第一章隧道建筑防火设计要求针对公路隧道火灾特点,设计人员对隧道工程采取主动防火与被动防火两种措施。
主动防火设计从防止火灾发生与对火灾采取及时扑救的角度出发,包括内部照明系统、通风系统、消防设备布置、火灾发生前后的火灾探测、报警、灭火及疏散系统,以及隧道的运营管理与灾情发生时的应急方案等一系列设计;被动防火设计主要就是通过采取提高衬砌混凝土材料的耐火性能、喷涂防火涂料、安装防火板材等防火保护措施来保证隧道结构的安全,使灾后只需进行简单的修护而不影响隧道的正常使用。
ﻫ一、建筑结构耐火(一)构件燃烧性能要求ﻫ为了减少隧道内固定火灾荷载,隧道衬砌、附属构筑物、疏散通道的建筑材料及其内装修材料,除施工缝嵌封材料外均应采用不燃烧材料。
通风系统的风管及其保温材料应采用不燃烧材料,柔性接头可采用难燃烧材料。
隧道内的灯具、紧急电话箱(亭)应采用不燃烧材料制作的防火桥架。
隧道内的电缆等应采用阻燃电缆或矿物绝缘电缆,其桥架应采用不燃烧材料制作的防火桥架。
ﻫ(二)结构耐火极限要求用于安全疏散、紧急避难与灭火救援的平行导洞、横向联络道、竖(斜)井、专用疏散避难通道、独立避难间等,其承重结构耐火极限不应低于隧道主体结构耐火极限要求。
ﻫ隧道内附属构筑物(如风机房、变压器洞室、水泵房、柴油发动机房等)应采用耐火极限不低于2、00h的防火隔墙与耐火极限不低于1、５０h的楼板、顶板以及防火门与隧道分开;附属构筑物(用房)内部的建筑构件应满足现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB５0０16-2014)的规定。
ﻫ(三)结构防火隔热措施ﻫ隧道结构防火隔热措施包括喷涂防火涂料或防火材料、在衬砌中添加聚丙烯纤维或安装防火板等。
隧道主体结构与附属构筑物等设计,要充分考虑隧道结构防火性能要求,采用相应的衬砌结构形式。
当其结构不能满足规定的耐火极限要求时,应采取防火措施以达到耐火极限要求。
ﻫ二、防火分隔ﻫ隧道为狭长建筑,其防火分区按照功能分区划分。
隧道内地下设备用房的每个分区的最大允许面积不应大于1５０0m2,防火分区间应采用防火墙或耐火极限不低于3、０0h 的耐火构件,将隧道附属构筑物(用房),如辅助坑道以及专用避难疏散通道、独立避难间等,与隧道分隔开,形成相互独立的防火分区。
ﻫﻫ(一)防火分隔构件隧道内的水平防火分区应采用防火墙进行分隔,用于人员安全疏散的附属构筑物与隧道连通处宜设置前室或过渡通道,其开口部位应采用甲级平开防火门,用于车辆疏散的辅助通道、横向联络道与隧道连接处应采用耐火极限不低于3.00ｈ的防火卷帘进行分隔。
(二)管沟分隔隧道内的通风、排烟、电缆、排水等管道、管沟等需要采取防火分隔措施进行分隔。
当通风、排烟管道穿越防火分区时,应在防火构件的两侧设置防火阀与排烟防火阀。
隧道行车道旁的电缆沟,其侧沿应采用不渗透液体的结构,电缆沟顶部应高于路面,且不应小于20０mm。
当电缆沟跨越防火分区时,应在穿越处采用耐火极限不低于1.0０h的不燃烧材料进行防火封堵。
ﻫﻫ(三)附属构筑物(用房)防火分隔ﻫ附属构筑物(用房)应靠近隧道出入口或疏散通道、疏散联络道等设置。
构筑物(用房)之间应采用耐火极限不低于2、00ｈ建筑构件分隔,其隔墙上应设置能自行关闭的甲级防火门。
构筑物(用房)应设置相应的火灾报警与灭火设施。
有人员职守的房间必须设置通风与防排烟系统。
ﻫ为隧道供电的柴油发电机房,除满足上述要求外,还应设置储油间,其总储量不应超过１m³,储油间应采用防火墙与能自行关闭的甲级防火门与发电机房与其她部位分隔开,储油间的电气设施必须采用相应的防爆型电器。
