隧道火灾特点.docx

由于公路隧道空间结构上的特殊性，其发生火灾的潜在可能性普遍存在，且公路隧道火灾已引起世界各地人们的普遍关注。本文通过总结近几年来发生的几起重大公路隧道火灾事故的经验和教训，提出了隧道防火与救灾的安全对策近几年来，世界上相继发生了好几起特大公路隧道火灾事故，均造成了大量的人员伤亡和车辆毁坏，引起局部隧道顶部出现坍塌，并使该路段交通在事发后较长一段时间内一直处于瘫痪状态。公路隧道火灾的严得危害性已引起世界各地人们的普遍关注。随着我国公路隧道尤其是长、特长公路隧道的规划和建设，公路隧道的防火与救灾问题已引起人们的高度重视，而且已成为制约这些隧道建设的一项关键技术。本文通过总结近几年来世界上发生的几起重大公路隧道火灾事故的经验和教训，探讨性地提出了隧道防火与救灾的安全对策，以指导我国公路隧道的建设和运营。1 公路隧道发生火灾的可能性普遍存在公路隧道作为管状构造物，隧道内空间环境狭窄，能见度通常较低，加上入洞时的黑洞、黑框效应以及洞内墙的效应，隧道内极易发生车辆碰撞、车辆跑锚等效能事故，并易诱发各种各样的火灾。因此，由于公路隧道空间结构上的上述特殊性，公路隧道内发生火灾的潜在可能性普遍存在。据国外统计，隧道火灾发生的频率为1017次/亿车.千米，平均为13.5次/亿车.千米。国内某水下隧道的火灾发生率为12次/年。公路隧道尤其是长、特长公路隧道内一旦发生火灾，若不能及时发现，及时扑灭，火势就会沿隧道纵向快速蔓延，并祸及来不及疏散的邻近车辆；燃烧产生的热浪和排放的大量有毒有害气体会使隧道内环境急剧恶化，导致隧道内司乘和工作人员窒息、灼伤、中中毒甚至死亡，使隧道外消防和营救人员无法组织有效的灭火和营救工作。因此，往往很小的火情，也会诱发大的火灾，且隧道内火灾常常以造成大量的人员伤亡和严重的财产损失为结局。不仅如此，隧道火灾还会造成隧道设施的严重毁坏，引起短则数小时，长则数十小时甚至更长时间的道路效能中断，造成无法估计的经济损失，可见隧道火灾的危害性十分严重。表1列举的是19491984年世界上发生的重大隧道火灾的人员伤亡和车辆毁坏情况。表1重大公路隧道火灾及造成的人员伤亡和车辆毁坏情况统计表序号 年份 隧道名称 事故原因 人员伤亡 车辆毁坏1 1949 美国、纽约、霍兰隧道（L2.6km） 货车燃烧（硫酸氢碳） 66人中毒 10辆货车13辆轿车2 1968 联邦德国、汉堡至莫尔，弗莱特公路上的隧道（L0.243 km） 货车燃烧（聚乙烯） 无 1辆货车，拖车3 1975 西班牙，马德里附近爪达拉马隧道（L0.768 km） 货车燃烧 无 1辆货车4 1978 荷兰，维尔森隧道（L0.768 km） 撞车 5人死亡5人受伤 2辆货车4辆桥车5 1979 日本、某公路隧道（L2.045 km） 撞车 7人死亡2人受伤 189辆（包括102辆货车）6 1982 美国，加州，奥克兰卡德科特隧道（L1.028 km） 油罐车撞车（33000升燃油燃烧） 7人死亡2人受伤 2辆货车1辆大客车4辆轿车7 1984 瑞士，圣哥达隧道（L12.32 km） 货车燃烧（塑料卷材） 无 1辆货车8 1984 奥地利、费尔伯，陶恩隧道（L5.13 km） 公共汽车着火 不祥 1辆客车2 公路隧道火灾事故的经验和教训近几年来，世界上相继发生了好几起特大公路隧道火灾事故，均造成了大量的人员伤亡和车辆损坏，引起局部隧道顶部出现坍塌，并使该路段交通在事后较长一段时间内处于瘫痪状态。（1）勃郎峰隧道火灾勃郎峰隧道（Mont Blanc）位于法国与意大利间，建于1965年，全长11.6km，采用意境洞双高交通。该隧道采用全横向通风，送排风道设于隧道底部；由法国和意大利共同管理，设有主从式监控中心两个。1999年3月24日早上，一辆装有黄油的货车在隧道内自燃引起大火，尽管实施了紧急救援，但仍造成了41人死亡，43辆车烧毁，交通中断一年半以上重大生命财产损失。意大利及法国有关技术人员对该事故发生的全过程作了详尽的分析，并总结了如下重要经验： 首先应于洞外一定范围进行预监控与检测，避免有问题的车辆进洞。 双向交通条件下火时的洞内风速应不大于1.5m/s，以避免产生混流，影响火灾排烟与救援。单向行车火灾时的洞内风速可以稍高一点。 应注意保持车距，对大货车而言，车距宜控制在150m以上。 避难洞室间距应控制在300m，面积应有30m2以上，以保证人可以在洞内躲避2h。