地下人行通道消防與排水系統(tǒng)研究

時(shí)間:2022-11-17 10:38:59

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地下人行通道消防與排水系統(tǒng)研究

[摘要]以華為基地地下人行通道為例,詳細(xì)闡述了其消防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中消防系統(tǒng)主要采用消火栓系統(tǒng)以及柜式七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng),排水系統(tǒng)采用新型真空排水系統(tǒng),不僅壓縮了集水井結(jié)構(gòu)尺寸,還降低了破壞頂管管片帶來的安全風(fēng)險(xiǎn),綜合效益顯著。

[關(guān)鍵詞]地下人行通道;消防系統(tǒng)設(shè)計(jì);排水系統(tǒng)設(shè)計(jì);真空工作站

地下人行通道近幾年在國內(nèi)建設(shè)頗多,但目前尚無專門的地下人行通道消防與排水設(shè)計(jì)規(guī)范。如貴陽市某長270m的地下人行通道,僅在通道低點(diǎn)及敞口、出入口底板處設(shè)置集水井,以排放通道雨廢水[1],但低標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)無法應(yīng)對較大重現(xiàn)期暴雨。對于通道污廢水的排放,尤其是設(shè)置重要機(jī)電設(shè)備(如自動(dòng)步道)的情況下,通常采用集水坑搭配水泵排放的設(shè)計(jì),因其死水位、有效容積等參數(shù)限制了集水坑的設(shè)置[2],所以,該設(shè)計(jì)實(shí)施較為困難。消防方面,僅限人行的地下通道目前無明確規(guī)范要求,導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計(jì)審查尺度不一,依據(jù)過往經(jīng)驗(yàn),對于不存在經(jīng)營活動(dòng)的通道,一般不設(shè)置水消防系統(tǒng)[3]。鑒于至今地下人行通道消防與排水設(shè)計(jì)規(guī)范尚未完善,筆者擬以深圳市華為基地地下人行通道為例,通過討論距離較長且功能較多的華為基地地下人行通道消防與排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,為今后形成規(guī)范積累資料與經(jīng)驗(yàn)。

1項(xiàng)目概況

華為基地地下人行通道(以下簡稱通道)位于深圳市龍崗區(qū)坂田華為基地,沿稼先路南側(cè)敷設(shè),東起坂雪崗大道地鐵10號線華為站,西至華為基地B區(qū),主通道全長994m,為國內(nèi)距離最長的地下人行通道之一。通道沿線連接百草園、J區(qū)、F區(qū)、G區(qū)、B區(qū)共5個(gè)辦公生活區(qū)塊和深圳地鐵10號線華為站。通道為“單軸+聯(lián)絡(luò)通道”模式,以單一方向?yàn)橹鬏S線,其余地下步行空間以聯(lián)絡(luò)通道的形式,連接主要交通、商業(yè)、寫字樓等設(shè)施[4]。通道建設(shè)檔次較高,通道內(nèi)設(shè)置有凈空高達(dá)12m的穹頂景觀,配套空調(diào)系統(tǒng)、27部自動(dòng)步道等,總建筑面積達(dá)18334m2,并在局部設(shè)置有夾層供各類設(shè)備機(jī)房使用。該地下建筑功能復(fù)雜且多樣化,對給水排水及消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出較高的挑戰(zhàn)。

2通道消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1水消防滅火系統(tǒng)

