公路隧道消防设施的设计与维护管理

公路隧道消防设施的设计与维护管理2012年第2期消防技术与产品信息9?火灾防控?公路隧道消防设施的设计与维护管理谭世立(湖南省消防总队,湖南长沙410219)摘要:针对公路隧道消防技术法规的缺失,分析了目前隧道消防设施的设计及维护管理的现状,对各个环节存在的问题.提出了相应的解决对策.关键词:公路隧道;消防设施;设计;维护管理社会经济的高速发展,带来道路交通的日新月异.与此同时,隧道交通也迅猛发展.有穿山越岭的高山隧道,也有穿越江河湖海的水下隧道,而隧道的消防安全问题也日益为人们所关注.隧道一旦发生火灾,烟雾大,温度高,能见度低;隧道断面小,车辆鱼贯而人,物资和车辆疏散相当困难;火灾在车辆之间蔓延比较快,给火灾扑救和人员疏散带来困难.特别是高速公路隧道,远离城区,消防队到达时间较长,加之进攻道路和水源缺乏,杯水车薪很难扑救,只能以”初起火灾,自救为主;严重火灾,逃生为主”的原则,来设计隧道消防工程.隧道内自身消防设施的作用尤显重要,而众观世界隧道火灾案例,隧道自身消防设施正常发挥作用的极少.如1999年的法国勃朗峰隧道火灾,造成41人死亡,就是因为隧道内的消防自动报警和灭火设备几乎都失灵造成.又如2009年我国发生的20余起隧道火灾中,只有7月29日发生在重庆的隧道火灾被消防员用隧道内消防栓扑灭,但隧道内排烟设备不能联动.因此,隧道消防设施的维护管理应日益引起人们的高度重视.1公路隧道的消防设施设计1.1消火栓系统设计公路隧道基本上都设置了消火栓系统,但不是普通的消火栓,而是根据公路隧道的火灾特点,配置PSG泡沫消火栓箱(即隧道用水成膜泡沫消火栓箱).该箱内有水成膜泡沫(AFFF)储液罐,软管卷盘,负压比例混合器,泡沫喷枪等组成.其设置方式为:在隧道车行方向一侧每隔50111设一个.1.2火灾自动报警系统设计目前公路隧道内安装使用的火灾探测器有:光纤光栅感温探测器,红外多频火焰探测器和感温感烟探测器等.而红外多频火焰探测器最为常用,它运用红外传感技术,使用三个具有窄带滤波的不同波长的红外传感器,其中一只传感器工作在反映火焰信息的中心波长,另外两只传感器监视环境中的其他红外辐射,结合火焰的闪烁特征,通过微处理器分析,使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警,而其他的干扰因素形成的假火警信号则会被排除,从而实现了对火焰信号的快速响应和准确识别.其设置方式为:在隧道车行方向一侧每隔50m设一个.1.3排烟系统设计,目前国内公路隧道中采用的排烟系统有两种,即射流风机纵向通风排烟模式和烟道式集中排烟模式.其中射流风机纵向通风排烟模式施工方便,造价相对较低,非火灾情况下作为隧道通风使用,由一氧化碳探测器感应启动,火灾情况下由火灾探测器感应启动.其安装方式是在隧道适当位置安装射流风机,风机产生的通风压力迫使隧道内空气沿隧道轴线流动,达到通风的目的.但在火灾状况下,疏散和救援都只能在起火点上风方向一侧展开.集中烟道排烟模式通常将正常营运阶段的全横向和半横向通风模式结合起来,当发生火灾时轴流风机逆转用于排烟,隧道内吊顶的送风道变成排烟道,仅开启火源附近的若干风阀,火灾烟气能够迅速从烟道排出,并得到有效控制,火源点两侧的司乘人员均处于安全的空气环境中,消防人员可以从两侧进行灭火作战,消防救援能力大大提高.虽然排烟效果好,但施工较复杂,造价相对较高,所以目前国内采用该模式的工程较少.1.4防火保护设计常见的隧道防火保护设计有:提供不计入结构剖面的额外混凝土厚层;安装水喷淋灭火系统;在隧道衬体上喷涂防火涂料或安装隧道防火板等.