公路隧道的火災(zāi)特性及防災(zāi)設(shè)計探討

摘 要：隨著近年來公路隧道火災(zāi)的頻繁發(fā)生，其研究已在國內(nèi)外普遍引起重視。根據(jù)大量的火災(zāi)工程實例，文章針對火災(zāi)造成的危害和產(chǎn)生的原因等特性進(jìn)行了總結(jié)和歸納，并提出了火災(zāi)的預(yù)防原則和相應(yīng)的預(yù)防措施，研究結(jié)論對于公路隧道防火安全設(shè)計與運營安全管理具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：公路隧道；火災(zāi)；防災(zāi)；設(shè)計

1 前言

近年來，我國發(fā)生過多起公路隧道火災(zāi)安全事故，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，隨著公路隧道的防火安全問題日益突出，防火救災(zāi)已成為公路隧道防災(zāi)減災(zāi)工作的核心。一般而言，隧道火災(zāi)主要是由車輛的火災(zāi)引起的，據(jù)資料統(tǒng)計，車輛的火災(zāi)主要來源于汽化器起爆和載重汽車氣動系統(tǒng)起火，還有危險物爆炸起火，以及由車輛沖撞和傾覆引起的火災(zāi)等。

2 火災(zāi)危害及產(chǎn)生原因

2.1 火災(zāi)造成的危害

由于車輛燃料為易燃品，如果在公路隧道這樣的一個半封閉的空間里一旦著火，煙霧將迅速向四周蔓延，而行駛車輛和旅客也只能向兩個方向疏散，給行人安全和交通帶來嚴(yán)重的危害，其主要危害表現(xiàn)如下：

2.1.1 對人的危害

（1）火災(zāi)溫度對人體的影響。在溫度小于等于80℃時還可能生存，溫度為80～180℃時雖有生存可能但具有潛在危險，當(dāng)溫度高于180℃時則無法生存。

（2）火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧對人體的影響。當(dāng)隧道發(fā)生火災(zāi)時，由于不完全燃燒產(chǎn)生的濃煙會刺激人的鼻和咽喉，從而導(dǎo)致人員呼吸困難，并且煙霧中含有很多有毒有害氣體，如二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和氯化氫（HCl）等，最后則會造成人員中毒傷亡。

（3）含氧量對人體的影響。火災(zāi)發(fā)生時，會消耗大量的氧氣使含氧量降低，導(dǎo)致人呼吸困難而頭腦暈眩，降低人生存概率。

2.1.2 對隧道的危害

（1）對襯砌結(jié)構(gòu)的危害。當(dāng)在近似封閉的隧道里發(fā)生火災(zāi)時，里面的溫度因為產(chǎn)生的熱量難以及時散出而導(dǎo)致溫度迅速升高，就會燒壞隧道內(nèi)部的裝修以及襯砌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力達(dá)不到要求甚至完全喪失，同時還會破壞隧道內(nèi)部的防排水系統(tǒng)，造成不同程度的漏水，影響了隧道的正常運營和功能的發(fā)揮。

（2）對電氣設(shè)備的危害。火災(zāi)會使隧道內(nèi)的電氣設(shè)備與元器件及線路損壞，導(dǎo)致照明用電失去供應(yīng)和通訊中斷。

（3）對通風(fēng)系統(tǒng)的危害。火災(zāi)時產(chǎn)生的火風(fēng)壓會影響整個通風(fēng)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致隧道內(nèi)正常的通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂，致使災(zāi)害擴大。

2.2 火災(zāi)產(chǎn)生的原因

引起隧道火災(zāi)的原因是多種多樣的，經(jīng)筆者總結(jié)，大致如下：a.車輛由于機件磨擦起火、汽化器失靈、電氣線路短路、車輛漏油等原因引發(fā)車輛故障，從而引起火災(zāi)。b.隨著行車速度的提高，以及長大隧道線路維護(hù)困難，導(dǎo)致路面質(zhì)量的下降，容易造成隧道內(nèi)交通事故而引發(fā)隧道火災(zāi)。c.隧道內(nèi)的電氣設(shè)備隨著特長公路隧道越來越多的修建而越來越多，這大大的增大了電氣起火的頻率。d.各種車輛所載的貨物大多包括可燃的或易燃的物品，在行駛時可能會由于一些情況發(fā)生燃燒從而引發(fā)火災(zāi)。e.隧道內(nèi)道路狹小，能見度較差，情況又較復(fù)雜，比較容易發(fā)生車輛相撞事故而引發(fā)隧道火災(zāi)。f.人類吸煙、故意縱火或者恐怖襲擊等人為因素也會導(dǎo)致隧道發(fā)生火災(zāi)。

3 防災(zāi)設(shè)計

3.1 火災(zāi)預(yù)防原則

公路隧道的防災(zāi)一定要作為一項系統(tǒng)工程全面進(jìn)行，要貫穿設(shè)計、施工和運營的全過程，具體應(yīng)遵循以下的設(shè)計原則：

