算，若隧道附近缺水，可适当增加水池储数量。3.1宝塔山隧道内最大灭火用水量为消防队进行正式灭火作业时的供水量,特长隧道1处着火由4支水枪同时扑救，即启用着火点两侧各一处消火栓箱,因每个消火栓流量为5L/s,4支消火栓合计20L/s；同时，假定两处消火栓箱内的泡沫枪均加入战斗,每处给水秒流量为0.5L/s，合计1L/s。3.

6、2火灾工况下开启斜（竖）井排风口水喷雾冷却系统1处，因无相关隧道喷雾系统的规范约束，在设计时参照《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219—95中第3.1.2条以防护冷却为目的设计喷雾强度，取6L/min·m2，排风口可用作用面积约72m2，因此水喷雾系统给水秒流量为7.2L/s。3.3综上所述，最终确定隧道内最大灭火用水量合计为28.2L/s，一次消防灭火用水量约600m3。因宝塔山隧道地处山西中部，常年干旱少雨，因此计算消防水池储水量时适当增大。宝塔山隧道设计采用1000m³矩形高位水池，采用独立两格结构，每格500m³，便于日常轮换检修。设置50

7、0m³低位水池，做为高位水池的后备水源，当深井故障无法保证在48小时补满600m3时，将低位水池储水经水泵房直接送至高位水池即可完成规范[1]要求的补水作业；同时，低位水池可作为消防车取水池，直接为消防车补水而不必经由室外消火栓，另当隧道内消防管网压力不足时，可由消防车直接将消防水由低位水池泵入室外水泵接合器，实现为消防管网加压。4消防系统压力要求4.1根据建规[2]要求，消防水枪充实水柱应不小于10m,按公式[4]计算消火栓口处所需水压，式中：Hxh—消火栓口处所需水压（kPa）；Ad—水龙带比阻，取0.0043；Ld—水龙带长度,取30m；qxh

8、—消火栓设计流量，取5L/s；β—水流特性系数，取1.577，Hq—水枪充实水柱所需压力,取166kPa（查