勃郎峰隧道改造后，将把避难通道与下部送风道连通，以保证火灾时人能进入新鲜空气风道逃脱，并保证每隔600m的排风量为150 m 3/s，满足40MW热量的排放。 将设置专门的值班救护所，共设置三个，以保证救授人员5min内能够到达事故现场。 完善两个监控中心，一个为主，一个支持，以保证系统的完好。 隧道的原排风能力太低，仅为每5.8km150m3/s。现改为150m3/s.600m，并增加适量射流风机进行风量调节。 增加隧道自动喷淋系统，以便尽快对火灾进行扑救。（2）托恩隧道火灾托恩隧道（Tauren Tunnel）位于奥地利境内，全长6.4km，总坡1.5%，每昼夜交通量14300辆，19%为大型载重车。该隧道建于1975年，为全横向通风。1999年5月29日凌晨1时49分，洞内正在维修作业，局部封闭一个车道。一辆大卡车将4辆小车撞破并引起大火，火灾持续4h，烧死13人，烧毁34辆车。从火灾发生至报警仅1min，求援人员赶到时已无法接近现场，火灾发生后45min救援才得以展开。这次火灾烧坏隧道主体结构长度达1100。事后修复工作共花费1000万奥地利先令，修复期3个月，而收费损失达4000万先令。通过对这次事故的详尽分析，奥地利技术人员提出了一系列提高隧道营运安全措施。这些措施包括： 采用先进的线性火灾检测装置。 隧道排风能力2min内达到最大，排风能力为120m3/s.km，新鲜风的送风力为190 m3/s.km。 自动进行交通管制，当发生事故时应迅速阻止车辆进洞，以减小损失。 紧急电话设置间距调整为212m。 汽车横向间距由1600m调整为800m，并迅速实施二期工程，尽快改为单向行车。 设置两个独立的消防水池，并分别位于两个洞口。 每隔150m应设置有逃离方向的指示标志。 调整火灾排烟口的百叶，使其在火灾排烟时能方便启动。 设置避难室，面积2.2m2.3m，保护57人避难，并按一定间距设置新鲜空气供应站，生站保证能在火灾时为106人提供新鲜空气，新鲜空气供应量为2.75m3/min。 长度大于1000m的隧道宜采用混凝土路面。（3）瑞克葛克特隧道火灾葛克特隧道全长16.5km,是穿越海拔2000m多的阿尔卑斯山连接瑞士南部和意大利北部的主要公路干道，经过11年的建设后于1980年正式通车，是目前世界上最长的隧道之一，是欧洲南北主要通道，去年就有120万辆卡车通过此隧道。2001年10月24日上午10时左右，两辆载重卡车在隧道内距南洞口约1.0km处相撞，运载轮胎的卡车起火燃烧，车祸随即引起大火。事故发生后，瑞士迅速派出了150名专业消防队员前往救火，瑞士军队也派了直升机参加救援工作。据有关报道，消防员曾三次设法进入隧道救火，但是热气使得消防员的浓度失败。消防队使用特别配备，设法使隧道的温度降低到大约1000，好让消防员能更接近火焰。尽管隧道内有各种配套的安全措施，包括有照明设备、空气调节系统的紧急出口等，但运载轮胎的卡车起火燃烧后产生的有毒黑烟使得人被熏死，包括卡车司机，使部分隧道顶部坍塌，造成了严重的生命财产损失。通过对葛克特隧道火灾事故的分析，笔者认为应该吸取以下经验教训： 当隧道内引发火灾时，能否将火情消灭在萌芽或发展的初期至关重要。因为火灾初期火情往往比较小，扑救比较容易，司乘人员应立即利用隧道内配备的消防措施进行自救灭火，同时应通过洞内应急电话、手动报警按纽等立即报告监控中心；另外，消防救护队得到火灾情报后应紧急出动，抢分夺秒地赶到火灾现场实施紧急扑救，千万不能遗误火灾初期救火时机。一旦火情扩散蔓延后，由于隧道空间结构上的特殊性，扑救就会很困难，甚至消防队已无法接近火灾发生点。 当隧道内引发火灾时，监控中心能否及时得到火灾情报十分重要。这就要求火灾自动报警系统灵敏度高，可靠性和抗干扰性强。监控中心及时得到火灾情报后，首先应及时通知消防救护队紧急出动，同时监控系统应快速切换到救灾控制方案，包括实施交管制、启动消防水泵、启动排烟风机、实施救灾通风方案等。 隧道配套设施应十分完善。 对载有易燃危险品的车辆应限制通过隧道或在消防救护车的引导下通过隧道。3公路隧道预防火灾引起各方重视随着勃郎峰隧道、托恩隧道和葛克特隧道三桩特大火灾事故的发生，目前公路隧道预防火灾已引起世界各地人们的广泛关注和有关部门的高度重视，许多国家相继采取了各项防火措施和隧道营运安全措施。例如，为更好地保证公路隧道的交通安全，法国运输部近日决定为新建隧道制定新的建议标准。对正在施工的隧道建议方案进行修改，并对已经投入使用但不符合新安全规范的隧道进行技术改造。