公路隧道防火設(shè)計(jì)思路研究

肖磊 周妍靜

摘 要:本文基于筆者多年從事隧道防火設(shè)計(jì)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),以公路隧道防火設(shè)計(jì)為研究對象,論文首先分析了公路隧道火災(zāi)的主要原因、特點(diǎn)與危害,進(jìn)而詳細(xì)探討了公路隧道防災(zāi)與通風(fēng)設(shè)計(jì)的方案,全文是筆者長期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞:隧道防火設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào):TB21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0062-01

1公路隧道火災(zāi)的主要原因、特點(diǎn)與危害

1.1 主要原因

車輛電氣設(shè)備故障、線路短路、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)過熱、載重汽車氣動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障等引發(fā)火災(zāi)。隧道內(nèi)道路較長路面窄小,能見度較差,車速控制不好,容易發(fā)生車輛相撞事故,從而引發(fā)隧道火災(zāi)。隧道內(nèi)運(yùn)輸易燃易爆物品等危險(xiǎn)品的車輛遇明火或熱源發(fā)生燃燒或爆炸所引發(fā)的火災(zāi)。

1.2 特點(diǎn)與危害

火災(zāi)作為公路隧道的主要災(zāi)害,其危險(xiǎn)性表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

公路隧道內(nèi)空間小、道路狹窄、通風(fēng)條件差,一旦發(fā)生火災(zāi),勢必人員傷亡多,經(jīng)濟(jì)損失大。火災(zāi)蔓延速度快。公路隧道的管道、風(fēng)道等結(jié)構(gòu)特性都十分有利于火勢的蔓延,若在發(fā)生火災(zāi)時(shí)未能及時(shí)控制通風(fēng)設(shè)備,則火勢蔓延速度會(huì)更快。由于公路隧道無窗戶,出入口少,火災(zāi)發(fā)生后濃煙積聚不散無法排出,而且以1m/s的速度向四處擴(kuò)散迅速充滿全洞,造成缺氧和能見度降低,人員疏散和逃生困難。撲救困難。由于隧道出入口少,通道狹窄,施救人員很難接近火源滅火；在高溫、濃煙環(huán)境下,容易發(fā)生視線不清、缺氧等對人的生命構(gòu)成嚴(yán)重威脅的現(xiàn)象；通信中斷等原因,大型滅火設(shè)備無法進(jìn)入,救人、滅火難度較大。

2公路隧道防災(zāi)與通風(fēng)設(shè)計(jì)方案探討

2.1 安全疏散及誘導(dǎo)技術(shù)

安全疏散是防火設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。特別是在較長的隧道中,對疏散方式和疏散距離的確定非常重要。歐洲國家以一個(gè)帶著兩個(gè)孩子的婦女遭遇火災(zāi)時(shí)疏散到達(dá)安全地帶的時(shí)間和距離為標(biāo)準(zhǔn)。通常,為應(yīng)急一般性火災(zāi),應(yīng)以300m為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在隧道內(nèi)設(shè)置逃生口或避難所,安全避難所的設(shè)置應(yīng)以消防隊(duì)員趕到現(xiàn)場施救之前為人員提供暫時(shí)保護(hù)為原則。較長的隧道應(yīng)采用雙向分離的兩孔隧道,隧道間應(yīng)設(shè)置在運(yùn)營階段維護(hù)和防災(zāi)中都具有重要作用的消防聯(lián)絡(luò)通道。

隧道內(nèi)必須合理、醒目地設(shè)置能夠幫助人員逃生的信號(hào)和標(biāo)記,且應(yīng)設(shè)計(jì)和安裝在較低的位置,確保不會(huì)被煙霧遮蓋。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí),人員能夠較容易地辨別和找到安裝在隧道內(nèi)的緊急逃生設(shè)備或緊急出口。

2.2 固定消防技術(shù)

目前,國內(nèi)外隧道固定消防技術(shù)主要有滅火器、消火栓、高壓水噴淋技術(shù)以及高壓水噴霧系統(tǒng)。隧道內(nèi),每隔100m～200m設(shè)置一個(gè)應(yīng)急點(diǎn),應(yīng)急點(diǎn)備有一個(gè)電話、兩個(gè)滅火器和一個(gè)消防栓。應(yīng)急設(shè)施的作用是為了將初期火災(zāi)撲滅,通常由非專業(yè)人員使用,消防設(shè)施應(yīng)配備詳細(xì)的使用說明。消火栓一般為專業(yè)人員在火災(zāi)擴(kuò)大而滅火器不起作用時(shí)使用。消防栓設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)間距為50m。近年來國內(nèi)外采用水噴淋和水噴霧等高壓水射流技術(shù)進(jìn)行防災(zāi)救援。高壓水噴霧滅火系統(tǒng)具有較強(qiáng)的滅火減煙功能,而且具有用水量少、管道細(xì)小、消防供給水簡單等優(yōu)點(diǎn)。

