地铁机电安装防火封堵施工技术研究

地铁机电安装防火封堵施工技术研究

李春耕

中铁四局集团电气化工程有限公司

摘  要：地铁车站具有人员流动大、管线繁杂、机电设备众多及属于地下密闭空间等特点，消防安全成为车站建设中首要考虑的问题之一，其中防火封堵又是整个消防安全不可或缺的一部分。本文依托地铁机电设备安装工程，从防火封堵应用区域、防火材料、施工工艺、质量控制等方面提出了地铁机电工程防火封堵的技术方法，期望为同类工程提供技术参考。

关键词：地铁机电；防火封堵；施工技术；

引言

由于地铁车站人员流动性大、管线复杂、设备众多，消防安全极其重要，其中防火封堵尤为关键。一旦发生火灾，防火封堵可以有效阻止火势蔓延，并有效抑制有毒烟气的扩散，从而保护起火源以外区域的人员和设备的安全。研究防火封堵技术在地铁机电系统工程中的应用，对于改善地铁运营的安全状况、减少火灾发生的可能性，降低事故损失，对于确保乘客安全出行和保护财产安全，具有极其重要的意义。

一、 防火封堵的特点和重要性

防火封堵是地铁工程中一项必要的防火措施，利用防火封堵材料密封贯穿物（如风管、水管、线缆、电缆槽盒等）穿越防火墙和楼板产生的孔洞，能有效阻止火灾蔓延到起火源邻近的区域，从而保障人员、设备和周边建筑物的安全。因地铁建筑与其它公共建筑有许多不同之处，比如线路长、站点多、建筑面积大、专业设备多及属于地下密闭空间，因此对地铁工程防火封堵的要求更高，主要特点有：（1）材料的防火、耐火性能要求较高；（2）考虑到地铁主体结构和相关设施的使用寿命，防火封堵使用寿命要求比较高；（3）地铁建筑、设备所处环境一般潮湿，防火材料容易霉变；(4)车辆经过时会对周边设施产生振动，要求防火封堵与既有设施要有良好的整体性和稳定性；(5)地铁工程属于人员密集的公共建筑，因此防火、防烟的要求非常高；(6)管线类别较多，穿越型式复杂。

地铁的封闭性，会使常用的防火封堵材料在高温下产生大量刺激性烟毒，使人窒息；地铁车辆运行时会致使周边建筑物、电气设备、管道和桥架等随之振动，可能导致原本封堵不牢或封堵不严的封堵材料如防火包、防火泥、防火板等坍缩、脱落，致使减弱或失去应有的防火功能；地铁机电设备较多、设备运行时间较长，容易造成电线、电缆发热，致使防火泥、膨胀性防火密封胶软化、流淌，失去防火功能。因此除了加强火灾监控系统、灭火系统及使用耐火、低卤的材料外，地铁机电系统的防火封堵是减少火灾、阻止火灾蔓延、串烧的重要措施，是保障工程项目的使用安全和整体寿命的重要环节。

二、防火封堵的应用区域及材料选择

1、应用区域

适用于各类贯穿物（如风管、水管、电缆、电线、电缆槽盒等）穿越车站内防火墙孔洞处，穿越车站及区间隧道内各类设有防火门、密闭门的房间（如各类机房、风道）及竖井侧墙的孔洞处，穿越车站内各层站台板、楼板、风道的各层楼板孔洞处，以及贯穿物与孔洞之间的缝隙和电缆槽盒内部。

2、材料选择

在地铁机电系统中，使用的防火封堵材料必须经过消防部门的认证，并获得有效的消防合格证书，还须具备防烟、防水、无挥发性、不含石棉和重金属、气密性等性能报告。防火封堵材料的耐火性能要求非常严格，一般部位的耐火极限不低于2h，穿越防火分区处的耐火极限不低于3h，应能够适应-25C至+60C的环境温度，并提供相应的检测报告，确保防火封堵材料在低温下不会出现起皮、开裂、脱落，在高热下不会流淌或滴落；应具有良好的耐潮湿性能，当处于潮湿环境中，应具有抵抗生物霉变的性能和能够保持长期稳定性能；长久有效度不应低于30年，以尽量减少替换频次，在期限内应具有保持稳定的耐火性能；应具有一定的安全性，无挥发性有害化学物质，长时间作用于线缆和金属管材表面时，不对线缆和金属管材产生侵蚀性破坏；具有良好的气密性，可保证在发生火灾时阻止有毒气体的扩散；在正常使用或引起火灾事故时，应能确保本身结构的耐火性、隔热性、稳定性和完整性，避免出现开裂、脱落、漏烟、滴垂等情况，以免引发火焰蔓延、串烟、“轰燃”等危险情况的发生。

