任志群

（中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司 天津300241）

隨著軌道交通和地下空間建設(shè)的不斷發(fā)展，城市軌道交通、地下空間等多功能結(jié)合設(shè)置的綜合交通樞紐工程越來越多。軌道交通站點(diǎn)地區(qū)地下空間開發(fā)不僅有利于多種交通方式的換乘，還可以提高地下空間的可達(dá)性和使用價值，帶動地下空間商業(yè)的發(fā)展［1］。為避免二次破路、分期施工給城市交通帶來的影響，綜合交通樞紐往往采取同步設(shè)計、施工的方式，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益?；诰C合交通樞紐體量大、功能復(fù)雜、人員密集的特點(diǎn)，水消防系統(tǒng)的設(shè)計也更為復(fù)雜?，F(xiàn)以深圳某綜合交通樞紐為例，對城市樞紐工程水消防系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行介紹，針對重難點(diǎn)及存在問題進(jìn)行分析，為后期同類工程提供參考。

1 工程概況

深圳某綜合交通樞紐（以下簡稱“樞紐”）位于筍崗西路、泥崗西路、華富路、華強(qiáng)北路五岔路口（見圖1），豎向分為7 個層次（見圖2），是集軌道交通（7、14、24 號線）、地下空間、城市隧道、道路、橋梁等多種交通方式于一體的城市綜合交通樞紐。

圖1 綜合交通樞紐總平面布置Fig.1 The General Layout of Comprehensive Transportation Hub

圖2 綜合交通樞紐空間豎向布局示意圖Fig.2 The Spatial Vertical Layout of Comprehensive Transportation Hub

其中，軌道交通部分總建筑面積約為100 526.89 m2。地下1 層為7 號線和14 號線地鐵站廳層；地下2 層為24 號線設(shè)備層、7 號線和14 號線站臺層；地下3 層為24 號線站臺層、7 號線和14 號線站臺層；地下4 層為24號線站臺層。7號線與14號線為同向同臺換乘，7、14號線與24號線為“干”型換乘。

地下空間部分均設(shè)置于地下1 層，沿筍崗西路分東、西區(qū)2部分設(shè)置，與軌道交通工程以防火卷簾及防火墻分界。主要設(shè)置有便民服務(wù)用房、設(shè)備機(jī)房等，總建筑面積約29 795 m2。地下1層按建筑層高分為中庭區(qū)和普通層高區(qū)域，中庭范圍層高11.0～12.5 m，其余范圍層高5.0～7.5 m。

市政隧道部分沿筍崗西路布置，基坑深度由U 型槽（東、西兩側(cè)）、隧道段兩部分組成，消防泵房設(shè)置于西側(cè)U型槽附近，隧道段長度約930 m。

2 消防水源及用水量

2.1 消防水源

綜合交通樞紐消防用水水源均采用城市自來水。地下空間與軌道交通為同一產(chǎn)權(quán)單位，根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范：GB 50974-2014》［2］第4.3.1和6.1.11 條規(guī)定，同時參考南京地鐵泰馮路站運(yùn)營經(jīng)驗［3］，上述區(qū)域可共用臨時高壓消防給水系統(tǒng)，共享消防泵房及消防水池。由于市政隧道與地下空間、軌道交通分屬不同產(chǎn)權(quán)單位，考慮后期管理維護(hù)便利，避免出現(xiàn)消防管理安全問題及責(zé)任分工不明問題，因此單獨(dú)設(shè)置消防泵房及水消防系統(tǒng)。

地下空間與軌道交通共同設(shè)置的消防泵房、消防水池位于軌道交通14號線小里程一側(cè)夾層風(fēng)道消防疏散通道旁，屋頂高位水箱位于軌道交通E 號下沉廣場旁。由華富路DN600市政給水管引入1根DN200消防引入管進(jìn)入樞紐后，供消防水池及高位消防水箱補(bǔ)水。

市政隧道沿筍崗西路敷設(shè)，南北兩側(cè)各有1 根DN1000 和DN800 市政給水管，參考深圳地鐵公司關(guān)于地鐵站點(diǎn)周邊兩路水源可直抽不設(shè)水池的要求，城市隧道在小里程U 型槽與隧道設(shè)計分界點(diǎn)附近由上述兩路市政給水管上各引一路DN200消防引入管，設(shè)消防水泵增壓后，供隧道消防用水。

2.2 消防用水量

根據(jù)《地鐵設(shè)計防火規(guī)范：GB 51298-2018》［4］第7.1.4 條規(guī)定，消防用水量按消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)等滅火系統(tǒng)同時開啟的用水量計算，如表1 所示。本樞紐火災(zāi)起數(shù)按1次考慮。