据悉法国新的建议标准主要包括隧道内应有各项防火措施，所有双向公路隧道中必须另有一个可供小型汽车行驶的救急通道等。如目前在建的一些隧道，将要求修改其建设方案。在隧道内行车道下补充开挖必要的救急通道，以保证出现事故时，救援人员可借助此通道转移伤员和运抢险物资。有鉴于此，欧洲各国也提出了许多安全措施，如以立法形式规定大、小车在隧道内行驶的间距和相应的车速限制，强制采用车队警告电子设备，高速紧急电话间距，增加自动喷淋装置和采用先进的线性火灾检测装置等。不久前，陕西省在西安至安康的高速公路上为穿越秦岭终南山设计了一座长达18.0km的特长隧道，该隧道长度目前排名世界第二、亚洲第一，因此对隧道防火、通风等运营安全问题特别重视。为了高水平、高质量地完成该隧道的设计、施工及确保运营安全、可靠，根据省政府指示，组织了“秦岭终南山公路隧道考察团”，于2000年4月赴欧洲对现有公路隧道的营运安全问题进行了重点考察。考察团还于2000年10月8日14日专程赴日本，对日本关越特长公路隧道的防灾、通风等系统进行了专题考察。此外，还专门设立了秦岭终南山特长公路隧道防火科研课题，正在进行研究。4公路隧道火灾的预防对策由上述可知，公路隧道有别于其它隧道工程，存在潜在的火灾危险，其防灾问题已成为人们目前普遍关注的话题。要人认为公路隧道营运管理设施的设计应把安全问题放在首位，应体现以人为本的思想，应以防灾为主设计。公路隧道的防火与救灾应从以下几个方面加以综合考虑并予以完善。（1） 加强宣传教育工作应通过电视、广播或培训等手段在全社会范围内进行消防教育和行车安全教育，普及消防基本知识，使人们熟悉灭火器、消火栓等常用消防器材的使用方法，增加人们的消防意识，这是一项复杂的社会工程。这一点也是很重要的，因为火灾初期火情往往比较小，扑救比较容易，司乘人员若能立即利用隧道内配备的消防设施进行自救灭火，这对于早期灭火、控制火情扩大是十分有益的。一旦火情扩散蔓延后，由于隧道空间结构上的特殊性，扑救就会很，甚至专业消防队也无法接近火灾发生点实施灭火。（2） 配备完善的隧道消防设施根据隧道长短和结构上的特殊性，应设置完善的有效的消防设施，包括灭火器、消火栓、水成膜泡沫火装置等。对长、特长隧道必要时应增加自动喷淋系统，以便尽快对火灾进行扑救。（3） 采用先进的火灾自动报警系统火灾自动报警探测器是火灾自动报警系统中最为关键的核心设备，其选用必须做到可靠、先进并具有高灵敏和极低的误报率的特点，这样才能立足防患于未然及早期自救。常用的隧道火灾自动探测器按检测原理可分为两类：线型感温探测器和点型感光探测器。线型感温探测器主要产品包括线性感温电缆、空气管差温探测器和激光光纤感温探测器的性能较前二种都好，其抗干扰性能强，可精确测定温度值，度值，近年来已在欧洲的多座隧道中采用有。点型感光探测器主要产品包括双波长焰探测器，该探测器是利用火的特定波长及火焰闪烁频率判定，不受隧道内风速影响，响应速度快，安装在隧道侧壁且易维护，在日本隧道中已被广泛采用，在我国浙江甬台温猫岭隧道群中也已成功应用。（4） 通风设计应遵循正常运营和防灾救灾相结合的原则。隧道通风设计方案除要满足交通运营通风外，还必须满足火灾发生时的通风需求。火灾时洞内风速应满足救灾需要，通风系统的排风能力应满足排烟需求，对火灾时的通风控制、烟流的排出路径、逃生通道的空气补给、避难洞的新风需求等都应仔细考虑。（5） 隧道营运管理设施应配套完善。应根据隧道长度和交通量，设置配套的隧道照明系统（包括正常照明和应急照明）、安全可靠的供配电系统、隧道监控系统（包括中央控制子系统、交通与环境信息检测子系统、交通控制子系统、通风控制子系统、照明控制子系统、火灾报警与消防控制子系统、闭路电视（CCTV）系统、紧急电话系统和广播系统等九个系统）及系统防雷设施。积极采用新技术和新设备，保证各机电系统运行稳定、安全可靠及抗干扰能力强。隧道内外的所有电器线路，除符合国家通用的安全条件规定外，还应满足隧道消防要求，如沿内壁敷设的一般线路采用阻燃型线缆，对重要线路（应急疏散照明系统，交通信号系统，CCTV和广播系统等）应采用耐火线缆。除此之外，还应设置配套完善的标志、标线、视线诱导等交通安全设施及车人行横洞和避难洞室等。（6） 加强隧道交通监控功能通过分析公路隧道内火灾发生的原因可知，绝大多数火灾是由车辆相撞等交通事故或装有易燃、危险物品的货车引起的。因此，应加强对隧道内交通的自动检测、监视与控制功能，及时发现交通的自动检测、