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浅述城市综合管廊消防标准及火灾研究

已有 221 次阅读2023-11-28 15:43 |个人分类:技术方案

摘要:为系统把握当前消防标准化及火灾研究工作的成果及其不足,简述城市综合管廊基本概念,回顾国内外综合管廊发展历程,分析综合管廊火灾危险性,论述综合管廊火灾与交通隧道火灾的区别;从基础问题和实践应用2个层面,综述综合管廊火灾研究的成果和总体进展;总结国内外消防设计规范要求的差异和国内标准的发展情况,整体展望未来综合管廊火灾研究方向。研究结果表明:基础问题的研究方法以借鉴交通隧道领域为主,研究内容有局限性,研究课题间联系不紧密;实践应用研究局限于工程经验探讨,消防规范普遍缺乏专项标准。

关键词:城市综合管廊;消防标准;火灾研究;消防设计;交通隧道

0 引言

城市综合管廊作为一类集约使用的新型隧道,提供了市政管线可持续发展的新途径,但其潜在的火灾危害也不容小觑。近年来发生了多起综合管廊火灾案例,如日本世田谷电缆管廊因用火不慎酿成火灾;韩国1994—1997年发生4起线缆故障短路引发管廊火灾事故。

公路隧道、地铁隧道等传统交通隧道火灾研究已取得一些系统性成果。BEARD等*早从工程实践的角度总结了火灾探测和各类主、被动防火策略的问题、要求、当前科学技术发展,提出了交通隧道火灾下的人员应急措施、消防安全管理方案和工程应急程序的建议。INGASON等着重于梳理隧道火灾问题的理论科学进展(物理现象和动力学基础),同时引申出相应的预测方法指南。这2本专著为隧道火灾研究与消防实践提供了详实的指导,但都未涉及综合管廊火灾问题。当前对综合管廊这类新型隧道火灾的研究仍处于起步阶段。早期管廊火灾的研究内容局限于工程经验探讨,近年来,开始利用试验、仿真等科学手段进行论证,探索相应的火灾规律,但相比成熟系统的交通隧道火灾研究还不够完善,未曾明确综合管廊与交通隧道两者的差异带来的火灾问题和研究方法的区别。张书豪综述了综合管廊燃气火灾和爆炸安全的相关研究成果,但是缺乏对综合管廊普遍发生电缆火灾的研究成果的归纳和探讨。

鉴于此,首先从综合管廊基本概念、发展历程和火灾危险性3个角度简述本文研究对象,接着通过对比交通隧道火灾问题,突出综合管廊火灾问题的特殊性。然后从基础问题和实践应用2个层面,综述综合管廊火灾研究的*新成果和总体进展;总结国内外消防设计的规范要求与发展情况。*后提出当前综合管廊火灾研究的不足,展望未来的研究方向,以期为管廊消防规范体系建设、开展实践应用研究,以及保障城市生命线长治久安提供参考。

1 城市综合管廊的概念

综合管廊定义为建于城市地下用于容纳2类及以上城市工程管线的构筑物及附属设施,一般容纳的市政管线有供水管道(包括给水管道、中水管道和消防管道)、排水管道(包括雨水管道和污水管道)、燃气管线、电力电缆、通信电缆和热力管道等。

根据管廊收容的管线等级、数量、输送性质,可将其分为干线综合管廊、支线综合管廊和缆线管廊。根据不同工程条件,综合管廊可以采用矩形断面、圆形断面和马蹄形断面等形式。综合管廊内容纳的管线具有不同的火灾危险性,通常将不同危险等级的管线分开收容在相互独立的舱室,采用具有一定耐火极限的不燃性结构分隔不同的舱室。因此,也可根据舱室数量分为单舱综合管廊、双舱综合管廊和多舱综合管廊。

2 城市综合管廊的发展

建设综合管廊来整合市政设施*早可追溯到罗马帝国时代,当时的工程师将给水管线和污水系统合并设置。该设计理念此后被忽视,直到19世纪法国将巴黎的市政设施改造成可容人通过的隧道,同时容纳多种管线,现代管廊系统的雏形由此诞生。此后综合管廊在世界各国得到飞速的发展。张竹村梳理了世界综合管廊发展史后总结出3个阶段及其特点,我国综合管廊建设也经历了4个阶段。

借鉴综合管廊在世界各国近200年的发展经验,我国当前稳步推进管廊建设的启示包括:充分借鉴管廊发展的欧洲模式和日本模式,促进绿色发展;完善法律法规体系,规范管廊建设和改造;统筹管廊建设时序和地域,实现地上地下统一规划;推进新工艺(大数据、物联网、建筑信息模型、地理信息系统、机器人及智慧运维平台)的开发和使用;实现规划、建设、运维全过程综合化管理。

3 城市综合管廊的火灾危险性

根据综合管廊灾害事故统计,地震和火灾是其面临的2大主要灾害。潜在的火灾危险类型主要有电力电缆火灾、燃气火灾和污水管道火灾等。基于综合管廊火灾案例研究,发现综合管廊内起火原因多样,通常有电气火灾(短路、接触不良、线路超负荷和漏电)、明火火灾(人为入侵、非标准化作业)和可燃物泄漏火灾。综合管廊火灾特点为:可燃物种类多,数量大,燃烧时间长;空间受限,燃烧过程复杂;火场环境恶劣,扑救困难;影响范围广。

4 城市综合管廊火灾研究进展


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