3 水消防系統(tǒng)概述

水消防系統(tǒng)由室內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)（含大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)）構(gòu)成。除室外消火栓系統(tǒng)，均需設(shè)加壓水泵供水。為減少水泵數(shù)量，綜合考慮各系統(tǒng)消防水量及同時動作的機(jī)率，將自動噴水滅火系統(tǒng)和大空間智能型主動滅火系統(tǒng)水泵合用。考慮市政隧道獨(dú)立運(yùn)營與維護(hù)，單獨(dú)設(shè)置水消防系統(tǒng)。

為減少管道沿程損失，避免長距離輸送，消防泵房及消防水池設(shè)置在樞紐的中部14 號線地下1 層風(fēng)道夾層內(nèi)，消防水池有效容積不小于540 m3。在E 號下沉廣場旁設(shè)置50 m3高位水箱，滿足初期消防用水要求（見表2）。

表2 樞紐各部分水消防系統(tǒng)主泵一覽表Tab.2 List of Main Pumps of Water Fire Fighting System in All Parts of the Hub

3.1 消火栓系統(tǒng)

室外消火栓系統(tǒng)采用市政低壓給水系統(tǒng)。在樞紐各出入口5～40 m 范圍內(nèi)及水泵接合器15～40 m 范圍內(nèi)配置相應(yīng)的室外消火栓。盡量利用市政消火栓，如市政消火栓不滿足間距要求，應(yīng)新建室外消火栓。

室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用臨時高壓給水系統(tǒng)，從給水引入管上接出一路DN100的給水管至消防泵房，作為消防水池補(bǔ)水管。消火栓管網(wǎng)在樞紐內(nèi)形成立體環(huán)狀供水管網(wǎng)，干管及立管管徑DN200。消防管道在樞紐內(nèi)均敷設(shè)在吊頂內(nèi)。消防管網(wǎng)采用閥門分成若干獨(dú)立段，當(dāng)某段損壞時，停止使用的消火栓在一層中不應(yīng)超過5個。

從軌道交通車站范圍分別向14 號線相鄰區(qū)間隧道各引入一條DN150消防給水干管，車站和區(qū)間的消防管網(wǎng)相連，形成車站和相鄰區(qū)間的環(huán)狀消防給水管網(wǎng)。在進(jìn)入?yún)^(qū)間的消防管道上安裝手電兩用蝶閥，蝶閥應(yīng)安裝在人員容易操作的地方，閥門常開。

表1 樞紐各部分消防系統(tǒng)用水量一覽Tab.1 List of Water Consumption of Fire Fighting System in Each Part of the Hub

在地下1層24號線范圍為遠(yuǎn)期開通的地下2、3、4層預(yù)留2根DN200立管，設(shè)閘閥、管堵。

3.2 自動噴水滅火系統(tǒng)

按照深圳市《地鐵地下車站防火分區(qū)、煙氣控制與人員疏散系統(tǒng)設(shè)計導(dǎo)則》［5］的要求，三線共用站廳公共區(qū)的面積應(yīng)不大于15 000 m2，當(dāng)面積大于10 000 m2時應(yīng)設(shè)自動噴水滅火系統(tǒng)。同時，根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范：GB 50157-2013》，當(dāng)?shù)叵萝囌驹O(shè)置的商鋪總面積超過500 m2時，應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。

自動噴水滅火系統(tǒng)為臨時高壓給水系統(tǒng)，噴淋主泵由消防水池內(nèi)吸水，加壓后供地下空間、城市軌道交通噴淋系統(tǒng)用水。噴淋系統(tǒng)與消火栓系統(tǒng)合用屋頂水箱，穩(wěn)壓裝置設(shè)置于高位水箱間內(nèi)。車站地下1 層及地下空間設(shè)濕式自動噴水滅火系統(tǒng)，由閉式噴頭、管網(wǎng)、報警閥組、末端試水裝置、加壓設(shè)備（樞紐室內(nèi)消防泵房內(nèi)）等組成。

對于凈空高度≤8 m噴淋保護(hù)區(qū)域，根據(jù)《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范：GB 50084-2017》［6］要求，參考總建筑面積1 000 m2以上地下商場的要求，地下空間和軌道交通車站均按中危險級Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)，噴水強(qiáng)度8 L/min·m2，作用面積160 m2，系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力不低于0.05 MPa。

由于樞紐公共區(qū)范圍面積超過15 000 m2，根據(jù)當(dāng)?shù)仨椖拷?jīng)驗采取設(shè)置防火隔離帶方式作為防火分隔。防火分隔措施既解決了大空間建筑防火分區(qū)設(shè)計面積超標(biāo)的問題，又滿足了建筑使用功能與視覺方面的特殊要求［7］。防火隔離帶內(nèi)建筑凈空高度≤8 m，自動噴水滅火系統(tǒng)作用面積提高至260 m2，范圍如圖3 所示?；谏鲜鲆螅阑鸶綦x帶區(qū)域按嚴(yán)重危險I 級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，噴水強(qiáng)度12 L/min·m2，系統(tǒng)最不利點(diǎn)處噴頭的工作壓力不低于0.05 MPa。