ﻫﻫ三、隧道的安全疏散设施ﻫ隧道安全疏散通常就是利用隧道内设置的辅助坑道或者专门设置的疏散避难通道,空隧道内车辆与人员在火灾及其她紧急情况下进行安全疏散、紧急避难。
ﻫﻫ(一)安全出口与疏散通道ﻫ1、安全出口ﻫ安全出口即在两车道孔之间的隔墙上开设直接的安全门,作为两孔互为备用的疏散口,人员疏散与救援可由同平面通行,方便快捷。
隧道内地下设备用房的每个防火分区安全出口数量不应少于两个,与车道或其她防火分区相同的出口可作为第二安全出口,但必须至少设置1个直通室外的安全出口;建筑面积不大于５00m2且无人值守的设备用房可设置1个直通室外的安全出口。
２、安全通道安全通道根据隧道形式不同,可分为四类:一就是利用横洞作为疏散联络道,两座隧道互为安全疏散通道;二就是利用平行导坑作为疏散通道;三就是利用竖井、斜井等设置人员疏散通道;四就是利用多种辅助坑道组合设置人员疏散通道。
(1)矩形双孔(或多孔)加管廊的隧道。
在两孔车道之间的中间管廊内设置安全通道,并沿纵向人行横通道的间隔与隧道通向人行疏散通道入口的间隔,宜为２50m～3００ｍ(见图4-4－4)。
安全通道两端应与隧道洞口或通向地面的疏散楼梯相连,火灾时,人员从一孔隧道进入安全门,穿越安全通道至另一孔隧道。
(2)圆形隧道。
在圆形隧道的两孔隧道之间设置连接通道,并在通道的两端设置防火门。
当一条隧道发生火灾时,人员可通过横通道疏散至另一条隧道进行疏散。
连接通道的间距一般宜为4０0~８00m,当设有其她相应的安全疏散措施时,间距可适当放大。
圆形隧道的安全通道常设置在车道板下,通过安全口与爬梯、滑梯进出。
人员可从安全口经安全通道进行长距离疏散。
设有安全通道情况下,其安全口的设置间距一般可取80～1２5m。
(图4-4-5)。
(二)疏散楼梯双层隧道上下层车道之间有条件的情况下,可以设置疏散楼梯,发生火灾时通过疏散楼梯至另一层隧道,间距一般取100m左右。
ﻫ(三)避难室ﻫ为减少因救援人员不能及时到位地区的人员伤亡,长大隧道需设置避难室。
避难室与隧道车道形成独立的防火分区,并通过设置气闸等措施,阻止火灾及烟雾进入。
避难室大小与间距根据交通流量与疏散人员数量确定。
四、隧道的消防设施配置隧道的消防设施主要有消火栓系统、自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统、防排烟系统、通信系统、灭火器、应急照明与疏散指示标志等。
(一)灭火设施ﻫ根据隧道类别不同,其配置的灭火设施也不尽相同。
级别越高,配置的灭火设施越齐全。
常用灭火设施布置如下:(１)消火栓系统。
除四类隧道与行人或通行非机动车辆的三类隧道外,隧道内应设置消防给水系统,且宜独立设置。
隧道内的消火栓用水量不应小于２0L/ｓ,隧道外的消火栓用水量不应小于3０L/s。
对于长度小于1000ｍ的三类隧道,隧道内外的消火栓用水量可分别为10L/s与２0L/s。
消火栓给水管网应布置成环状;严寒地区隧道外的消火栓及给水管道应采取防冻措施。
如有危险品运输车辆通行的隧道,宜设置泡沫消防栓系统。
隧道消火栓系统。
隧道内消火栓的间距不应大于5０m(2)自动喷水灭火系统。
对于危险级别较高的隧道,为保护隧道的主体结构,有些还采用自动喷水灭火系统,其类型一般为水喷雾灭火系统或泡沫水喷雾联用灭火系统,以达到更好的灭火及保护效果。
水雾喷头宜采用侧式安装的隧道专用远近射程水雾喷头。
(３)灭火器。
隧道内灭火器设置按中危险级考虑。
隧道内应设置ABＣ类灭火器,设置点间距不应大于100m。
