CN116753018A - 一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，包括隧道本体、泡沫水喷雾控制阀组箱和泡沫水喷雾接管系统。本发明所述的一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，此方法和改造结构可以在火灾初期快速有效的进行扑救，通过设置泡沫水喷雾系统，其在进行灭火时不会造成液体火灾飞溅，而且对扑灭液体和电气火灾也有广泛应用，通过改造的灭火系统可以结合泡沫和水喷雾的特点，同时发挥泡沫灭火和水喷雾的窒息、冷却、乳化作用，附着力强，可有效覆盖流淌火灾，控火、灭火效果好，且对改造后加装的消防水池和消防水泵房进行了改造方案的解决，能避免出现大开挖，对隧道的运行影响大、造价高，施工难度大的问题。

Description

一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法

技术领域

本发明涉及隧道的改造领域，特别涉及一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法。

背景技术

隧道火灾由于其空间狭长，火灾形成时间短，十分钟内即可充分发展形成火灾，且温度高，大量高温烟气不仅降低了能见度，而且容易造成人员窒息，给人员疏散和扑救都造成了困难，而且由于火灾引起的高温会使砼沙化、降低结构钢筋强度，严重影响隧道结构安全，这也是隧道火灾经济损失大、人员伤亡多的原因，在平原低区，城市隧道大多为下穿隧道，一旦发生洪涝灾害，雨水将涌向低洼的隧道，而下穿隧道两端高、中间低、四周封闭，当雨水涌入时会很快灌满隧道，在隧道内的车辆人员很难逃生，近年来特大暴雨频发，与之伴随的隧道洪灾也造成了巨大的人员和财产损失。

鉴于隧道火灾、洪灾频发，危害重大，对既有隧道防灾抗灾能力的提升改造刻不容缓，隧道防灾抗灾能力主要指消防、防洪排涝及抗震能力，对于已建项目抗灾能力提升则主要是消防及防洪排涝。

因此，提出一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构，包括隧道本体、泡沫水喷雾控制阀组箱和泡沫水喷雾接管系统，其特征在于：所述隧道本体内腔的底部固定连接有匝道，所述隧道本体内腔左右两侧的正面和背面对称固定连接有设备用房；

所述泡沫水喷雾控制阀组箱包括混合液管，所述混合液管外壁的顶部法兰连接有出口信号蝶阀，所述混合液管外壁的正中固定连接有比例混合器，所述比例混合器的左侧固定连接有压力开关，所述压力开关的底部法兰连接有水利警铃，所述混合液管外壁的底部固定连接有雨淋报警器，所述混合液管外壁的底部法兰连接有进水蝶阀，所述混合液管的左侧固定连接有排水管，所述排水管与压力开关相通，所述比例混合器右侧的正中固定连接有泡沫电磁阀，所述泡沫电磁阀的底部法兰连接有泡沫液手动球阀，所述混合液管外壁的右侧法兰连接有雨淋报警阀电磁阀；

所述泡沫水喷雾接管系统包括水喷雾泵、稳压泵、稳压罐、气压罐、稳压罐、泡沫泵、泡沫干管接入通道和泡沫水喷雾接管系统，每个所述泡沫水喷雾接管系统内设置有三个水喷雾泵、两个稳压泵、两个泡沫泵，三个所述水喷雾泵通过管道连接，所述稳压泵与气压罐通过管道连接，所述泡沫罐和稳压罐通过管道与泡沫泵连接。

一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构的改造方法，其特征在于：所述包括以下操作步骤：

S1：隧道的铺设与设备用房的设置：隧道整体的主线暗埋段长3000m，其中具有双向六车道，共设4个匝道，匝道均为两车道，为仅限通行非危险化学品等机动车的二类隧道，其中设备用房包括消防水池、雨水泵房，在隧道东西两侧主出入口的两侧各设一个设备用房；

S2：隧道消防的改造：根据隧道的特性选择泡沫水喷雾接管系统作为消防处理的改造，其中泡沫水喷雾接管系统沿隧道纵向划分作用单位，每20-25米为一个作用单元，每个作用单元内设置一套隧道专用泡沫水喷雾控制阀组箱，隧道全部区域均采用具有远近射程的隧道专用泡沫喷头，最不利点处喷头工作压力≥0.35Mpa，安装高度5米以内，泡沫液采用3％AFFF水成膜泡沫液，泡沫液额定混合比取3％，其中设计流量取相邻两个最大流量的作用单元同时开启喷头流量之和，其中泡沫管设计流量为3.33L/s，主管管径取DN80；