在地铁机电系统中常见的防火封堵材料有阻火包、柔性有机堵料（防火泥）、防火板、防火棉（岩棉）和防火密封胶等，各项材料适用部位如下：

(1)阻火包适用于线缆、风管、水管、各种金属管线等穿越防火墙和楼板时产生的孔洞的封堵，以防止发生火灾时火焰沿孔洞向相邻区域蔓延。

（2）柔性有机堵料（防火泥）适用于贯穿物（电线、电缆）穿越防火墙或楼板时的孔洞封堵，以防止发生火灾时火焰由孔洞向相邻区域蔓延。

(3) 防火板主要适用于风管、电缆桥架等贯穿物穿越防火墙或楼板的封堵，水管穿越大型开孔的封堵。

（4）防火棉主要适用于风管、桥架、水管等贯穿物穿越墙体时填塞孔洞内部，并且可以作为屋顶和楼板结构的防火和隔音材料。

(5)防火密封胶主要适用封堵单根或小束电缆贯穿墙或板孔洞的密封，并且可以填补电缆之间的缝隙，从而提高电缆的安全性。

三、防火封堵施工技术及工艺

1、风管穿越墙体、楼板的封堵

安装风管穿过墙体之前，应先预留孔洞，采用冷轧钢材制作套管，套管与风管的间隙小于等于50mm。预留套管尺寸按风管宽度+100mm和风管高度+100mm；清洁洞口四周及风管，保证施工接触面整洁、干燥、无油、无杂物，在套管与孔壁之间填塞水泥砂浆，确保密封；套管与风管之间填塞防火棉，用防火泥或膨胀型防火密封胶涂敷在风管与开孔的四周，防火泥或防火密封胶与墙体和风管交接处宽度大于等于13mm，用膨胀型防火密封胶涂敷厚度大于等于10mm，施工以后与墙体齐平，周边加角钢固定。保温风管贯穿墙体或楼板时，要注意防火封堵施工时不得破坏风管保温层的整体性和连续性，避免出现结露现象。

图3-1  风管穿越墙体示意图

2、水管穿越墙体、楼板的封堵

( 1 )金属管道穿越防火墙及楼板的施工工艺

管道安装前要预留孔洞并设置套管，套管与水管之间的间隙小于等于50mm，套管与防火墙或楼板之间缝隙采用水泥砂浆进行封堵，确保密封；套管与水管之间采用防火棉（岩棉）、膨胀型防火密封胶进行密封。清洁洞口四周，保证施工接触面整洁、干燥、无油、无杂物；在管道与套管之间填塞防火棉，防火棉居中设置；用膨胀性防火密封胶涂敷在防火棉的表面及洞口周边，搭接宽度和厚度大于等于13mm，并在材料硬化前抹平表面，确保其质量。

图3-2  金属管道穿越防火墙及楼板示意图

(2)非金属管道穿越防火墙及楼板的施工工艺

管道安装前预留孔洞并设置套管，安装之前对孔洞和管道进行清理，确保无干燥、无杂物。套管与防火墙或楼板之间的缝隙用水泥砂浆密封，套管与非金属管之间采用防火棉（岩棉）、膨胀型防火密封胶及防火圈进行密封。将岩棉塞入管道和套管之间，并将其置于中心位置，尺寸应依据现场施工情况进行调整，确保防火密封胶的深度每边达到15mm。用膨胀性防火密封胶涂抹在洞口周边，搭接宽度和厚度大于等于13mm，并在材料硬化前抹平表面。非金属管道贯穿防火墙时，墙体两侧各设一个阻火圈；管道贯穿楼板时，底部安装阻火圈；在阻火圈和管道之间的缝隙用膨胀性防火密封胶进行密封，密封深度为50mm。

图3-3  非金属管道穿越防火墙及楼板封堵示意

3、电缆桥架穿墙孔防火封堵

电缆穿越槽盒的面积小于等于电缆槽盒横截面的40%，电缆槽盒穿越墙体的截面积小于等于预留孔洞横截面积的40%；槽盒与桥架内部用阻火包填塞并摆放整齐，阻火包之间的缝隙可用防火泥或膨胀性防火密封胶填塞密封，在孔洞周边、桥架间隙、槽内电缆周围填入膨胀型防火密封胶之后抹平表面，厚度大于13mm，用防火密封胶与墙体搭接边处搭接宽度不小于13mm；在墙两侧1.5m范围内所有电缆上涂刷电缆防火涂料（防火喷漆），厚度δ=1mm。

