地铁长大区间消火栓系统设计方案探讨

刘丽莉

摘  要： 城市轨道交通长大区间越来越多，消防安全设计尤为重要。以某市地铁地下长大区间为例，对不同消火栓系统保护方案进行分析，解决地下长大区间消防压力保证问题。

关键词： 长大区间；消火栓系统； 压力

随着城市的发展，地铁建设范围有中心逐步向市域延伸，城市区域受到地面建筑、用地空间、环境保护等因素影响，地下长达区间在地铁线路中越来越多。由于区间长，区间最不利点位置距离车站远，在长大区间隧道内发生事故时，如何将人员迅速地、安全地、有序地从事故发生地疏散到相对安全地带，是地铁长大区间隧道防灾及紧急疏散方案研究的重点和难点。因此，给排水及消防设计方案在长大区间工程中尤为重要。现以某市地下长大区间消火栓系统为例，对地铁地下长大区间消火栓系统设计方案进行分析，为后续同类工程的方案设计提供参考。

1工程概况

本工程列车最高运行速度为100km/h，区间平均站间距2.44km，地铁A站主体结构外包总长1000米，小里程端与C站相邻，大里程端与B站为相邻，三个车站均为地下站，C站~A站区间长度为4km，A站~B站区间长度为6.1km（其中2座区间风井）。A站市政给水管道为单路DN100，B站市政给水管道为双路DN400、DN300，C站市政给水管道为双路DN400、DN600、DN1200。现以A站~B站区间消火栓系统为例，对地铁地下长大区间消火栓系统设计方案进行分析。

2消火栓系统设计参数

2.1用水量标准

地下车站（含换乘站）消火栓用水量为20L/s；地下车站出入口通道、地下折返线、地下区间隧道消火栓用水量为10L/s；消火栓系统火灾延续时间按2h计。

2.2水压标准

（1）消防给水系统的水压按国家现行《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）的规定执行，地下站、地下区间火灾时消防水枪的充实水柱不小于10m。

（2）消防管网消火栓栓口的静水压力不应超过1.0MPa，栓口处出水压力不应超过0.5MPa。超压时应采取分区或减压措施，减压后消火栓栓口处的出水压力不应小于0.25MPa。

（3）当采用DN65的消火栓、喷嘴口径19mm的水枪和直径65mm、长度25m的有衬里消防水带，每支水枪的计算流量不应小于5L/s时、消防水枪的充实水柱不小于10m时，消火栓口的出水压力不应小于0.17MPa。

（4）该市自来水公司提供的市政管网压力为0.18 MPa。

3长大区间消火栓系统

3.1长大区间消火栓系统设计分析

（1）本工程地下区间A站~B站长度达到6100m，如何保证长大区间消火栓系统给水压力是本工程的重点。

（2）关于消火栓系统的稳压压力，在《地铁设计规范》（GB50157-2013）中只要求“消火栓口的静水压力和出水压力应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定；在该市地方标准中要求“当市政供水压力满足最不利点消火栓静压要求时，可利用市政自来水压力直接稳压。”

由于自来水公司提供的室外市政管网压力为0.18 MPa，地铁消火栓口的出水压力不小于0.17MPa，考虑地下车站及区间与市政消防管道的高差，采用市政供水压力稳压完全可以满足车站及区间最不利点消火栓静压要求。

3.2长大区间消火栓系统设计方案

3.2.1设置消防水池

由于A站市政给水管道为单路DN100，根据经验其水量、水压均很难满足设计要求，因此建议在本站设置消防水池、消防泵、稳压泵及气压罐。在A站~B站区间中间位置设置连通管，如图1所示。

图1  区间消火栓系统示意图

在图中位置确定两个最不利消火栓位置在a、b点（在此处区间考虑断管进行消防校核），经计算消防泵出口所需压力为：（1525×1.35‰+3050×4.69‰）×1.20+17=（2.06+14.30）×1.20+17=36.64米水柱=0.37Mpa。

经计算，A站考虑水压标高高差，可采用扬程为35m的消防泵，扬程为42米的稳压泵，消防水池有效容积为150m3。B站考虑市政压力及标高高差，采用扬程为30m的消防泵。

3.2.2临战保护方案

由于A站市政给水管道为单路DN100，如市政自来水咨询报告为单路水源能够满足水量、水压为0.18 MPa的要求，建议采用邻站保护方案，根据图2所示，确定三个最不利点消火栓位置a、b、c点。

由于C站为双路水源，且距离A站较近，可采用C站水源保护A站的方案，在图中位置设置连通管。

（1）当A站水源未故障时，A站~B站区间最不利消火栓位置在a、b点（在此处区间考虑断管进行消防校核），经计算消防泵出口所需压力为：（1525×1.35‰+3050×4.69‰）×1.20+17=（2.06+14.30）×1.20+17=36.64米水柱=0.37Mpa。

A站、B站考虑市政压力及标高高差，可采用扬程为30m的消防泵。

（2）当A站水源故障时，采用C站邻站保护，最不利消火栓在a点（在此处考虑断管进行消防校核）或c点（车站消火栓、在d点考虑断管进行消防校核）。经计算最不利消火栓位置在a点时，C站消防泵出口所需压力为：[（4000+3050/2）×1.35‰+3050×4.69‰]×1.20+17=（7.46+14.30）×1.20+17=43米水柱=0.43Mpa。最不利消火栓在c点时，C站消防泵出口所需压力为：[（2000+1000）×4.69‰+1000×16.9‰）×1.20+17=（14.07+16.9）×1.20+17=54米水柱=0.54Mpa。

C站考虑市政压力及标高高差，可采用扬程为45m的消防泵。

4结语

保证长大区间消火栓系统的给水压力，是地铁长大区间消火栓系统设计的重点。从上面计算可见，长大区间通过在区间中部联络通道或区间风井位置设置消火栓连通管的方式，可解决长大区间消防压力保证问题，使地铁区间运营更加安全可靠。

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参考文献

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[2] 15S909, 《消防给水及消火栓系统技术规范》图示[S]. 北京：中国计划出版社, 2015.

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[6]乔国亮．地铁长达过海区间消火栓系统设计方案研究[J]. 山西建筑，2021，47(3):90-92．

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