运行机动车的一、二类隧道与运行机动车并设置3条及以上车道的三类隧道,在隧道两侧均应设置灭火器,每个设置点不应少于4具;其她隧道,可在隧道一侧设置,每个设置点不应少于2具。
(二)报警设施除隧道内需设置火灾报警设施外,其配套设备用房如:变压器室、配电室、机房等也应配有警铃、手报、广播、探测器等相应的报警与警报设施。
1、警报设施的一般规定隧道入口处10０~1５０m处,应设置报警信号装置。
通行机动车辆的一、二类隧道应设置火灾自动报警系统,无人值守的变压器室、高低压配电室、照明配电室、弱电机房等主要设备用房,宜设置早期火灾探测报警系统。
其她用房内可采用智能烟感探测器对火灾进行检测与报警。
当隧道封闭段长度超过1000m时,应设置消防控制室。
ﻫ２、系统设置ﻫ火灾自动报警系统的设置应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》(GB５0０1６—2０１3)的规定。
ﻫ(1)火灾报警控制器数量的设置。
当隧道长度L小于１５00m时,可设置一台火灾报警控制器;长度Ｌ大于等于15０0ｍ的隧道,可设置一台主火灾报警控制器与多台分火灾报警控制器,其间宜采用光纤通信连接。
(2)火灾探测器选择与设置。
国内交通隧道中主要采用双波长火灾探测器与光纤分布式温度监测(差温)系统,一般≤４5ｍ范围内设一个双波长火灾探测器,安装在隧道的侧壁或顶部;光纤分布式温度监测(差温)系统以长线形(二车道)与环形(三车道)方式在探测区域从头至尾敷设,安装在隧道的顶部。
车行隧道内每隔100ｍ~1５0ｍ设置手动报警按钮。
ﻫ(三)防排烟系统隧道工程的防排烟范围包括行车道、专用疏散通道及设备管理用房等。
采用的排烟模式通常可分为纵向、横向(半横向)及重点模式,以及由基本模式派生的各种组合模式。
1、防排烟系统的一般规定ﻫ通行机动车的一、二、三类隧道应设置防排烟设施。
当隧道长度短、交通量低时,火灾发生概率较低,人员疏散比较容易,可以采用洞口自然排烟方式。
长度较长、交通量较大的隧道应设置机械排烟系统。
ﻫ 2.排烟模式排烟模式应根据隧道种类、火灾疏散方式,并结合隧道正常工况的通风模式确定,将烟气控制在最小范围之内,以保证乘客疏散路径满足逃生环境要求,并为消防灭火创造条件。
长度大于3000m的隧道,宜采用纵向分段排烟方式或重点排烟方式;长度不大于3000m的单洞单向交通隧道,宜采用纵向排烟方式;单洞双向交通隧道,宜采用重点排烟方式。
ﻫ(1)纵向排烟。
发生火灾时,隧道内烟气沿隧道纵向流动的排烟模式为纵向排烟模式,这就是一种常用的烟气控制方式,可通过悬挂在隧道内的射流风机或其她射流装置、风井送排风设施等及其组合方式实现,纵向排烟示意图如图4-4-6所示。
该排烟方式较适用于单向行驶、交通量不高的隧道。
纵向通风排烟时,气流方向与车行方向一致。
以火源点为分界,火源点下游为烟区,上游为清洁区,司乘人员向气流上游疏散。
ﻫ由于高温烟气沿坡度向上扩散速度很快,因此当坡道上发生火灾、采用纵向通风控制烟流、通风气流逆坡向时,必须使纵向气流的流速高于临界风速。
ﻫ (２)横向(半横向)排烟。
横向(半横向)也就是一种常用的烟气控制方式。
排烟与平时隧道通风系统兼用,横向方式通常设置风道均匀排风、均匀补风,半横向方式通常设置风道均匀排风、集中补风或不补风。
火灾情况下,利用排风风道均匀排烟。
横向(半横向)排烟示意图如图4-４－7所示。
横向(半横向)排烟方式适用于单管双向交通或交通量大、阻塞发生率较高的单向交通隧道。
(3)重点排烟。
重点排烟就是将烟气直接从火源附近排走的一种方式,从两端峒口自然补风,隧道内可形成一定的纵向风速。
该方式在隧道纵向设置专用排烟风道,并设置一定数量的排烟口。