圖3 防火隔離帶劃分區(qū)域示意圖Fig.3 The Division of Fire Isolation Zone

樞紐設(shè)置對應(yīng)濕式報警閥組，每個報警閥組控制噴頭不超過800 只，閥前采用DN200 環(huán)狀管道，并在每個防火分區(qū)設(shè)置對應(yīng)的水流指示器與信號閥。

自動噴水滅火系統(tǒng)所有保護(hù)范圍均在近期實施范圍內(nèi)，遠(yuǎn)期24 號線地下2、3、4 層不設(shè)置噴淋，因此與遠(yuǎn)期24號線無接口。

3.3 大空間智能型主動滅火系統(tǒng)

在本樞紐內(nèi)，中庭挑空處及設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)有困難處設(shè)大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)。系統(tǒng)選用自動掃描射水高空水炮滅火裝置，自動進(jìn)行火災(zāi)探測、報警、瞄準(zhǔn)火源及噴射滅火劑。消防泵房內(nèi)自動噴水滅火系統(tǒng)和大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)共用加壓泵組。設(shè)計流量30 L/s，持續(xù)噴水時間為1 h。每個水炮流量為5 L/s，作用半徑為20 m，噴頭處標(biāo)準(zhǔn)工作壓力0.60 MPa。在每個防火分區(qū)最不利點(diǎn)處設(shè)模擬末端試水裝置，每個防火分區(qū)設(shè)置水流指示器及信號閥，且在自動噴水滅火系統(tǒng)濕式報警閥前將管道分開。

大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)為遠(yuǎn)期24 號線地下2、3、4 層預(yù)留2 根DN200 立管，設(shè)置于24 號線地下1 層范圍內(nèi)，管道末端設(shè)閘閥、管堵，滿足遠(yuǎn)期高大凈空區(qū)域的消防保護(hù)。

3.4 城市隧道水消防系統(tǒng)

城市隧道水消防系統(tǒng)包括室內(nèi)、外消火栓系統(tǒng)和固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)。市政給水管提供的壓力為0.28 MPa，由于市政水壓不能滿足消火栓系統(tǒng)，因此需設(shè)置消防泵房，采用加壓供水的方式。

隧道消防水泵房設(shè)置消火栓主泵2臺（一用一備，Q=17 L/s，H=45 m），穩(wěn)壓裝置1 套。消火栓管網(wǎng)在隧道內(nèi)形成環(huán)狀供水管網(wǎng)，干管管徑DN150。消防管道在隧道內(nèi)（除兩端跨隧道處）均敷設(shè)在隧道留槽內(nèi)。消防管網(wǎng)采用閥門分成若干獨(dú)立段，當(dāng)某段損壞時，停止使用的消火栓在一層中不應(yīng)超過5個。隧道每40 m布置1個消火栓箱，內(nèi)設(shè)1個單口單閥消火栓。

在隧道兩端配置相應(yīng)的室外消火栓，盡量利用市政消火栓；如市政消火栓不滿足間距要求，應(yīng)新建室外消火栓。

固定式水成膜泡沫滅火裝置的泡沫混合液流量應(yīng)不小于30 L/min，固定式水成膜泡沫滅火系統(tǒng)泡沫液濃度宜為3%，連續(xù)供給時間應(yīng)不小于20 min，射程應(yīng)不小于6 m。固定式水成膜泡沫滅火裝置宜與消火栓一同安裝于消火栓箱內(nèi)。

4 與既有7號線水消防系統(tǒng)關(guān)系

既有7 號線車站為軌道交通7 號線第22 座車站，總建筑面積20 727.75 m2，于2016 年10 月開通運(yùn)營。7 號線車站水消防系統(tǒng)僅設(shè)置消火栓系統(tǒng)，公共區(qū)未設(shè)置噴淋系統(tǒng)。車站設(shè)置的室內(nèi)消火栓系統(tǒng)采用常高壓系統(tǒng)，不設(shè)消防泵房。

基于上述系統(tǒng)方案，為避免對既有線運(yùn)營的影響，僅對室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)受改造影響的部分管道、閥門、消火栓進(jìn)行移位改造。水消防系統(tǒng)的方案考慮結(jié)合土建改造范圍重新定義防火分區(qū)，站廳層、站臺層涉及改造的范圍均劃入14 號線防火分區(qū)（見圖4），與既有7號線公共區(qū)設(shè)置防火墻、防火卷簾進(jìn)行分隔。

圖4 既有7號線區(qū)位關(guān)系Fig.4 The Location Relationship of Existing Line 7

考慮7 號線無噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)僅設(shè)置于新建14 號線及其他樞紐公共區(qū)范圍。既有7 號線與14 號線公共區(qū)設(shè)置防火墻、防火卷簾進(jìn)行分隔。