3.1.1 貫徹“預(yù)防為主、防消結(jié)合”的公路隧道防火方針，注重于人員的生命安全、財產(chǎn)的有效保護(hù)、隧道安全運營管理等方面的防火安全要求。

3.1.2 加強對隧道結(jié)構(gòu)的防火考慮，并設(shè)置耐火材料。

3.1.3 對隧道內(nèi)部進(jìn)行合理分區(qū)，能夠在發(fā)生最不利火災(zāi)時將救援、排煙、消防以及經(jīng)濟條件等因素結(jié)合起來進(jìn)行合理安排。

3.1.4 考慮到合理的火災(zāi)通風(fēng)形式對逃生、控制火情、排煙和救援具有很重要的作用，所以應(yīng)根據(jù)火災(zāi)點所處的位置不同，通風(fēng)組織形式也應(yīng)有所不同。

3.1.5 注意設(shè)置合理的逃生通道，應(yīng)根據(jù)逃生和救援工作的需要綜合考慮。

3.1.6 在隧道運營過程中應(yīng)不斷健全交通安全管理體系，完善交通工程設(shè)施，加強隧道土建結(jié)構(gòu)和機電系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理，扎實推進(jìn)隧道防火安全宣傳和教育工作。

3.2 采取預(yù)防措施

3.2.1 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計

公路隧道結(jié)構(gòu)防火設(shè)計主要包括逃生通道的設(shè)計、防災(zāi)排煙分區(qū)的劃分以及緊急停車帶的設(shè)計等。

（1）逃生通道主要包括橫通道和服務(wù)通道，在特長公路隧道的施工期間為了了解地質(zhì)情況，預(yù)先處理不良地質(zhì)、超前排水及涌水，經(jīng)常會修建平行導(dǎo)坑，在運營時，可作為躲避火災(zāi)的緊急避難坑道和管理坑道；在設(shè)計橫通道時，從防災(zāi)的角度出發(fā)，上下行隧道之間的橫通道間距設(shè)計應(yīng)充分考慮隧道使用者的逃生速度和救援人員的活動范圍。

（2）在進(jìn)行防災(zāi)排煙分區(qū)設(shè)計時，為了縮短逃生距離和時間，盡量減少煙霧對隧道內(nèi)滯留人員的威脅，應(yīng)使防災(zāi)排煙分區(qū)的設(shè)置與避難設(shè)施的設(shè)計相適應(yīng)。

（3）一般情況下，緊急停車帶都會設(shè)置在行車道和橫通道的交叉處要擴大斷面的地方，并且在緊急停車帶處應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的電光指示標(biāo)志、緊急電話、攝像機等，并采用燈光照明以提高照明效果等。

3.2.2 安全的附屬設(shè)施

隧道結(jié)構(gòu)物和內(nèi)部裝飾等均應(yīng)選用防火、阻燃、耐高溫材料，并且材料在高溫狀態(tài)下不能有有毒氣體產(chǎn)生；電纜應(yīng)用阻燃電纜或耐火電纜，各類電氣線路均應(yīng)穿管保護(hù)；通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)選用光滑的不燃材料如石棉類作內(nèi)襯；隧道內(nèi)的燈具、電話箱和滅火器箱體等亦應(yīng)用不燃材料制成。

3.2.3 完備的監(jiān)控報警系統(tǒng)

如果能在火災(zāi)初期就采取相應(yīng)的防護(hù)措施，那火情才會盡快得到控制，損失也會降到最小，火災(zāi)報警系統(tǒng)則顯得愈加重要。隧道火災(zāi)的報警要采用自動和人工報警相結(jié)合的方式。

目前公路隧道主洞最為常用的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)有雙/三波長火焰探測器、線型感溫光纖探測系統(tǒng)、光纖光柵感溫探測系統(tǒng)。隧道內(nèi)部要隔一段距離就設(shè)置一臺緊急電話或手動報警器，以便于在火災(zāi)發(fā)生時，報警者可以迅速將火情信息傳送到指揮中心。

3.2.4 有效的應(yīng)急救援流程

當(dāng)隧道發(fā)出火警后，要及時關(guān)閉進(jìn)口，嚴(yán)禁車輛駛?cè)胨淼溃⒁蠡馂?zāi)點下游車輛以正常車速有條不紊的駛出隧道，打開發(fā)生火災(zāi)隧道的所有火災(zāi)點上風(fēng)側(cè)橫通道，使火災(zāi)點上風(fēng)側(cè)車輛通過橫通道安全疏散到另一座隧道，同時對下車的人員后要求在一個防火區(qū)段內(nèi)進(jìn)行安全疏散，使其安全撤離火災(zāi)隧道。

4 結(jié)束語

本文對火災(zāi)造成的危害和產(chǎn)生的原因等特性進(jìn)行了總結(jié)和歸納，提出了火災(zāi)的預(yù)防原則，并且從隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計、隧道附屬設(shè)施、監(jiān)控報警系統(tǒng)和應(yīng)急救援流程等四個方面提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，希望對以后的隧道的防災(zāi)設(shè)計有一定的參考作用。

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