地下人行通道消防与排水系统研究

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［摘要］以华为基地地下人行通道为例，详细阐述了其消防与排水系统设计。其中消防系统主要采用消火栓系统以及柜式七氟丙烷气体灭火系统，排水系统采用新型真空排水系统，不仅压缩了集水井结构尺寸，还降低了破坏顶管管片带来的安全风险，综合效益显著。

［关键词］地下人行通道；消防系统设计；排水系统设计；真空工作站

地下人行通道近几年在国内建设颇多，但目前尚无专门的地下人行通道消防与排水设计规范。如贵阳市某长270m的地下人行通道，仅在通道低点及敞口、出入口底板处设置集水井，以排放通道雨废水［1］，但低标准建设无法应对较大重现期暴雨。对于通道污废水的排放，尤其是设置重要机电设备（如自动步道）的情况下，通常采用集水坑搭配水泵排放的设计，因其死水位、有效容积等参数限制了集水坑的设置［2］，所以，该设计实施较为困难。消防方面，仅限人行的地下通道目前无明确规范要求，导致相关设计审查尺度不一，依据过往经验，对于不存在经营活动的通道，一般不设置水消防系统［3］。鉴于至今地下人行通道消防与排水设计规范尚未完善，笔者拟以深圳市华为基地地下人行通道为例，通过讨论距离较长且功能较多的华为基地地下人行通道消防与排水系统的优化设计问题，为今后形成规范积累资料与经验。

1项目概况

华为基地地下人行通道（以下简称通道）位于深圳市龙岗区坂田华为基地，沿稼先路南侧敷设，东起坂雪岗大道地铁10号线华为站，西至华为基地B区，主通道全长994m，为国内距离最长的地下人行通道之一。通道沿线连接百草园、J区、F区、G区、B区共5个办公生活区块和深圳地铁10号线华为站。通道为“单轴＋联络通道”模式，以单一方向为主轴线，其余地下步行空间以联络通道的形式，连接主要交通、商业、写字楼等设施［4］。通道建设档次较高，通道内设置有净空高达12m的穹顶景观，配套空调系统、27部自动步道等，总建筑面积达18334m2，并在局部设置有夹层供各类设备机房使用。该地下建筑功能复杂且多样化，对给水排水及消防系统的设计提出较高的挑战。

2通道消防系统设计

2.1水消防灭火系统

该通道水消防设计以GB50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）以及相关国家、地方消防设计规范为依据，同时，对应该通道高标准的要求，设置消火栓系统和灭火器。在消防主管部门审查过程中，提出由于该通道的重要性，需设置自动喷淋系统。设计人员结合以往地下人行通道设计案例，为避免过度消防，申请由深圳市住建局组织消防专项评审会，依据专家评审会进行设计。按专家评审意见决定，对于长距离地下人行通道，可燃物较少，可不设置自动喷淋系统，从而降低了建设和运营成本，具有实用性。因此该通道按设置消火栓系统和灭火器设计，其消火栓系统如图1所示该通道消防水源由市政给水管网供给，从五和大道两侧DN400mm和DN600mm市政给水管上各引入一路DN150mm给水管，共2路。每一路给水管的水量均保证满足该通道消防时的用水量。根据GB50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》“最低压力不应小于0.30MPa”，经现场核查与水务部门确认，水压约为0.15MPa，不满足规范要求，需设置消防水泵房进行加压供水。消防水泵房设置于西侧华为基地B区地下人行通道夹层，埋深小于10m。由于地下人行通道属于市政地下空间建设项目，经与当地水务部门沟通协调，决定采取不设置消防水池，而是从给水管网直接抽水加压的设计，该设计有利于节省投资成本和减少地下消防水池带来的渗漏风险。该通道内消火栓系统成环状布置，消防管首尾相连形成环状给水管网。消火栓用水量按20L/s计，消防总用水量按同一时间发生1次火灾计，消火栓系统火灾延续时间为2h。消火栓给水系统从消防水泵房出水管上引出2根DN150mm给水管接入该通道内的给水管网，形成临时高压消防给水系统，其局部设有设备夹层时，通道层与设备夹层竖向成环状给水管网；消防环状给水管网采用阀门分成若干独立段，当某段损坏时，停止使用的消火栓在一层中不超过5个。消火栓箱的布置需确保通道内任何部位均有2支水枪的充实水柱同时到达，每一股水柱流量不小于5L/s，水枪的充实水柱长度不小于10m。经计算，该通道按不大于27m间距设置消火栓。该通道均采用单口单阀消火栓箱。通道层公共区均采用单栓带消防软管卷盘和灭火器的组合式消防柜。

