浅谈三峡工程通航建筑物的消防设计

摘要：三峡工程通航建筑物一旦发生火灾，损失和影响十分巨大。通过对火灾发生原因的分析，对三峡通航建筑物消防设计提出了几点设想，包括消防道路畅通、防火分隔、设置固定灭火装置和安全疏散设施等。
关键词：消防设计；通航建筑物；三峡工程
三峡工程永久船闸是世界最大船闸之一，三峡工程升船机是世界上规模最大的升船机，升船机和永久船闸一旦发生火灭，损失将十分巨大。
1 三峡工程通航建筑物的火灾危险性分析
1.1 起火原因复杂，预防工作难度大
1.1.1 通航建筑物自身内部火灾
通航建筑物内部的机械电气系统，如升船机系统、闸门启闭机系统、中心控制调度楼、变压机房、电缆廊道等内设有大量的电器设备和数以千米汁的动力、控制、通讯电缆。这些电气设备很可能由于各种原因，如电机过载、电缆头爆炸、电缆老化短路、电气用油着火、氧割电焊作业等酿成火灾事故。
1.1.2 坝上通行的车辆、行人带来火种，酿成火灾
一般来说，一座水利枢纽工程的坝顶部都要作为连结两岸的通道使用，坝上各种车辆、行人来往频繁，这无形中给通航建筑物带来许多不安全因素，特别是从坝上经过的运载各种化学危险物品的车辆，其火灾危险性更大。

1.1.3 过坝船只发生火灾
各种船舶在航行时虽然按要求配备了一些灭火器材，采取了一些防范措施，但是由于船舶过坝时间较长，来往频率高，各种因素复杂，特别是化学危险物品在过坝过程中有可能因货物装载不当，通风不良、生活用火不慎、电气和碰撞产生火花及静电等原因造成火灾。
1.1.4 来自上游的火灾危险
上游油轮发生燃烧爆炸事故，油品顺水而下，使通航建筑物及整个枢纽工程的安全受到严重威胁。
1.2 火灾扑救难度很大，人员疏散十分困难
由于三峡工程通航建筑物上下游水位落差大，船只在闸室或升船机内上下高程变化悬殊，加上有些部位消防力量无法到达，给扑救火灾带来了很大困难；特别是当过坝船只降到闸室或升船机室较低高程时，坝上的消防设施将鞭长莫及；而且火灾时闸室、升船机内浓烟弥漫，疏散设施缺乏，消防人员无法完成救援任务，船上人员很难及时疏散，若是遇上大型客轮，疏散难度更大。
2 对三峡工程通航建筑物消防设计的几点设想
从以上分析看，在三峡工程通航建筑物设计中应该针对其火灾因素多、危害大、疏散扑救困难等特点，结合具体实际全面地进行消防设计、才能有效地预防火灾，减少损失。
2.1 通航建筑物消防设计的指导思想和原则
三峡工程通航建筑物的消防设计只能在充分考虑其火灾特点的基础上，突出重点，立足自救，根据我国现有消防设施、设计水平和通航建筑物本身可能提供的设计条件，全面进行分析研究，经济合理地进行综合考虑，要把确保通航建筑物及整个枢纽工程的安全放在首位，力争做到即便是发生火灾也不会给通航建筑物及整个枢纽工程带来大的影响；要充分考虑火灾发生时能及时控制和排除火灾，迅速疏散船上人员及重要物资，尽量减少人员伤亡，避免造成重大经济损失。
2.2 合理进行规划布局和平面布置
(1)保证消防道路畅通并能达到重点保护部位。设计中应对消防车道周密考虑，尽量利用坝上所设置的各种通道作为消防车道使用，保证消防车能够到达所有重要部位。
(2)将油库、油浸式电力变压器等火灾危险性大的设施布置在离主体建筑较远的地方。若条件限制，应采取必要的防火措施，如将其与主体建筑物的其它部位完全隔开并采取可靠的自动报警、灭火设施等。主体建筑物内应尽量选用无油或少油的电气设备和非燃、难燃装修材料，以减少主体建筑内的可燃物。