(1)提供不计入结构剖面的额外混凝土厚层方法是用附加的混凝土作为牺牲层,以维持隧道结构的整10谭世立:公路隧道消防设施的设计与维护管理2012年第2期体性,从而阻止其在火灾中倒塌,虽然这种方法可以保护隧道结构,但混凝土的爆裂不仅会炸伤消防队员,而且还会阻塞了安全疏散线路.事故后,恢复衬砌的维修工作必不可少.(2)安装水喷淋灭火系统,水喷在隧道表面,不仅引起了隧道衬砌的爆裂,而且高温下水变为蒸汽,降低烟层,降低能见度,恶化救援环境,这种保护措施还需要有可靠的水源作保证.为此,2O世纪80年代以来很多国家对安装喷淋灭火系统持否定态度.(3)用于保护不燃性建筑结构的防火涂料包括有机膨胀型厚浆涂料和轻体无机防火喷涂料两类.高温下,有机膨胀涂料的碳质泡沫层易逐渐消失而减弱防火隔热作用,即使是最好的涂料,涂层增至4mm时,耐火极限也只有Ih.而无机喷涂涂料,由于密度轻,热导率小,耐火性能好,随涂层厚度不同,可满足12h甚至更长时间的耐火要求.但纯粹的无机物构成的喷涂涂料,容易出现硬而脆,产生龟裂脱落等不利情况.因此,建议在隧道中采用非膨胀型的,无污染的水性有机一无机复合涂料.鉴于防火涂料的装饰效果较差,目前隧道防火涂料主要应用在外观要求不严的公路隧道,而城市过街隧道,地铁等工程则多选隧道防火板材.据调研,在目前准备设计,施工的城市过街隧道,90%以上需要采用隧道防火板材进行防火保护.该类板材从防火原理上可分为两类,一种是材料主要的特点是材料轻,导热系数低,可有效阻止热量传递,另一种是火灾时材料发泡,形成致密的隔热层,阻止热量传递,从而保护火灾中的隧道结构.1.S火灾疏散逃生设计隧道火灾时,保证人员的安全疏散是隧道防火设计的重要要求,而火灾疏散救援通道设置是安全疏散设计的核心问题.疏散救援通道(包含车行横通道及人行横道或避难通道)是隧道中唯一能够疏散,远离灾害发生点,及进行应急救助的途径.合理地设置疏散通道一方面能保证人员的生命安全,另一方面可以节省投资.疏散通道设置主要考虑以下几个方面:疏散通道的构成方式,横通道的间距和横断面.双孔隧道常用的疏散通道构成方式有两种:人行横道,车行横通道和主隧道,如图1.人行横道,汽车横道,服务隧道和主隧道.服务隧道是一个平行导坑,隧道发生火灾,组织车流通过横洞到服务隧道迅速驶离隧道,另一个隧道内车辆迅速驶离隧道.第一种方式投资省,适用范围广.国内外的中长隧道基本上采用第一种方式.而第二种方式疏散能力上车行横通道进入另一孔隧道主要人员疏散区前行驶离隧道或通过车行横通道进入另一孔隧道图1第一种疏散方式的疏散过程强,同时服务隧道既是疏散通道,也可作为施工时的辅助坑道,对探明地质,疏导地下水有明显的作用,既可减少施工干扰,解决出渣,排水问题,增加工作面,加快工期,又可在运营阶段作为两个隧道的通风道.但这种方式投资大,一般用于特大隧道.19992001年,欧洲先后发生了3起双向交通特长隧道火灾,其中,圣哥达隧道火灾中被困车辆最多,但死亡人数较少.究其原因,是因为圣哥达隧道中设置了专用避难疏散通道,供被困驾乘人员安全疏散,有100多人从该通道中逃生,得以生还.在死亡人数最多的勃朗峰隧道火灾事故的总结中,专家对勃朗峰隧道提出了8条建议,其中一条建议就是作为双向交通长隧道,应设避难洞室及其疏散旁道.在圣哥达隧道中每隔250m设置了一条联络道(即前室)通往专用避难疏散通道.在对勃朗峰隧道火灾的总结中,专家建议避难洞室的设置间距不应大于300m,并应保证人员可在洞内避难2h以上.