消防水系统施工应注意的质量问题：

1.由于各专业工序安装协调不好，没有总体安排，使得喷洒管道拆改严重。

2.由于尚未试压就封顶，造成通水后渗漏。

3.由于支管末端弯头处未加卡件固定，支管尺寸不准，使喷洒头与吊顶接触不牢，护口盘不正。

4.由于未拉线安装，使喷洒头不成排、成行。

5.由于水流指示器安装方向相反；电接点有氧化物造成接触不良或水流指示器浆片与管径不匹配造成其工作不灵敏。

6.水泵结合器不能加压。由于阀门未开启，单向阀装反或有盲板未拆除造成。

消防水系统有那些质量保证项目：

1.消防系统水压试验结果及使用的管材品种、规格、尺寸必须符合设计要求和施工规范规定。

2.水泵的规格型号必须符合设计要求，水泵试运转的轴承温升必须符合规定。

3.自动喷洒和水幕消防装置的喷头位置，间距和方向必须符合设计要求和施工规范规定。

摘要：针对国内水下隧道消防水系统无明确规定的现状，根据海底隧道火灾的类型和特点，对目前常用的消防系统方案进行比较分析，进而确定适宜的消防系统，在此基础上介绍了汕头苏埃湾海底长大隧道的消防水系统设计，并对设计中的某些关键技术参数进行探讨。

0引言

汕头苏埃湾海底长大隧道（下称汕头苏埃通道）是汕头市干线公路网规划纵线国道G324的复线，位于海湾大桥与礐石大桥之间，路线全长6 680 m，隧道封闭段长4 320 m（北岸暗埋段长690 m，盾构段长3 047.5 m，南岸暗埋段长437.5 m），两洞双向6车道，是我国第一条海底长大盾构公路隧道，同时具备城市交通隧道的功能。

1隧道内消防方案比选

1.1隧道交通层消防方案比选

隧道交通层具有公路隧道和城市交通隧道的特点，以客运为主，同时会有部分货车通过，火灾特点比较突出，一旦发生火灾，烟雾大、温度高、能见度低，疏散救援困难，根据相关研究，隧道内主要发生的火灾类型为A、B类火灾，B类火灾更为突出。根据水下隧道火灾的类型和特点，对下述3种消防方案进行比选。

方案一：消火栓系统+固定式水成膜泡沫灭火装置（手动）+灭火器。

该方案是国内山岭隧道最常用的设计方案，消火栓系统一般以城市自来水或消防水池作为水源，消火栓在隧道一侧按照一定距离间隔设置，在消火栓箱一侧设固定式水成膜泡沫灭火装置，灭火器在隧道两侧按照一定距离交错设置。该方案特点是：可以有效扑灭A 类、B类初期火灾，固体物质着火后由于缺乏流动性，水体易附着于燃烧物表面，使燃烧物和空气隔绝，从而有效扑灭A类火灾；发生油类或流淌火灾时，在泡沫和水成膜的双重作用下，迅速冷却并覆盖油面，使燃烧物和空气隔绝，以达到扑灭B类火灾的效果；灭火器使用方便、性能可靠，可以有效扑灭各类初期小范围火灾。

方案二：消火栓系统+固定式水成膜泡沫灭火装置（手动）+固定式水喷雾系统+灭火器。

该方案是在方案一基础上增设固定式水喷雾系统。消火栓系统、固定式水成膜泡沫灭火装置和灭火器的功能与方案一相同。固定式水喷雾系统要达到灭火效果，固体火灾设计喷雾强度不小于15 L/（min·m2)，液体火灾（闪点在60～120 ℃）设计喷雾强度不小于20 L/(min·m2)；要达到防护冷却效果，设计喷雾强度不小于6 L/(min·m2)。一般情况下，由于市政给水管管径小或消防水池设置困难，另外海底隧道空间有限，喷雾水量达不到灭火要求，设计标准通常定位为防护冷却，将火情控制在一定的状态，降低火场温度，防止结构高温崩塌，同时便于消防队员靠近救援。

方案三：消火栓系统+泡沫-水喷雾联用灭火系统+灭火器。

该方案是将方案二的固定式水成膜泡沫灭火装置（手动）+固定式水喷雾系统由泡沫-水喷雾联用灭火系统取代。泡沫-水喷雾联用系统灭火时首先喷出泡沫，泡沫与水的混合比为3%，之后喷水进行冷却。扑灭A类火灾时，与水相比泡沫液更容易沿固体表面流淌并覆盖于固体表面，泡沫对固体表面的覆盖率较单纯以水为灭火介质的覆盖率更高，相对灭火盲点较少，灭火效果更好；扑灭B类火灾时，覆盖于油面的泡沫，能隔绝空气和抑制油气蒸发，同时泡沫析出的液体又能对燃油起到冷却作用，因此，对隧道内发生的油类火灾及流淌火灾，能在极短的时间内扑灭。

