隧道国内外火灾事故及其造成的影响调查

国内外隧道火灾事故及其造成的影响调查蒋益摘要：近年来，随着社会的不断发展，尤其是经济的飞速增长，导致交通运输负担加重，并由此引起环境污染问题的空前严重。针对这些情况，许多国家都通过迅速发展铁路、公路隧道和城市地铁交通来解决以上问题。与此同时，由于当前国内外隧道消防立法尚不健全，隧道防火条件尚不甚理想，隧道火灾时有发生。国内外隧道火灾事故所带来的危害引起了各国对隧道消防安全问题的高度重视，促进了各国对隧道火灾事故的研究。本文通过总结和分析多年来国内外的重大隧道火灾事故，得出了隧道火灾的相关结论：隧道火灾发生的原因、隧道中的火灾隐患、隧道火灾的特点，并列举了当前隧道火灾的一些预防及应对措施，提出了对于隧道火灾研究的相关建议。1 概述据统计，2000年整个欧洲地区交通隧道网络总长超过10000km；我国在第二次全国公路普查中，县级以上公路隧道建设总长将近550km。隧道里程的迅速延长得益于隧道相关技术的发展和逐渐成熟。隧道在交通运输中体现出的方便快捷的优势，则让更多的交通线路被考虑到使用隧道来提高运输效率。隧道在使用过程中给人们带来喜悦的同时，也让人们从一次次的隧道火灾事故中为隧道的消防安全而感到担忧。尤其是随着交通流量的不断增长和路况条件的改善以及运输物品的复杂化，更是使隧道的火灾风险和火灾后果的严重性不断增大，因此对隧道火灾事故认识和研究的重要性也就体现出来了，对此我们应该让已经发生的隧道火灾事故带给我们以思考，促使我们进行相关研究，通过思考和研究来得出经验和教训，以便对今后的隧道消防安全工作起到指导和警示作用，通过各项预防工作，把隧道火灾风险尽可能地降到最低，即使发生不可避免的火灾事故，也能通过及时采取应对措施，把火灾后果的严重性控制到最低，避免悲剧重演。2 国内外隧道火灾实例 21 国内隧道火灾实例1987年中国陇海线十里山隧道火灾1： 1987年8月23日7时34分，由兰州站发出的1818次货物列车在陇海线兰州东桑园间1724公里461米处，穿越十里山二号隧道时因钢轨疲功损伤，造成机后六、七辆罐车脱转颠覆，16个油罐车在洞内起火，烈火燃烧了一昼夜，使陇海线天兰段中断行车201小时56分，三名押运人员死亡，报废货车23辆，大破3辆，中破一辆，隧道裂损179米，损坏线路763米，直接经济损失240万元。事故的直接原因是因钢轨疲功损伤，没有及时更换造成的。1990年中国襄渝线梨子园隧道火灾1： 1990年7月13日14时16分，0201次货物列车（编组55辆总重3379吨，总长620米），由韶山1型605号机车牵引，行至襄渝线510公里232米至512公里8米处梨子园隧道（长1776米）内发生爆炸火灾事故。事故造成列车颠覆脱轨17辆，人员伤亡18人，其中直接死亡2人，轻伤5人，因自发抢险牺牲2人，重伤7人，轻伤2人，损失70号车用汽油5982吨，大蒜293吨，篷布8方，车辆报废28辆。损坏线路340米，隧道严重损坏150米，接触网2500米，通信电缆27公里，直接经济损失约500万元。7月25日14时56分起修复完毕，26日13时50分开通线路。 经过调查分析，确认该事故是由于油罐超载，孔盖密闭不严，在大气温度急剧增高，罐内压强增大，产生油气外溢，甚至喷出油柱，511公里127米正是隧道圆曲线的中部，此处挥发油气易积累，形成气团，当油气浓度达到一定程度，遇火种即可爆炸，此处有一接触网悬挂点，绝缘表面放电而引起爆炸。