查阅相关文献,对国内外多座典型公路隧道的联络通道间距(包括人行横道,车行横道)及尺寸进行收集整理,人行横通道间距一般在250400m之间,几何尺寸大都为2.0m(宽)2.5m(高);车行横通道间距一般在500800m之间,几何尺寸大都为4.5m(宽)5.0m(高).1.6其他消防设施隧道中的其他消防设施包括:应急照明与信号系统,监控与火灾广播系统,通信设施,消防泵,消防水池及灭火器等.2存在的问题2.1设计问题目前,国外如美国制定了ANSI/NFPA5022007公路隧道,桥梁和其他限制级高速公路的标准;日本建设省制定了一道路隧道紧急用设施设置标准.我国只发布了交通部标准一公路隧道设计规范,尚未制定公路隧道消防设计的国家或行业工程建设专业规范,致使目前对公路隧道的消防设计,只能按照GB500162006(建筑设计防火规范中确定的基本原则2012年第2期消防技术与产品信息和公路隧道设计规范,通过专家论证的方式确定消防设计的要求.这样给消防监督工作造成了一些失控漏管的问题,同时也给公路隧道的消防安全带来了不少先天性火灾隐患.特别是消防设施的维护管理,在设计论证中考虑不足,消防设施安装交付后维护管理被忽视,没有培训相应的维护人员和操作人员,加之隧道地处偏远,工作人员调动频繁,更不利于消防设施的维护和操作.2.2施工质量问题消防设施的安装一直都是消防工程监督的薄弱环节,公路隧道的消防工程由于没有施工验收规范,其施工质量更是令人担忧,尤其是隧道用消防设施,大都没有国家标准,其市场准入一般为强制检验制管理,其施工质量没有专业的检验机构检测,特别是隧道内烟气,灰尘,振动等恶劣环境的影响,产品本身质量和施工质量就尤其重要.笔者曾到过几个隧道检查,发现有的隧道为了施工方便,红外多频火焰探测器就安装在消火栓的旁边,高度不足2m,甚至与消火栓箱在一个高度,只要消火栓箱门被打开,就有可能遮挡探测器.PSG泡沫消火栓箱内的远程起泵按键不能起泵等问题较普遍.具报道在仅通车7天的甬金高速某隧道发生交通事故引发火灾,消防部门事后调查中发现,其隧道未按要求安装储水装置,灭火器也未按要求配备ABC干粉灭火器,而是配的BC干粉灭火器,结果火灾时造成消火栓不出水,灭火器不灭火,贻误了最佳灭火战机.这些由于安装质量遗留的消防隐患,只有通过加强维护管理来弥补.2.3日常维护管理问题由于公路隧道的特殊性,其一旦开通要进行日常维护就比较困难,尤其是要维护各种报警,排烟,应急照明,防火分隔,灭火等设备的联动更是困难.而且一般需要专业的维护公司来做,而公路隧道特别是高速公路隧道一般地处偏远,考虑成本和工作安全问题,如果没有高额利润是没有公司愿意做的,这就使消防设施的可靠性大打折扣,日常维护难以开展.目前极少有隧道开展了消防设施维护工作.2.4消防监督问题公路隧道的消防监督问题一直都是一个难题.首先是隧道地处偏远,日常监督不便;其次隧道消防设施监督检查需要关闭或半关闭隧道;再次隧道消防设施的检查需要专业的设备,如检查多频红外火焰探测器,排烟风机风量等都需要专用设备.而检查PSG泡沫消火栓箱则可能消耗泡沫液和污染环境.因此,检查后的维护问题必须加强.3建议3.1制定消防设施维护的技术法规隧道消防工程设计中,应要求消防设备安装或生产企业提供消防设施的日常维护规程,其规程应包括:设备的安装方式适应隧道烟尘,潮湿,强气流,震动等环境因素影响,且方便日常维护检查;规程应根据GA5872oo5(建筑消防设施的维护管理的要求,提出巡查,单项检查,联动检查,检查测试工具和设备,维护和故障处理程序等内容.特别是一些主要设备如:PSG泡沫消火栓箱,红外双波长火焰探测器和排烟风机等,其维护测试的方法和器材必须一并提供.3.2加强监督管理隧道消防监督应从源头抓起.