2.3 隧道的通風(fēng)設(shè)計(jì)

2.3.1 交通量預(yù)測

交通量的確定應(yīng)該是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和推導(dǎo)的過程,但由于主觀或客觀原因往往造成交通量預(yù)算與實(shí)際運(yùn)營相差巨大,特別是近些年經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,交通量的猛增遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)測,導(dǎo)致隧道通風(fēng)設(shè)備不夠或通風(fēng)方式嚴(yán)重地不適應(yīng)。如何準(zhǔn)確地預(yù)測交通量,值得研究人員進(jìn)一步地深入研究和探索。

2.3.2 交通量與行車速度的關(guān)系

很多公路隧道的通風(fēng)計(jì)算,直接按交通量和行車速度取值的方法設(shè)計(jì),與實(shí)際情況不相符。交通工程學(xué)理論認(rèn)為,車流密度、交通量和實(shí)際行車速度三者之間有明確的對應(yīng)關(guān)系:當(dāng)車流密度與交通量較小時(shí),洞內(nèi)線形行車速度最大；當(dāng)車流密度、交通量逐漸增大時(shí),車速會(huì)隨之減小,直至達(dá)到一個(gè)合理速度,這時(shí)交通量最大,所以在通風(fēng)計(jì)算中應(yīng)根據(jù)交通量科學(xué)合理地進(jìn)行車速計(jì)算。

2.3.3 隧道縱坡的確定

國內(nèi)隧道設(shè)計(jì)中,隧道線形是技術(shù)人員確定的。他們在決策時(shí),一般很少按照J(rèn)TJ026.1-1999《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》設(shè)計(jì)規(guī)范,考慮隧道縱坡對運(yùn)營通風(fēng)的影響,而事實(shí)上,隧道縱坡對需風(fēng)量的影響非常大,因此,在隧道設(shè)計(jì)中,應(yīng)對隧道縱坡進(jìn)行合理取值。

2.3.4 CO、煙霧基準(zhǔn)排放量的折減

《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》中所給出的各類汽車基本排放量仍停留在1995年。規(guī)范中雖然也給出了CO的1％～2％的年折減系數(shù),但具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該取多少,隨意性很大,有的甚至于根據(jù)“人為”需要來調(diào)整。而實(shí)際上折減系數(shù)對需風(fēng)量影響非常大,因此,具體計(jì)算中究竟取多少很值得技術(shù)人員深入研究。

2.3.5 車輛汽柴比的確定

隧道通風(fēng)計(jì)算中交通組成是一個(gè)重要指標(biāo),它直接影響需風(fēng)量。目前,交通組成依據(jù)隧道工程可行性研究報(bào)告,但往往缺少發(fā)動(dòng)機(jī)汽柴比。具體計(jì)算中,通常參照目前市場上各種車型大概的發(fā)動(dòng)機(jī)汽柴比來確定。因設(shè)計(jì)中缺乏對具體路線的交通流組成特性以及隧道遠(yuǎn)景發(fā)展趨勢的考慮,嚴(yán)重影響了通風(fēng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,所以在工程可行性研究時(shí),應(yīng)該認(rèn)真調(diào)查分析和科學(xué)預(yù)測各種車型的發(fā)動(dòng)機(jī)汽柴比。

2.3.6 火災(zāi)通風(fēng)計(jì)算應(yīng)該考慮的內(nèi)容

公路隧道的通風(fēng),除應(yīng)滿足正常運(yùn)營,還必須滿足火災(zāi)發(fā)生時(shí)的通風(fēng)需求。由于隧道火災(zāi)的隨機(jī)性,通常很難做到提前預(yù)防,加之隧道環(huán)境封閉,滅火救災(zāi)困難,一旦發(fā)生火災(zāi),損失巨大。所以,隧道應(yīng)設(shè)計(jì)橫向和縱向兩種通風(fēng)方式。此外,在研究具體通風(fēng)方案時(shí),不僅應(yīng)該對隧道防火區(qū)段的劃分、橫通道的設(shè)置、橫通道的開啟與關(guān)閉、煙流排出的路徑與速度、逃生通道的空氣補(bǔ)給等進(jìn)行準(zhǔn)確地定位,也應(yīng)對避難洞的新風(fēng)需求、隔溫安全段的長度和降溫措施及火災(zāi)時(shí)的風(fēng)機(jī)控制等進(jìn)行詳細(xì)地設(shè)計(jì)和計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí),可以分階段分層次進(jìn)行,對隧道的正常通風(fēng)、安全等級以及防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案的制定等進(jìn)行綜合考慮。

3結(jié)語

隧道防災(zāi)和救災(zāi)是集技術(shù)、管理為一體的綜合體系,應(yīng)在對公路隧道災(zāi)難的成因、特點(diǎn)與危害深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,研究和借鑒先進(jìn)的隧道設(shè)計(jì)技術(shù),加大隧道災(zāi)害的綜合防控科研攻關(guān)力度。

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