S3：消防泵房及水池的改造：在消防泵房内增加有效容积为388m³的消防水池和90m²的消防水泵房，其中泵房内需设置水喷雾水泵，泡沫泵和泡沫水罐，在建设新的消防水池和泵房时，可以在原先消防水池和泵房的上方增设，若此隧道具有两路市政供水的项目，可与自来水公司沟通，获得自来水管道上直接吸水的许可，同时可以不设消防水池，直接从市政给水管网吸水，对于自来水公司不容许从市政给水管网直接吸水的项目，可引入两路市政供水，增大火灾延续时间内补水量，以减小消防水池，增大泵房；

S4：泡沫水喷雾控制阀组箱的改造：通过调整控制阀、过滤器等的安装位置，由水平调整成竖向安装，以减小宽度，并紧缩各个部件的间距，以此沫水喷雾控制阀组箱其厚度方向可以借用墙体和装饰面板之间的空间满足安装的需要；

S5：新增泡沫水喷雾系统管道敷设的改造：根据隧道项目的实际情况对水管的管沟进行加深和加宽处理，根据水管和泡沫管的大小进行选择性的安装，其中管径较小的管道可以设置在检修通道两侧的上方；

S6：对隧道防洪排涝能力的改造提升分析与对策：其中改造包括防护处理和排水处理：

防护处理：在隧道接地段增防淹挡板，阻挡地面积水倒灌进隧道，同时强化隧道排水防汛设施以及市政排水设施的日常养护管理，及时维修，提升设施运营养护水平，确保汛期排水设施的正常运营，此外隧道出入口结合景观设置雨水花园，下凹绿地、雨水收集调蓄池等海绵设施，在暴雨期间发挥削峰作用；

排水处理：对于雨水出水管参照消防给水进行改造，对同一雨水泵房设置两条出水管，并在中间设置阀门，同时两条出水管从两个方向接至室外不同的市政雨水井中，使得其中一条损坏后或由于市政雨水管网拥堵时，另一条还可以满足全流量出水的要求，对于已建雨水泵房，需要提升水泵总流量，另一方面通过最大限度排空集水坑以增加集水坑有效调蓄容积，达到削减洪峰的作用，在提升水泵总流量上，由于雨水排水泵流量大，为避免频繁启停，启泵停泵水位之间必须要有足够的容积，并增设一台流量为原水泵流量1/2的小泵，小泵可以在大泵停泵水位启泵，整体水泵包括潜水泵三台，每台水泵设计参数为Q＝720m³/h(200L/S)，H＝25m，N＝75KW，另外增设一台流量为所选水泵流量1/2的潜水泵，其参数为Q＝360m³/h(100L/S)，H＝25m，N＝37KW，集水坑，最高有效水位从坑底计算为2.3m，报警水位为2.5m。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，具备以下有益效果：

1、该隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，通过设置泡沫水喷雾系统，其在进行灭火时不会造成液体火灾飞溅，而且对扑灭液体和电气火灾也有广泛应用，通过改造的灭火系统可以结合泡沫和水喷雾的特点，同时发挥泡沫灭火和水喷雾的窒息、冷却、乳化作用，附着力强，可有效覆盖流淌火灾，控火、灭火效果好。

2、该隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，对改造后加装的消防水池和消防水泵房进行了改造方案的解决，能避免出现大开挖，对隧道的运行影响大、造价高，施工难度大的问题，同是还对水的供给进行了解决。

3、该隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，此方法和改造结构可以在火灾初期快速有效的进行扑救，在消防队员赶到现场之前进行控火灭火，且灭火剂对人体无毒无害，同时对增加一台半流量潜水泵对原有系统的排水能力的影响进行分析，提出了对雨水收集池容积的梯级利用的方法，该方法可以在隧道雨水泵房或较大规模的雨水泵站设计中推广应用，由于雨水泵房出水流量大，压力释放井及后面的雨水管道相对密闭，雨水排放容易受道路雨洪和管道故障影响，如果条件允许的话，雨水泵房的出水建议单独排放受纳水体。