隧道交通层消防方案性能比选见表1。

泡沫-水喷雾联用灭火系统是一种较新的隧道消防系统，近年来被国内外较有影响的水下长大隧道广泛使用，如厦门翔安海底隧道、日本东京湾海底隧道，根据表1性能比较，为隧道消防安全考虑，隧道交通层消防系统采用方案三。

1.2隧道下层电缆通道消防方案比选

电缆通道内敷设通信、信号、电力等大量重要的电缆，对于隧道的安全运营极为重要，同时电缆通道内防火、救火条件相对恶劣，除了设置常规的灭火器外，还需要配备适宜的自动灭火设施，下面仅对自动灭火系统进行方案比选。

方案一：脉冲超细干粉自动灭火系统方案。

在电缆通道内全线设置脉冲超细干粉自动灭火系统，该系统由脉冲超细干粉自动灭火装置、启动组件、消防电源及显示盘组成。火灾发生时，组件传递火灾温度信号，实现灭火装置自动组合启动，高速喷射超细干粉灭火剂，淹没服务范围内的保护对象，达到瞬间高效灭火的目的。该装置适用于各电缆沟工程及电缆夹层的消防，在电力行业工程中应用广泛。

方案二：高压细水雾灭火系统。

在电缆通道内全线设置高压细水雾灭火系统，该系统由高压细水雾泵组、细水雾喷头、区域控制阀组、高压不锈钢管道以及火灾报警控制系统等组成。火灾发生时，火灾报警控制系统启动，喷头喷出的细水雾在隧道内四处弥散，降落速度缓慢、与烟气大面积长时间接触，可大量吸收火场中的烟雾和毒气，降低火场温度，保护电缆安全，可有效扑灭火灾。国内较有影响的上海长江隧道电缆通道设置了高压细水雾灭火系统。

隧道下层电缆通道消防方案性能比选见表2。

脉冲超细干粉自动灭火装置在电缆通道内的使用寿命仅为5年，汕头苏埃通道工程建设时一次性投资700万元，之后每隔5年更换一次，所需费用约400万元，隧道服务年限100年的工程总造价约为8 300万元。高压细水雾灭火系统一次性投资较高，约2 000万元，但使用寿命长、维护管理也比较方便、同时具有降温冷却、烟雾除尘功能，再根据表2性能比较，电缆通道自动灭火系统采用方案二。

2隧道消防系统设计

2.1消火栓系统

在隧道北岸工作井、南岸控制中心各设一处消防泵房及消防水池，消防水池有效容积均为800 m3。隧道两端消防泵房分别引出2根DN150的消火栓总管，沿两条隧道纵向敷设，全线贯通，形成安全可靠的消火栓总管环网。在每条隧道及匝道的一侧墙内，每隔40 m设置1组消火栓箱。下层疏散通道不单独设置消火栓给水系统，只在消防人员进出的救援楼梯处增设消火栓，其间距与救援楼梯一致，该消火栓从车道层消火栓系统干管上接出。

2.2泡沫-水喷雾联用灭火系统

隧道两端消防泵房内的水喷雾泵引出2根DN250管道，经泵加压后沿两条隧道纵向敷设，全线贯通，为隧道内泡沫-水喷雾联用系统供水，消防泵房内的泡沫泵引出2根DN65泡沫管道，沿两条隧道纵向敷设，全线贯通，为隧道内泡沫-水喷雾联用系统供泡沫液。泡沫-水喷雾联用灭火系统沿隧道纵向划分若干独立的灭火分区，每区段长度约20 m，单侧设泡沫水喷雾喷头5只，每个区段设置独立的泡沫水喷雾控制阀组，消防灭火时火灾区及相邻区段同时作用。

2.3灭火器系统

在隧道交通层的一侧，相距40 m设置灭火器箱1组,在隧道的另一侧，相距40 m与消火栓共箱设置灭火器1组，隧道两侧灭火器洞室与消火栓洞室交错等间距布置；隧道下层的纵向疏散通道相距25 m设置挂壁式灭火器1组；每组内设4具5 kg装磷酸铵盐灭火器。在电缆通道内每隔25 m设置2具5 kg装磷酸铵盐灭火器。

2.4高压细水雾灭火系统

隧道两端消防泵房内的高压细水雾泵引出2根DN65管道，经泵加压后沿两条电缆通道纵向敷设，海中盾构段全线贯通，为高压细水雾灭火系统供水。高压细水雾沿盾构段电缆通道纵向划分若干独立的灭火分区，每区段长度约30 m，通道顶板下中间位置设置开式喷头，喷头的安装间距2.5 m，在准工作状态时，分区控制阀至喷头之间管网为干式，高压泵组至分区控制阀间有1.6 MPa的稳压水。火灾时，主泵启动并达到设计压力（12 MPa），火灾区及相邻区段同时作用。