2.2气体灭火系统

根据华为公司建设标准的要求，数据机房、电气房间均需要设置自动气体灭火系统，在通道G区西、G区东、K区西3个设备夹层及G区西外挂区域均设置有高、低压配电房和UPS蓄电池室。由于该通道长度较大、设备房分散，因此适于采用柜式气体灭火系统，灭火剂采用七氟丙烷。依据气体灭火防护区设置要求，该通道共设置9个气体灭火封闭式防护区域。

3通道排水系统设计

3.1总体排水系统介绍

该通道排水系统主要由雨水系统、污水系统和废水系统组成。其中雨水主要来自通道敞口风亭、敞口楼梯；污水包括卫生间冲洗水和生活污水；废水包括通道冲洗水、消防废水和结构渗漏水等。通道卫生间冲洗水和生活污水经密闭式污水提升装置排至室外压力井泄压，经化粪池处理后，排入城市污水系统；通道在2处最低点设置废水泵房，结构渗漏水、通道冲洗水、消防废水通过重力流排水方式分别汇集至泵房集水池内，经潜污泵提升排至室外压力井泄压后排入城市污水系统；华为公司建设标准规定，下沉式广场、建筑敞口等重点部位，暴雨重现期采用100年一遇的标准，该通道疏散楼梯、风亭等凸出地面的构筑物均采用敞口设置，敞口雨水经收集后排入下部集水井，经潜污泵提升排至室外压力井泄压后排入城市雨水系统。

3.2步道排水系统优化

该通道雨水、废水、污水的排放均采用常规设计，笔者重点介绍通道内自动步道基坑采用的真空排水系统。该通道按照需求，设置27台自动步道，按照常规设计，需为每台步道两端的动力设备基坑配置集水井，因此该通道共需设置54座步道集水井。集水井根据需求比设备基坑底低1.3～1.5m，比通道地面低约2.5～2.7m。由于该通道地理位置的重要性以及工期的紧急性，通道主要采用机械顶管施工，通过顶管机将预制管片一节一节顶入。如按常规排水方法，需破除管片并下挖施作集水井，对土建工程施工以及结构安全方面提出巨大挑战。通过与真空设备厂家的沟通交流，确定步道排水方式采用真空排水系统。步道基坑示意图如图2所示；通道顶管段现场结构图如图3所示。该通道纵向为“人”字坡，西端集水井较少，且大部分为明挖，排水采用传统方式；东端均为顶管，采用真空排水系统，于最低点设置真空工作站，采用PLC控制整个真空工作站运行，每处集水井均设置探枪式收集器，通过通道侧壁的真空管串联，连接至通道低点处设置的真空罐，再提升排放至市政污水管网。相较于传统排水方式，真空排水系统有诸多优点。1）采用真空排水系统，步道集水井内无需放置潜水泵阀门等设备，由设置在通道首尾两端的真空工作站，通过收集管串联步道集水井，集水井位置设置真空收集器，真空收集器伸入深度需低于步道基坑0.4m，井底深0.45m。相较传统排水方式，集水井尺寸由原来的长×宽×深=1.5m×1.2m×1.5m缩小至长×宽×深=0.6m×0.45m×0.45m，结构压缩效果明显，减少了破坏顶管管片带来的安全风险。2）该通道具有距离长、集水井多且分散的特点，而真空排水系统则采用了分布式收集、集中式排水的方式，仅真空工作站中有用电设备，不但减少了电气管线的铺设与运营管理工作，而且废水仅通过真空工作站收集排放，避免了传统集水井出水管频繁穿通道结构接出的缺点。3）真空排水系统气密性高且无需积水排放，符合华为基地地下人行通道对排水系统的要求。4）由于减少了顶管管片的破坏和集水井开挖的深度，大大减少了通道集水井的土建费用，预估节省投资300万元左右。

4结语

笔者主要探讨了华为基地地下人行通道给水排水与消防的设计。作为深圳市地下空间利用的标杆项目，设计团队重视绿色环保、舒适方便。消防方面，积极与消防主管部门沟通，不设置自动喷淋系统，避免过度消防，采用简洁便利的消火栓系统和柜式气体灭火系统，在符合规范要求的前提下，大大减小了运营压力。排水系统方面，通过综合对比分析，因地制宜地选择合适的真空排水系统设计方案，减少了顶管管片的破坏，降低了安全风险，综合效益显著。

作者：周琴 单位：深圳市市政设计研究院有限公司