1-阻火包；2-防火泥（或膨胀型防火密封胶）；3-防火涂料

图3-4电缆桥架穿防火墙示意图

4、电缆桥架穿楼板层防火封堵

电缆穿越槽盒的面积小于等于电缆槽盒横截面的40%，电缆槽盒穿越楼板的截面积小于等于预留孔洞横截面积的40%；根据板洞大小在楼板下侧安装角钢支架（所需防火板宽度不大于80cm不用支架）并固定防火板，在防火板与桥架、防火板与电缆之间的空隙处塞填入防火泥，孔洞内部用阻火包填塞并摆摆码整齐，填塞至楼地面平齐，阻火包之间的缝隙可用防火泥（或膨胀性防火密封胶）进行填充；阻火包与电缆线之间的缝隙用膨胀型防火密封胶进行填充，填充完毕后安装防火板；防火板、线槽、电缆线之间的缝隙填入膨胀型防火胶后抹平表面；在楼板层两侧1.5m范围内每根电缆上涂刷电缆防火涂料（防火喷胶），厚度δ=1mm。

1-阻火材料，;2-耐火板，;3-耐火材料，;4-有机防火堵料，;5-角钢支架，以确保安全使用。

图3-5电缆桥架穿楼板示意图

5、配电柜（屏）防火封堵

图3-6配电柜（屏）顶进和底进示意图

配电柜（屏）顶进线：设置膨胀型金属板相互搭接的位置使用厚度为1.2mm的镀锌铁皮或膨胀型金属板自身做搭件，搭接厚度大于等于50mm；膨胀型金属板的固定可使用金属用的钻尾螺丝直接固定在盘柜顶部；用膨胀型防火密封胶涂敷在膨胀型金属板与电缆槽盒以及孔洞四周，使用防火密封胶在搭接边处抹平，宽度大于等于13mm。

配电柜（屏）底进线：所有施工接触面必须清洁干净，无杂物、无尘、干燥、无油；用8PCF岩棉填塞涂层板与电缆余留的缝隙，再用膨胀型防火密封胶做封堵；用膨胀型防火密封涂敷在岩棉板上面，胶体施工厚度大于等于13mm；距离封堵位置500mm的下端电缆，用防火涂料涂在电缆表面，厚度为1mm。

6、电缆线穿墙孔洞节点防火封堵

将孔壁与保护管之间的缝隙用有机防火堵料（防火泥或膨胀型防护密封胶密封）；在两端电缆与保护管内填塞50mm厚的防火泥或防火密封胶；电缆及保护管的表面涂刷防火漆。在墙两侧1.5m范围内每根电缆上涂刷电缆防火涂料（防火喷胶），厚度δ=1mm。

1-有机防火堵料（防火泥或膨胀型防火密封胶）；2-防火涂料

图3-7电缆线穿墙示意图

四、防火封堵质量保障措施及注意事项

1、防火封堵施工前，对代班人员和工人进行技术交底并签字确认，以确保每名工人能理解所有施工工序和施工方法。

2、对所有施工材料进场严格把关，严格执行材料进场报检制度，杜绝不合格的材料进场。

3、严格执行三检制和巡查制度，在施工过程中检查工人对技术交底的执行情况，对施工中存在的不按技术交底施工或者质量控制不严的应及时纠正，防止扩大返工面；要加大对隐蔽工程的检查，对不合格部位进行彻底整改。

4、楼板、竖井孔洞处的防火封堵材料应能承受巡视人员的荷载，否则应采取加固措施。

5、在阻火墙紧靠两侧1.5m范围内所有电缆上涂刷电缆防火涂料（防火喷胶），防火涂料涂层厚度应达到1mm。

6、防火封堵施工时要综合考虑风管、线管、电缆、电线、桥架等物体的尺寸、预留孔洞的大小、封堵的部位以及周边环境等因素；对于现场较大的孔口应考虑采用土建措施进行缩孔后，再用防火材料进行封堵。

7、如果防火封堵材料或组件的稳定性不足，应采取有效的措施（支撑构建）进行加强，提高整体结构稳定性，以确保其具备良好的防火、耐火性能。

五、结语

经过多年的研究和实践，上述防火封堵施工技术已被成功应用于合肥地铁3号线、合肥地铁5号线、杭州地铁3号线、青岛地铁8号线等多个项目，并且获得了消防验收的认可，为轨道交通安全运营提供了有力的保障。此外，这项技术的成功应用也为今后轨道交通防火封堵施工提供了重要的参考，有助于改善地铁运营的安全状况，有效地预防火灾事故，降低事故风险。

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