2.5地面消防系统

在隧道北岸工作井、南岸控制中心、洞口及匝道洞口地面附近各设8套水泵接合器，其中2套接消火栓环状管网、5套接水喷雾环状管网、1套接泡沫液环状管网，并在距水泵接合器15～40 m范围内设置对应的室外消火栓。隧道洞口外消火栓用水量30 L/s，火灾延续时间4 h。

3隧道消防系统设计关键技术参数探讨

3.1消火栓、灭火器设置间距

到目前为止，国家标准《公路隧道消防技术规范》尚未正式颁布，交通运输部行业标准《公路隧道设计规范 第二册 交通工程及附属设施》（JTG D70/2-2014），在总则中强调“本规范适用于各等级公路的新建和改建山岭隧道”，不包括水下公路隧道，能够参考的规范只有《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）及《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014），这两本规范均要求：“隧道内消火栓的间距不应大于50 m”，国内很多隧道以此为标准，消火栓间距按50 m取值，部分为45 m，笔者认为不妥，消火栓间距应按现行规范：“室内消火栓的布置应满足同一平面有2支消防水枪的2股充实水柱到达任何部位”的要求，经计算确定。以本隧道为例，建筑限界高度：H=5 m，单洞隧道宽度：L=12.25 m，消火栓保护半径：R=2×25×0.8＋5×0.71＝43.55 (m)，则消火栓间距：S=(43.552-12.252）0.5=41.79 (m)，取40 m。

对于灭火器间距的设置，《建筑设计防火规范》要求：“通行机动车的一、二类隧道和3条及以上的车道的三类隧道，在隧道两侧均应设置灭火器，灭火器设置点的间距不应大于100 m”，而《建筑灭火器配置设计规范》（GB 50140-2005）要求：“严重危险级，手提式灭火器最大保护距离A类火灾15 m，B、C类火灾9 m”，调查国内已通行的水下三车道隧道，上海长江隧道双侧交错布置，单侧设置间隔50 m，青岛胶州湾海底隧道双侧交错布置，单侧设置间距45 m，隧道灭火器的设置间距也不统一。笔者认为，《建筑设计防火规范》灭火器间距设置距离偏大，一旦发生火灾，对扑灭初期火灾不利；《建筑灭火器配置设计规范》适用的建筑通常以人为主体，而公路隧道以车辆为主体，两者对象不同，车辆一般携带有灭火器，从这个角度考虑，隧道内灭火器的设置间距可以适当加大；结合国内已建水下隧道灭火器的单侧设置间距通常不大于50 m，同时考虑本隧道消火栓的设置间距为40 m，灭火器单侧也按40 m进行设置比较合适，一侧与消火栓共箱设置，另一侧与消火栓箱等距离交错布置，这种布置方式既可以满足消防要求，又可以使隧道两侧箱体整齐美观。隧道消火栓和灭火器布置见图1。

3.2消防水泵压力确定及水系统管线成环

本隧道是海底盾构公路隧道，盾构段因地质原因，为结构安全考虑不设置联络通道，针对此类型的长大隧道，消防水泵压力如何确定才能使消防水系统管线成环，笔者在调查中发现，国内已运营部分水下隧道消防管线看似成环，实则是支状管线，下面以本隧道为例进行探讨，隧道消防水系统布置示意见图2。

隧道两端分别设有消防泵房，国内有一些水下隧道设计思路为：“南北岸消防泵房各控制半个环状管网，即系统的压力最不利点为管段A-C或D-F的中点B或E处”，由图2可知，这种划分方式，消防水系统管线并不是真正意义上的环状管网，不符合规范的要求。举例分析：按原设计，当4点处发生火灾时，应启动南岸消防泵房，但若管道D-4发生故障，南岸消防泵不能满足压力要求，启动北岸消防泵也不能满足压力要求，此时管线实际为支状管线，因此笔者认为，南北岸消防泵房最不利点划分不应为管线中点B或E处，对于南岸消防泵房，管线最不利点应为F点，对于北岸消防泵房，管线最不利点为D点，如此设计，消防水泵压力才能使消防水系统管线成环。

4小结

汕头苏埃通道消防水系统设计，隧道交通层设置消火栓系统、灭火器、泡沫-水喷雾联用灭火系统；隧道下层电缆通道设置灭火器、高压细水雾灭火系统（为国内海底公路隧道首次采用）；隧道下层疏散通道设置灭火器；为了满足救援的需要，在隧道敞口段设置室外消火栓和水泵接合器等地面消防系统。

隧道各个消防系统的设计要满足规范的要求，当和规范不一致或者规范间有矛盾时，要依据隧道本身的特点，对一些关键技术参数进行探讨，在此基础上完成隧道消防系统的设计。

微信对原文有删减，原文标题：汕头苏埃湾海底长大隧道消防水系统设计探讨，作者：何潇剑，刊登在《给水排水》2017年9期。

编辑：北方