22 国外隧道火灾实例1971年法国克洛次隧道火灾1：1971年3月，法国一列货物列车与一列油罐列车在进入克洛次隧道北口附近时相撞，油罐列车爆炸起火，货物列车司机和副司机死亡，救援的消防人员迅速赶到现场，在油罐列车副司机的紧密配合下，果断地将即将燃着的部分油罐列车与着火部分分离，拉出隧道，防止了事故蔓延扩大。着火的油罐一直燃烧一昼夜，致使部分隧道倒塌，经整修96天后才通车。1972年日本北陆隧道火灾1： 1972年11月6日凌晨1时30分，日本50次旅客快车在北陆干线上以每小时60公里的速度运行，行至敦贺今庄车站之间的北陆隧道（全长138公里）内时，第11列的餐车起火，列车乘务人员奋力补救，车长拉紧急制动阀，同时用无线电话向电力机车司机报告这一情况，司机立即采取紧急措施，使列车停在距北陆隧道敦贺方面入口处约53公里的隧道内。随后迅速将前后车厢与着火餐车分离，相距60米，并及时切断电源。在事故现场又成立防止事故对策指挥部，积极组织抢救。在警察、消防自卫队、医院各方面支援、配合下，救出大部分旅客和值乘人员，并将火扑灭。直至22点45分全线恢复通车。这次事故造成人员伤亡惨重，全列车有旅客和值乘人员782人，其中30人死亡、714人受伤；着火区车的吸烟室、乘务员室、餐厅、厨房设备、地板全部烧毁，车辆地板下面的机器、蓄电池箱也被烧坏，其他设备均有轻度烧损、变形。经过深入细致的调查，是由于餐车吸烟室座椅下电采暖接线不良，造成漏电所致。1979年日本烧津隧道火灾1：1979年7月11日傍晚，日本静冈至烧津间2050米长的隧道下行线内，在距烧津出口侧400米处，因两辆卡车及随后的车相互碰撞引起火灾，死亡7人，伤1人，烧毁汽车174辆。这场大火后，整整用了两个月进行整修，其整修时的土建和设备工程费，共用了34亿日元，隧道停止通行两个月，又减少收入33亿日元，这起火灾发生在距出口侧400米处，在这段距离内存在大量后续车，火灾时烟气浓重，蔓延速度快，后续车难以及时退车疏散。故大火发生后，有30辆车退出隧道，16辆车由交通管理队引导疏散，174辆被烧毁。这场大火一直烧到7月20日10时30分，消防队才确认已全部把火扑灭，烧了将近10天时间。1987年美国斯普罗乌尔隧道火灾1：1987年11月5日凌晨，美国25233米长的斯普罗乌尔隧道的东部发生火灾。事故发生之前，先是在距斯普罗乌尔隧道入口处不远的树林中发现不大的火灾，当列车通过时，空气流随着行驶通过的列车，形成了强大的风力，燃烧的树叶叶片卷入隧道引燃了隧道的木护板，从而导致隧道火灾的发生。 当救援消防队迅速到达事故现场时，已不可能扑灭火灾。火焰已从隧道入口的两侧蔓延，形成了浓密的烟幕，情况已经失去控制，最不得已的办法是让隧道内的所有可燃物再燃烧一些时候，到最后自行熄灭。但是，由于它的所有护墙板都是木制的，即燃烧将持续很长时间，而铺设在隧道的木墙板、拱顶和墙壁之间的隔热层，可能引起更剧烈的过热情况，然后破坏坚硬岩层，因而使隧道遭受损坏，并且在隧道上面的坚硬岩层内夹有薄煤层，薄煤层的燃烧可能导致不可估量的灾难，所以必须尽早将火扑灭。通过采取一系列的灭火措施，直到第15天，列车恢复正常运行。这次灭火共耗费25.5万美元。 1996年11月18日英法海峡隧道发生火灾2：1996年11月18日晚上，连接法英两国的海峡隧道发生火灾，往来于巴黎和伦敦之间的高速火车被迫一度中断。这是欧洲隧道1994年夏天运营以来发生的首次严重事故。18日晚22点左右，一列运有29辆载重卡车的高速火车在驶向英国的隧道19公里途中，由于尾车厢一辆汽车突然起火，很快蔓延到其他车辆，直至后火车头。