附图说明

图1是本发明隧道本体的结构示意图；

图2是本发明泡沫水喷雾控制阀组箱的结构示意图；

图3是本发明泡沫水喷雾接管系统的结构示意图。

图中：1、隧道本体；2、匝道；3、设备用房；4、泡沫水喷雾控制阀组箱；5、出口信号蝶阀；6、比例混合器；7、压力开关；8、水利警铃；9、雨淋报警器；10、进水蝶阀；11、泡沫液手动球阀；12、排水管；13、泡沫电磁阀；14、雨淋报警阀电磁阀；15、混合液管；16、水喷雾泵；17、稳压泵；18、稳压罐；19、泡沫罐；20、气压罐；21、泡沫泵；22、泡沫干管接入通道；23、水喷雾干管接入通道；24、泡沫水喷雾接管系统。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-3所示，一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构，包括隧道本体1、泡沫水喷雾控制阀组箱4和泡沫水喷雾接管系统24，隧道本体1内腔的底部固定连接有匝道2，隧道本体1内腔左右两侧的正面和背面对称固定连接有设备用房3，泡沫水喷雾控制阀组箱4包括混合液管15，混合液管15外壁的顶部法兰连接有出口信号蝶阀5，混合液管15外壁的正中固定连接有比例混合器6，比例混合器6的左侧固定连接有压力开关7，压力开关7的底部法兰连接有水利警铃8，混合液管15外壁的底部固定连接有雨淋报警器9，混合液管15外壁的底部法兰连接有进水蝶阀10，混合液管15的左侧固定连接有排水管12，排水管12与压力开关7相通，比例混合器6右侧的正中固定连接有泡沫电磁阀13，泡沫电磁阀13的底部法兰连接有泡沫液手动球阀11，混合液管15外壁的右侧法兰连接有雨淋报警阀电磁阀14，泡沫水喷雾接管系统24包括水喷雾泵16、稳压泵17、稳压罐18、气压罐20、稳压罐18、泡沫泵21、泡沫干管接入通道22和泡沫水喷雾接管系统24，每个泡沫水喷雾接管系统24内设置有三个水喷雾泵16、两个稳压泵17、两个泡沫泵21，三个水喷雾泵16通过管道连接，稳压泵17与气压罐20通过管道连接，泡沫罐19和稳压罐18通过管道与泡沫泵21连接。

一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构的改造方法，包括以下操作步骤：

S1：隧道的铺设与设备用房3的设置：隧道整体的主线暗埋段长3000m，其中具有双向六车道，共设4个匝道，匝道均为两车道，为仅限通行非危险化学品等机动车的二类隧道，其中设备用房3包括消防水池、雨水泵房，在隧道东西两侧主出入口的两侧各设一个设备用房。

S2：隧道消防的改造：根据隧道的特性选择泡沫水喷雾接管系统24作为消防处理的改造，其中泡沫水喷雾接管系统24沿隧道纵向划分作用单位，每20-25米为一个作用单元，每个作用单元内设置一套隧道专用泡沫水喷雾控制阀组箱4，隧道全部区域均采用具有远近射程的隧道专用泡沫喷头，最不利点处喷头工作压力≥0.35Mpa，安装高度5米以内，泡沫液采用3％AFFF水成膜泡沫液，泡沫液额定混合比取3％，其中设计流量取相邻两个最大流量的作用单元同时开启喷头流量之和，其中泡沫管设计流量为3.33L/s，主管管径取DN80。

S3：消防泵房及水池的改造：在消防泵房内增加有效容积为388m³的消防水池和90m²的消防水泵房，其中泵房内需设置水喷雾水泵，泡沫泵和泡沫水罐，在建设新的消防水池和泵房时，可以在原先消防水池和泵房的上方增设，若此隧道具有两路市政供水的项目，可与自来水公司沟通，获得自来水管道上直接吸水的许可，同时可以不设消防水池，直接从市政给水管网吸水，对于自来水公司不容许从市政给水管网直接吸水的项目，可引入两路市政供水，增大火灾延续时间内补水量，以减小消防水池，增大泵房。

S4：泡沫水喷雾控制阀组箱4的改造：通过调整控制阀、过滤器等的安装位置，由水平调整成竖向安装，以减小宽度，并紧缩各个部件的间距，以此沫水喷雾控制阀组箱其厚度方向可以借用墙体和装饰面板之间的空间满足安装的需要。

S5：新增泡沫水喷雾系统管道敷设的改造：根据隧道项目的实际情况对水管的管沟进行加深和加宽处理，根据水管和泡沫管的大小进行选择性的安装，其中管径较小的管道可以设置在检修通道两侧的上方。