該通道水消防設(shè)計(jì)以GB50016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2018年版)以及相關(guān)國家、地方消防設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù),同時(shí),對應(yīng)該通道高標(biāo)準(zhǔn)的要求,設(shè)置消火栓系統(tǒng)和滅火器。在消防主管部門審查過程中,提出由于該通道的重要性,需設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員結(jié)合以往地下人行通道設(shè)計(jì)案例,為避免過度消防,申請由深圳市住建局組織消防專項(xiàng)評審會,依據(jù)專家評審會進(jìn)行設(shè)計(jì)。按專家評審意見決定,對于長距離地下人行通道,可燃物較少,可不設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng),從而降低了建設(shè)和運(yùn)營成本,具有實(shí)用性。因此該通道按設(shè)置消火栓系統(tǒng)和滅火器設(shè)計(jì),其消火栓系統(tǒng)如圖1所示該通道消防水源由市政給水管網(wǎng)供給,從五和大道兩側(cè)DN400mm和DN600mm市政給水管上各引入一路DN150mm給水管,共2路。每一路給水管的水量均保證滿足該通道消防時(shí)的用水量。根據(jù)GB50974—2014《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》“最低壓力不應(yīng)小于0.30MPa”,經(jīng)現(xiàn)場核查與水務(wù)部門確認(rèn),水壓約為0.15MPa,不滿足規(guī)范要求,需設(shè)置消防水泵房進(jìn)行加壓供水。消防水泵房設(shè)置于西側(cè)華為基地B區(qū)地下人行通道夾層,埋深小于10m。由于地下人行通道屬于市政地下空間建設(shè)項(xiàng)目,經(jīng)與當(dāng)?shù)厮畡?wù)部門溝通協(xié)調(diào),決定采取不設(shè)置消防水池,而是從給水管網(wǎng)直接抽水加壓的設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)有利于節(jié)省投資成本和減少地下消防水池帶來的滲漏風(fēng)險(xiǎn)。該通道內(nèi)消火栓系統(tǒng)成環(huán)狀布置,消防管首尾相連形成環(huán)狀給水管網(wǎng)。消火栓用水量按20L/s計(jì),消防總用水量按同一時(shí)間發(fā)生1次火災(zāi)計(jì),消火栓系統(tǒng)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為2h。消火栓給水系統(tǒng)從消防水泵房出水管上引出2根DN150mm給水管接入該通道內(nèi)的給水管網(wǎng),形成臨時(shí)高壓消防給水系統(tǒng),其局部設(shè)有設(shè)備夾層時(shí),通道層與設(shè)備夾層豎向成環(huán)狀給水管網(wǎng);消防環(huán)狀給水管網(wǎng)采用閥門分成若干獨(dú)立段,當(dāng)某段損壞時(shí),停止使用的消火栓在一層中不超過5個(gè)。消火栓箱的布置需確保通道內(nèi)任何部位均有2支水槍的充實(shí)水柱同時(shí)到達(dá),每一股水柱流量不小于5L/s,水槍的充實(shí)水柱長度不小于10m。經(jīng)計(jì)算,該通道按不大于27m間距設(shè)置消火栓。該通道均采用單口單閥消火栓箱。通道層公共區(qū)均采用單栓帶消防軟管卷盤和滅火器的組合式消防柜。

2.2氣體滅火系統(tǒng)

根據(jù)華為公司建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,數(shù)據(jù)機(jī)房、電氣房間均需要設(shè)置自動(dòng)氣體滅火系統(tǒng),在通道G區(qū)西、G區(qū)東、K區(qū)西3個(gè)設(shè)備夾層及G區(qū)西外掛區(qū)域均設(shè)置有高、低壓配電房和UPS蓄電池室。由于該通道長度較大、設(shè)備房分散,因此適于采用柜式氣體滅火系統(tǒng),滅火劑采用七氟丙烷。依據(jù)氣體滅火防護(hù)區(qū)設(shè)置要求,該通道共設(shè)置9個(gè)氣體滅火封閉式防護(hù)區(qū)域。

3通道排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1總體排水系統(tǒng)介紹

該通道排水系統(tǒng)主要由雨水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)和廢水系統(tǒng)組成。其中雨水主要來自通道敞口風(fēng)亭、敞口樓梯;污水包括衛(wèi)生間沖洗水和生活污水;廢水包括通道沖洗水、消防廢水和結(jié)構(gòu)滲漏水等。通道衛(wèi)生間沖洗水和生活污水經(jīng)密閉式污水提升裝置排至室外壓力井泄壓,經(jīng)化糞池處理后,排入城市污水系統(tǒng);通道在2處最低點(diǎn)設(shè)置廢水泵房,結(jié)構(gòu)滲漏水、通道沖洗水、消防廢水通過重力流排水方式分別匯集至泵房集水池內(nèi),經(jīng)潛污泵提升排至室外壓力井泄壓后排入城市污水系統(tǒng);華為公司建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,下沉式廣場、建筑敞口等重點(diǎn)部位,暴雨重現(xiàn)期采用100年一遇的標(biāo)準(zhǔn),該通道疏散樓梯、風(fēng)亭等凸出地面的構(gòu)筑物均采用敞口設(shè)置,敞口雨水經(jīng)收集后排入下部集水井,經(jīng)潛污泵提升排至室外壓力井泄壓后排入城市雨水系統(tǒng)。