(3)化学危险物品船泊停靠泊位应单独设置在离通航建筑物较远的地方，一来可以避免影响其它船只的安全，二来有利于过坝前按规定对其实行严格的安全检查，避免出现漏检现象，以尽量保证其在过坝期间的安全。
2.3 设置必要的固定灭火装置
对于通航建筑物火灾虽然扑救相当困难，但江河中有取之不尽的水可以利用却是一个得天独厚的条件，我们应充分发挥其作用。除应在其各个部位安装充足的消火栓外，还应在一些关键部位设置足够的自动喷水或喷雾灭火系统，以起到灭火控制、冷却保护的作用，这一点对于控制过坝船舶火灾和保护通航建筑物来说都是尤为重要的，因为虽然通航建筑物的绝大部分是混凝土结构，耐火极限较高，但如闸门及其它一些金属承重构件，钢结构的耐火极限相当低，高温下很易软化变形，失去承载能力，火灾时若不加以冷却保护，则在很短时间内就会遭到破坏。即便是混凝土结构，在容易遭受烈火直接灼烧的部位也应设置自动喷雾系统进行冷却保护，以免高温下酥裂破坏。保护的部位主要有上下游闸门(重点是下游闸门)，闸室两壁，升船机、承船厢提升钢缆及过坝船只。
三峡工程升船机提升钢丝绳采用竖向水喷雾进行保护，即在升船机塔柱内侧墙上左右设置10根立管，立管上沿高度方向每4m设一个喷雾头，一根立管共分5组，每组高度24m。当升船机升降到某一高程时，可在控制室远程操作或自动操作将船厢所在高程的一组及上一组的喷雾头开启，对钢丝绳进行喷雾保护。

升船机主机房197m楼板底部横向等距设置10排向下的喷雾装置，当升船机承船厢在顶部失火时，可远程或自动开启喷雾系统，保护该层楼板的安全及对承船厢灭火。另外，在左右提升楼每一层水平疏散廊道口设詈室内消火栓，辅助对承船厢灭火。
在永久船闸每线闸室两侧闸室墙顶部每隔50m设置1个室外消火栓，作为一般船只失火时的岸上灭火设施；也可作为油驳失火时的辅助灭火与冷却相邻船舶的手段。在永久船闸每级闸室门前后船闸两侧闸墙上设置对准闸门的水喷淋设施，当油驳失火时以保护闸门的安全。
应设置泡沫灭火设施作为油驳失火时的主要灭火手段，其灭火强度应按扑灭一艘3000t油驳的两个油舱同时起火的灭火标准。
2.4 进行有效的防火分隔
通航建筑物内有竖井如管道井、电缆井等应分开设置且应保证井壁有较高的耐火极限，竖井的检查门应采用丙级防火门。电缆廊道应进行防火分隔，廊道内可以设缆式线型火灾自动报警系统和定向跟踪自动循环水喷雾灭火系统；对电缆本身可采取“涂”(涂刷防火涂料)、“堵”(堵塞电缆穿过防火墙及其它墙体时的孔洞)、“分”(各种不同用途的电缆分层、分别铺设)、“隔”(电缆廊道的纵、横向进行防火分隔)的防火措施加以处理，以达到控制火灾、减少损失的目的。
2.5 合理设置必要的安全疏散设施
通航建筑物的消防设计主要用来保证自身和枢纽工程的安全，与此同时也不能忽视失火船只的救生问题。设计中必须很好的考虑船上人员的安全疏散问题。对于三峡工程升船机的安全疏散问题，可参照《高层民用建筑设计防火规范》中一类高层民用建筑安全疏散的要求，在升船机提升楼内分别设置消防电梯和防烟楼梯间，在升船机塔柱内的4部电梯，沿高度方向每隔6m左右设一条水平疏散廊道；升船机运行过程中，在提升范围内的任何一高程，承船厢可与水平疏散廊道相通。每一条水平疏散廊道靠船厢室侧设一防火门，一旦发生火灾或因断电、机械事故承船厢无法升降时，船上乘客和船员可沿着最近的水平疏散廊道迅速进入防烟楼梯间内，再由消防电梯或疏散楼梯转向安全地点。
对于三峡工程永久船闸，也可采取设楼梯间、水平廊道、垂直爬梯等方法解决船上人员疏散问题。火灾时，疏散楼梯、水平廊道内含有烟气侵入的问题，可以考虑楼梯间、廊道内正压送风，疏散门可设计成门扇上悬挂可以活动的类似百叶窗式的一条条长型金属片的“阻烟门”，这样，闸内水可推开金属片自由出入，闸室内的高温烟气却无法进入疏散廊道和楼梯间，从而可保证船上人员安全疏散。另外，疏散楼梯和廊道内应考虑采取一些防滑措施，以防其打滑影响人员疏散。
2.6 配备必要的消防艇和拦油设施
过坝船只发生火灾仅靠陆地 消防扑救力量和一些固定冷却保护设施是远远不够的，特别是当船舶在较低高程时，陆地消防更是无济于事，此时就要靠消防艇发挥作用了，一旦上下游(特别是上游)发生火灾事故，威胁到通航建筑物及整个枢纽工程的安全时，消防艇能立即投入战斗。另外为了防止上游油轮火灾对通航建筑物及水利枢纽工程造成威胁，还应配备必要的拦油设施。宜昌市消防支队建审科科长、工程师、华中理工大学在读硕士生。