S6：对隧道防洪排涝能力的改造提升分析与对策：其中改造包括防护处理和排水处理：

防护处理：在隧道接地段增防淹挡板，阻挡地面积水倒灌进隧道，同时强化隧道排水防汛设施以及市政排水设施的日常养护管理，及时维修，提升设施运营养护水平，确保汛期排水设施的正常运营，此外隧道出入口结合景观设置雨水花园，下凹绿地、雨水收集调蓄池等海绵设施，在暴雨期间发挥削峰作用。

排水处理：对于雨水出水管参照消防给水进行改造，对同一雨水泵房设置两条出水管，并在中间设置阀门，同时两条出水管从两个方向接至室外不同的市政雨水井中，使得其中一条损坏后或由于市政雨水管网拥堵时，另一条还可以满足全流量出水的要求，对于已建雨水泵房，需要提升水泵总流量，另一方面通过最大限度排空集水坑以增加集水坑有效调蓄容积，达到削减洪峰的作用，在提升水泵总流量上，由于雨水排水泵流量大，为避免频繁启停，启泵停泵水位之间必须要有足够的容积，并增设一台流量为原水泵流量1/2的小泵，小泵可以在大泵停泵水位启泵，整体水泵包括潜水泵三台，每台水泵设计参数为Q＝720m³/h200L/S，H＝25m，N＝75KW，另外增设一台流量为所选水泵流量1/2的潜水泵，其参数为Q＝360m³/h100L/S，H＝25m，N＝37KW，集水坑，最高有效水位从坑底计算为2.3m，报警水位为2.5m。

需要说明的是，本发明为一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构及其改造方法，通过设置泡沫水喷雾系统，其在进行灭火时不会造成液体火灾飞溅，而且对扑灭液体和电气火灾也有广泛应用，通过改造的灭火系统可以结合泡沫和水喷雾的特点，同时发挥泡沫灭火和水喷雾的窒息、冷却、乳化作用，附着力强，可有效覆盖流淌火灾，控火、灭火效果好，对改造后加装的消防水池和消防水泵房进行了改造方案的解决，能避免出现大开挖，对隧道的运行影响大、造价高，施工难度大的问题，同是还对水的供给进行了解决，此方法和改造结构可以在火灾初期快速有效的进行扑救，在消防队员赶到现场之前进行控火灭火，且灭火剂对人体无毒无害，同时对增加一台半流量潜水泵对原有系统的排水能力的影响进行分析，提出了对雨水收集池容积的梯级利用的方法，该方法可以在隧道雨水泵房或较大规模的雨水泵站设计中推广应用，由于雨水泵房出水流量大，压力释放井及后面的雨水管道相对密闭，雨水排放容易受道路雨洪和管道故障影响，如果条件允许的话，雨水泵房的出水建议单独排放受纳水体。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构，包括隧道本体(1)、泡沫水喷雾控制阀组箱(4)和泡沫水喷雾接管系统(24)，其特征在于：所述隧道本体(1)内腔的底部固定连接有匝道(2)，所述隧道本体(1)内腔左右两侧的正面和背面对称固定连接有设备用房(3)；

所述泡沫水喷雾控制阀组箱(4)包括混合液管(15)，所述混合液管(15)外壁的顶部法兰连接有出口信号蝶阀(5)，所述混合液管(15)外壁的正中固定连接有比例混合器(6)，所述比例混合器(6)的左侧固定连接有压力开关(7)，所述压力开关(7)的底部法兰连接有水利警铃(8)，所述混合液管(15)外壁的底部固定连接有雨淋报警器(9)，所述混合液管(15)外壁的底部法兰连接有进水蝶阀(10)，所述混合液管(15)的左侧固定连接有排水管(12)，所述排水管(12)与压力开关(7)相通，所述比例混合器(6)右侧的正中固定连接有泡沫电磁阀(13)，所述泡沫电磁阀(13)的底部法兰连接有泡沫液手动球阀(11)，所述混合液管(15)外壁的右侧法兰连接有雨淋报警阀电磁阀(14)；