高速火车有两个车头，一前一后。因火势猛，供电即断，列车停开。经过一夜紧急抢救，第二天上午7时才把火扑灭。6辆 上图：在法国北部加来，工人在检查隧道内被烧的顶部卡车烧毁，11辆卡车与火车头被烧坏。火灾发生20分钟后，百余名消防队员紧急开赴现场灭火，救护人员迅速疏散了3名机务组人员和31个乘客。 1999年3月24日勃朗峰隧道火灾3：勃朗峰隧道全长11.6公里，约三分之二在法国境内，由法国和意大利两国共同管理。1999年3月24日，该隧道发生特大火灾，造成39人死亡和40余辆汽车被毁的重大交通事故。根据调查，事故是因为一辆运载面粉和人造黄油的沃尔沃牌卡车失火，造成数辆汽车、卡车和乘客被困在隧道里，温度从几百摄氏度猛升至1000多摄氏度，沥青路面烧成灰土，化作浓浓黑烟，洞壁的混凝土在高温下脱落。火灾发生后，消防队员多次试图进入事发路段，均因浓烟、高温而告失败。两天之后，消防人员冒着生命危险才抵近火场实施救援，又过了一天，才将大火扑灭。4月13日，法国设备运输部和内政部公布了初步调查报告，证实在这次特大火灾中至少有41人死亡，36辆汽车（其中24辆载重车）被烧毁。令人震惊的是隧道没有撤退疏散通道，没有通风井，在41名死亡者中，34人死在汽车内，7人死在车外隧道内，这表明，当时大多数人都没有意识到危险，因而没有设法逃生，在大火燃到之前就已因缺氧而窒息。调查报告认为，隧道通风设备不符合要求，消防人员缺少救护训练，以及法国和意大利方面缺乏必要的协调是造成这次事故的主要原因。 2000年11月11日奥地利山地列车隧道大火4：11月11日9时30分，奥地利萨尔茨堡州基茨施坦霍思山，一列正在隧道内行驶的列车发生火灾，造成155人死亡，18人受伤。这是欧洲历史上最严重的高山隧道火灾。当日9时许，列车从山脚起点站发车，沿轨道徐徐上行，不多时进入轨道继续上行。忽然间列车后面车厢有人闻到焦糊味，并发现有浓烟冒出。人们焦急的呼喊救命叫司机采取措施，但司机没有反应。9时30分，司机终于觉察列车着火，便通过电话向本部报告。但不久通讯中断。列车在进入隧道600米处停了下来，照明电源也被切断了。列车上的乘客在紧急情况下，去拉车门。但由于电源切断无法启动。有人用雪橇打碎玻璃窗爬了出来设法逃生。旅客中仅9人安全逃生。在死者中有3人是被烟雾毒气熏死在海拔3029米的列车终点站，此处距列车直线距离是2700米，当时这3人正在列车候车室休息。还有两人是在上行线列车着火后，乘下行列车下山的，他们死在了上行列车的旁边。专家们普遍认为该隧道安全标准过低，没有火灾自动报警系统，没有闭路电视监视系统，没有紧急照明系统，没有疏散避难间和安全疏散指示标志，从而导致如此严重的后果。2005年06月04日法意间公路隧道发生火灾5：2005年6月4日下午6时，一辆运载轮胎的卡车在弗雷瑞斯隧道内起火，并波及到附近的数辆汽车，造成两名卡车司机死亡，20多人受伤。火灾时隧道内温度高达摄氏900度，一辆着火的卡车上所载的粘合剂在高温下释放出了大量有毒烟气。火灾发生45分后隧道被关闭，赶到现场的法意两国消防人员展开了紧张的灭火和救援工作。消防人员经过约6个小时奋战终于控制了火势，法意两国消防人员于当天午夜会师。隧道闭路电视显示，首先着火的卡车在起火前发生了燃油泄漏，泄漏的燃油流到发动机上从而引发大火。3 从隧道火灾实例分析中得出的结论（1）隧道发生火灾的原因: 车辆火灾是隧道火灾的主要危险。据有关资料介绍，汽车大约每行车1000万公里平均发生0、51、5次火灾。