3.2步道排水系統(tǒng)優(yōu)化

該通道雨水、廢水、污水的排放均采用常規(guī)設(shè)計(jì),筆者重點(diǎn)介紹通道內(nèi)自動(dòng)步道基坑采用的真空排水系統(tǒng)。該通道按照需求,設(shè)置27臺自動(dòng)步道,按照常規(guī)設(shè)計(jì),需為每臺步道兩端的動(dòng)力設(shè)備基坑配置集水井,因此該通道共需設(shè)置54座步道集水井。集水井根據(jù)需求比設(shè)備基坑底低1.3~1.5m,比通道地面低約2.5~2.7m。由于該通道地理位置的重要性以及工期的緊急性,通道主要采用機(jī)械頂管施工,通過頂管機(jī)將預(yù)制管片一節(jié)一節(jié)頂入。如按常規(guī)排水方法,需破除管片并下挖施作集水井,對土建工程施工以及結(jié)構(gòu)安全方面提出巨大挑戰(zhàn)。通過與真空設(shè)備廠家的溝通交流,確定步道排水方式采用真空排水系統(tǒng)。步道基坑示意圖如圖2所示;通道頂管段現(xiàn)場結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。該通道縱向?yàn)椤叭恕弊制?,西端集水井較少,且大部分為明挖,排水采用傳統(tǒng)方式;東端均為頂管,采用真空排水系統(tǒng),于最低點(diǎn)設(shè)置真空工作站,采用PLC控制整個(gè)真空工作站運(yùn)行,每處集水井均設(shè)置探槍式收集器,通過通道側(cè)壁的真空管串聯(lián),連接至通道低點(diǎn)處設(shè)置的真空罐,再提升排放至市政污水管網(wǎng)。相較于傳統(tǒng)排水方式,真空排水系統(tǒng)有諸多優(yōu)點(diǎn)。1)采用真空排水系統(tǒng),步道集水井內(nèi)無需放置潛水泵閥門等設(shè)備,由設(shè)置在通道首尾兩端的真空工作站,通過收集管串聯(lián)步道集水井,集水井位置設(shè)置真空收集器,真空收集器伸入深度需低于步道基坑0.4m,井底深0.45m。相較傳統(tǒng)排水方式,集水井尺寸由原來的長×寬×深=1.5m×1.2m×1.5m縮小至長×寬×深=0.6m×0.45m×0.45m,結(jié)構(gòu)壓縮效果明顯,減少了破壞頂管管片帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。2)該通道具有距離長、集水井多且分散的特點(diǎn),而真空排水系統(tǒng)則采用了分布式收集、集中式排水的方式,僅真空工作站中有用電設(shè)備,不但減少了電氣管線的鋪設(shè)與運(yùn)營管理工作,而且廢水僅通過真空工作站收集排放,避免了傳統(tǒng)集水井出水管頻繁穿通道結(jié)構(gòu)接出的缺點(diǎn)。3)真空排水系統(tǒng)氣密性高且無需積水排放,符合華為基地地下人行通道對排水系統(tǒng)的要求。4)由于減少了頂管管片的破壞和集水井開挖的深度,大大減少了通道集水井的土建費(fèi)用,預(yù)估節(jié)省投資300萬元左右。

4結(jié)語

筆者主要探討了華為基地地下人行通道給水排水與消防的設(shè)計(jì)。作為深圳市地下空間利用的標(biāo)桿項(xiàng)目,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)重視綠色環(huán)保、舒適方便。消防方面,積極與消防主管部門溝通,不設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng),避免過度消防,采用簡潔便利的消火栓系統(tǒng)和柜式氣體滅火系統(tǒng),在符合規(guī)范要求的前提下,大大減小了運(yùn)營壓力。排水系統(tǒng)方面,通過綜合對比分析,因地制宜地選擇合適的真空排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,減少了頂管管片的破壞,降低了安全風(fēng)險(xiǎn),綜合效益顯著。

作者:周琴 單位:深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司