所述泡沫水喷雾接管系统(24)包括水喷雾泵(16)、稳压泵(17)、稳压罐(18)、气压罐(20)、稳压罐(18)、泡沫泵(21)、泡沫干管接入通道(22)和泡沫水喷雾接管系统(24)，每个所述泡沫水喷雾接管系统(24)内设置有三个水喷雾泵(16)、两个稳压泵(17)、两个泡沫泵(21)，三个所述水喷雾泵(16)通过管道连接，所述稳压泵(17)与气压罐(20)通过管道连接，所述泡沫罐(19)和稳压罐(18)通过管道与泡沫泵(21)连接。

2.根据权利要求1所述的一种隧道防灾抗灾能力提升改造结构的改造方法，其特征在于：所述包括以下操作步骤：

S1：隧道的铺设与设备用房(3)的设置：隧道整体的主线暗埋段长3000m，其中具有双向六车道，共设4个匝道，匝道均为两车道，为仅限通行非危险化学品等机动车的二类隧道，其中设备用房(3)包括消防水池、雨水泵房，在隧道东西两侧主出入口的两侧各设一个设备用房；

S2：隧道消防的改造：根据隧道的特性选择泡沫水喷雾接管系统(24)作为消防处理的改造，其中泡沫水喷雾接管系统(24)沿隧道纵向划分作用单位，每20-25米为一个作用单元，每个作用单元内设置一套隧道专用泡沫水喷雾控制阀组箱(4)，隧道全部区域均采用具有远近射程的隧道专用泡沫喷头，最不利点处喷头工作压力≥0.35Mpa，安装高度5米以内，泡沫液采用3％AFFF水成膜泡沫液，泡沫液额定混合比取3％，其中设计流量取相邻两个最大流量的作用单元同时开启喷头流量之和，其中泡沫管设计流量为3.33L/s，主管管径取DN80；

S3：消防泵房及水池的改造：在消防泵房内增加有效容积为388m³的消防水池和90m²的消防水泵房，其中泵房内需设置水喷雾水泵，泡沫泵和泡沫水罐，在建设新的消防水池和泵房时，可以在原先消防水池和泵房的上方增设，若此隧道具有两路市政供水的项目，可与自来水公司沟通，获得自来水管道上直接吸水的许可，同时可以不设消防水池，直接从市政给水管网吸水，对于自来水公司不容许从市政给水管网直接吸水的项目，可引入两路市政供水，增大火灾延续时间内补水量，以减小消防水池，增大泵房；

S4：泡沫水喷雾控制阀组箱(4)的改造：通过调整控制阀、过滤器等的安装位置，由水平调整成竖向安装，以减小宽度，并紧缩各个部件的间距，以此沫水喷雾控制阀组箱其厚度方向可以借用墙体和装饰面板之间的空间满足安装的需要；

S5：新增泡沫水喷雾系统管道敷设的改造：根据隧道项目的实际情况对水管的管沟进行加深和加宽处理，根据水管和泡沫管的大小进行选择性的安装，其中管径较小的管道可以设置在检修通道两侧的上方；

S6：对隧道防洪排涝能力的改造提升分析与对策：其中改造包括防护处理和排水处理：

防护处理：在隧道接地段增防淹挡板，阻挡地面积水倒灌进隧道，同时强化隧道排水防汛设施以及市政排水设施的日常养护管理，及时维修，提升设施运营养护水平，确保汛期排水设施的正常运营，此外隧道出入口结合景观设置雨水花园，下凹绿地、雨水收集调蓄池等海绵设施，在暴雨期间发挥削峰作用；

排水处理：对于雨水出水管参照消防给水进行改造，对同一雨水泵房设置两条出水管，并在中间设置阀门，同时两条出水管从两个方向接至室外不同的市政雨水井中，使得其中一条损坏后或由于市政雨水管网拥堵时，另一条还可以满足全流量出水的要求，对于已建雨水泵房，需要提升水泵总流量，另一方面通过最大限度排空集水坑以增加集水坑有效调蓄容积，达到削减洪峰的作用，在提升水泵总流量上，由于雨水排水泵流量大，为避免频繁启停，启泵停泵水位之间必须要有足够的容积，并增设一台流量为原水泵流量1/2的小泵，小泵可以在大泵停泵水位启泵，整体水泵包括潜水泵三台，每台水泵设计参数为Q＝720m³/h(200L/S)，H＝25m，N＝75KW，另外增设一台流量为所选水泵流量1/2的潜水泵，其参数为Q＝360m³/h(100L/S)，H＝25m，N＝37KW，集水坑，最高有效水位从坑底计算为2.3m，报警水位为2.5m。