5 工程重難點(diǎn)分析及應(yīng)對措施

5.1 防火分區(qū)面積超5 000 m2問題

文獻(xiàn)［4］第4.2.1條規(guī)定：“站臺和站廳公共區(qū)可劃分為同一個防火分區(qū)，站廳公共區(qū)的建筑面積不宜大于5 000 m2?！庇捎诒揪C合交通樞紐站廳公共區(qū)面積約1.9萬m2遠(yuǎn)大于規(guī)范要求的范圍。水消防專業(yè)可考慮按文獻(xiàn)［5］第4.3 條規(guī)定：“站廳公共區(qū)防火分區(qū)的建筑面積不宜大于5 000 m2。多線共用站廳公共區(qū)的面積應(yīng)不大于10 000 m2；三線共用站廳公共區(qū)的面積應(yīng)不大于15 000 m2，當(dāng)面積大于10 000 m2時應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)?！?/p>

解決方案：在站廳層設(shè)置防火隔離帶，將站廳層劃分為若干建筑面積不大于5 000 m2的不同區(qū)域，防火隔離帶兩端與安全出口連通。加強(qiáng)防火隔離帶內(nèi)滅火系統(tǒng)設(shè)計，防止火災(zāi)相互蔓延，自動噴水滅火系統(tǒng)作用面積提高至260 m2。

5.2 建筑內(nèi)設(shè)置景觀綠植問題

站臺及站廳公共區(qū)內(nèi)采用不燃材料裝修，除部分區(qū)域種植景觀綠植外，不放置任何無關(guān)的固定可燃物。

解決方案：①景觀綠植應(yīng)為種植植物，不應(yīng)采用其他可燃性“假花”、“假樹”替代。②單處景觀綠植面積不應(yīng)大于100 m2，兩處之間的間距不小于9 m。③景觀綠植頂部設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)或大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)。采用自動噴水滅火系統(tǒng)時，建議加密噴頭布置間距至1.8 m；采用大空間智能型主動噴水滅火系統(tǒng)時，每點(diǎn)有不少于2股水柱保護(hù)。

5.3 樞紐站資源共享問題

本樞紐中功能分區(qū)較多，且根據(jù)建筑規(guī)模需考慮設(shè)置多個水消防系統(tǒng)［8］。若軌道交通、地下空間、城市隧道均單獨(dú)設(shè)置消防設(shè)施，必然造成初投資的增加及運(yùn)營維護(hù)的困難。同時本樞紐涉及到出入口較多，按文獻(xiàn)［2］第7.3.4條要求：“地下工程的出入口附近需設(shè)置室外消火栓，若每個口均設(shè)置由樞紐負(fù)責(zé)建設(shè)，則需另外增加室外消防加壓泵組”。

解決方案：由于地下空間、軌道交通為同一產(chǎn)權(quán)單位［9］，考慮二者共用水消防系統(tǒng)，可節(jié)省一套消防泵組、噴淋泵組及消防水池、高位水箱等消防設(shè)施，節(jié)省初投資，便于維護(hù)［10］。考慮樞紐出入口需要設(shè)置室外消火栓較多，且周邊市政道路下市政水源能夠滿足兩路水源要求，考慮在前期工程結(jié)合管線改遷過程，根據(jù)樞紐的室外消火栓位置及數(shù)量需求，直接由市政引出建設(shè)，不做樞紐內(nèi)二次加壓。

6 結(jié)語

本文討論的綜合交通樞紐的超大空間、功能復(fù)雜、地鐵多線換乘等特性，決定了其水消防系統(tǒng)的設(shè)計無法簡單按照規(guī)范條文的約束來進(jìn)行［11］。必須綜合考慮各種因素，結(jié)合建筑綜合布局，各專業(yè)協(xié)同設(shè)計來實現(xiàn)建筑物的消防安全及效益優(yōu)化。

本文主要介紹了深圳某綜合交通樞紐城市軌道交通、地下空間、城市隧道的水消防系統(tǒng)設(shè)計。針對不同區(qū)域的特點(diǎn)，有針對性地進(jìn)行參數(shù)的選取。在消防允許的前提下，盡可能合用泵組，減少運(yùn)營維護(hù)及安全風(fēng)險。本樞紐中公共區(qū)面積超過5 000 m2及建筑內(nèi)引入中庭引起的高大凈空自動滅火設(shè)計、建筑內(nèi)的景觀綠植消防保護(hù)，是水消防系統(tǒng)設(shè)計的重難點(diǎn)。如此龐大的工程，如何讓設(shè)計更好地為運(yùn)營服務(wù)，滿足智慧地鐵的建設(shè)需求，是水消防專業(yè)面對的更大挑戰(zhàn)。