(1)科学严格抓好消防设计,施工和验收.由于设计没有规范可循,不便于监督,应充分发挥专家组的作用,专家组成员应包括各方面专家,应将设计,施工,验收资料提供专家组全面考虑,根据当地实际综合设计方案,并提出维护管理要求.(2)严格按施工验收要求实施监督,特别是验收前的系统检测,必须要求有消防专业资质的队伍做,不能以交通检测机构的检测作为消防验收依据,验收时应抽检主要的消防系统,并测试其主要功能,同时应要求隧道管理部门培训专业消防系统维护人员.(3)加强隧道消防系统操作人员培训.按消防法的要求,消防控制室操作人员必须经法定专业机构培训,获得国家人力资源部相关机构核发的职业资格证;同时消防部门还应组织进行隧道消防系统操作的专业培训,由设备生产企业和安装企业派出专家讲课,并进行实际操作考试,合格后方可上岗.(4)加强日常监督.隧道单位应纳入市级重点单位管理,加强日常检查和抽查,有条件的地方应将隧道纳入远程监控对象,及时掌握隧道消防系统的工作情况,一旦发生火灾便于消防队及时出警.(5)加强年度检测工作.消防设施的保证期一般都是一年,因此每年应按维护规程对所有系统设施进行一次功能检测,发现问题及时解决.3.3建立专职消防队高速公路隧道工程多处于山区,远离城区消防队,发生火灾后公安消防队难以及时赶到,因此,有条件的地方在建设隧道工程时,就应对保护隧道工程的专职消防队站建设一并考虑,在适当位置建设专职消防队营地,由该队实施隧道消防设施的日常巡查,维护管理工作,如湖南雪峰山隧道就建立了专职消防站.12王向煜等:火灾隐患的形成方式及对策2012年第2期火灾隐患的形成方式及对策王向煜,杨建军,白(1.北京市朝阳区消防支队,北京100023;2.北京市海淀区消防支队,北京100094)摘要:指出火灾隐患产生的原因,火灾隐患的表现形式,结合案例分析了火灾隐患的危害性.指出只有建立火灾隐患整改的长效机制,才能将火灾隐患消除在火灾发生之前.关键词:火灾隐患;案例;整改;机制当前,消防工作面临的形势依然严重,滋生火灾隐患和制约隐患整改的因素仍然普遍存在,尤其是一些重大火灾隐患久拖不改,养患成灾,损害群众利益,危及公共安全,影响社会稳定.只有抓住整治火灾隐患这一关键环节,尽一切手段,克服一切困难,把措施落实到位,才能把握主动权和制胜先机.为此,笔者结合近年来一些重特大火灾实例,分析火灾隐患的成因和危害,着重就建立火灾隐患整改长效机制作一探讨.1建筑工程设计,审核,验收,使用等阶段火灾隐患产生的原因1.1火灾隐患产生的阶段火灾隐患是怎么产生的呢?笔者认为,正是由于管理者和责任人责任不落实,才产生了一处处火灾隐患,进而发生了火灾,造成了一幕幕群死群伤,楼舍一空的人间惨剧.从这个角度来说,造成重大人员伤亡和大量财产损失的不是别人,正是那些麻痹大意,玩忽职守,心存侥幸,制造和容忍火灾隐患存在的责任人和管理者.火灾隐患的产生,大致有4个阶段:(1)建设之初的规划设计阶段.中华人民共和国消防法(以下简称消防法)明确规定:”建设工程的消防设计必须符合国家工程建设消防技术标准.建筑构件,建筑材料和室内装修,装饰材料的防火性能必须符合国家标准;没有国家标准的,必须符合行业标准.”但是个别单位在进行工程设计时,忽视消防规范.部分高层建筑,公共娱乐场所不按规范要求设置火灾自动报警和自动灭火系统,未按要求设置室内外消防供水系统;部分建筑工程耐火等级低,未进行防火保护,火灾情况下易在很短时间内倒塌,造成重大人员伤亡.这些都是先天性的火灾隐患,是”胎内”带出的毛病,问题最深,整改起来最麻