引起汽车火灾的原因是电气线路短路起火、汽化器起火，载重汽车气动系统起火等。如1964年日本关门隧道大火就是汽车电气线路故障引起的。 货车上的货物引起火灾。隧道内有各种车辆通过，它们所载的货物有的是可燃或易燃物品，遇明火发生燃烧或自燃。如1949年美国纽约“荷兰”隧道火灾，1977年日本都夫良野隧道火灾，都是由于货物遇火种引起燃烧造成的。 车辆互相撞击起火。隧道内由于道路比较狭小，能见度较差，情况比较复杂，容易发生车辆相撞事故。如1971年日本关门隧道火灾，1978年荷兰凡尔逊隧道火灾，1979年日本烧津隧道火灾，都是由于在隧道内发生交通事故、车辆互相撞击引起的。 铁路轨道故障，货物列车（特别是油罐车）颠覆引起火灾。 （2）隧道中的火灾隐患:据国际消防技术委员会近期对多国隧道检查中发现，当前不少隧道由于设计和管理差错，存在以下火灾隐患：通风排气道少。隧道内通风排气道少，必然通风不畅，温度上升快，许多有害气体都滞留在隧道内，不但伤害人体健康，还多发生火灾和爆炸，造成重大损失。 缺少紧急进出口通道。当前各国隧道的外观比较优美，结构各不相同，高度和密度也各异，但都缺少紧急进出口道。不少公路隧道只能从两端进出，地铁隧道也只能从车站进出。有些隧道虽有少量进出口道，但标志不醒目，或者被堵塞作为他用。一旦发生火灾等灾难，不但消防和救护车辆无法迅速到达现场，遇难者也难以顺利逃出，必然造成重大灾难。 防火救护设备少。不少隧道内缺少灭火水源和灭火器，消火栓间隔太远，救护工具也很少。一旦发生不测火灾等灾难时，现场人员无法及时灭火救灾。 通过隧道中运输的危险物品多。隧道中经常通过运输化学物品和多种易燃易爆物品。由于通风不畅，许多有害物都滞留在隧道中，遇到高温和明火，极易发生火灾和爆炸。 此外，还有许多使人们不重视或不了解的危险因素。如通过隧道运输的面粉、咖啡粉和牛奶粉等有机物粉末与隧道中灰尘混合后，遇到高温或明火时，同样会发生爆炸。 （3）隧道火灾特点: 烟雾大，温度高。隧道内一旦发生火灾，由于隧道空间小，近似处于密闭状态，不可能自然排烟，因此烟雾比较大，燃烧产生的热量不易散发；火灾可能将隧道照明系统破坏，能见度低，给扑救火灾和疏散人员带来困难。如日本大坂隧道火灾温度高达600摄氏度以上，将隧道内一千多平方米的顶部烧塌落。 疏散困难。隧道横断面小，道路狭窄，发生火灾时除了人员疏散困难以外，物资疏散也极其困难。车辆一辆接着一辆，要疏散几乎是不可能的。因此，火灾在车辆之间的蔓延也比较快，且每一辆汽车都有油箱，如果汽油燃将加剧火势发展。 进攻、扑救困难。隧道发生火灾，消防人员进攻道路缺乏，很难接近火源扑救。如发生在整条隧道中心，即使从隧道口进攻到火灾现场有时也有几百米或更长的距离，加之缺乏照明，扑救更加困难。而长距离隧道火灾，进行内攻灭火几乎是不可能的。4 隧道火灾的预防及应对措施及可行性分析41 隧道火灾的预防措施 不论是铁路隧道，还是公路隧道，其墙面，地面和吊顶装修，都必须采用不燃烧材料。 在隧道内每隔200m设置一个电视摄像头，在隧道出入口处，放置电视监控装置，昼夜监视隧道内车辆运动状况。 穿行隧道的列车或汽车，主体框架必须是不燃烧材料的，装修部分允许采用阻燃材料，但不允许采用可燃材料和易燃材料，不许装运易燃易爆危险品。如确属必须穿行，则应向隧道管理部门事先提出申请，作出特殊调度安排。 长度超过1000m的铁路隧道：出入口应当设置火灾报警装置。宜在出入口两端放置侧卷式金属防火卷帘，耐火极限不应低于2h。万一隧道内发生一时难以扑灭的火灾时，可将隧道两端的防火卷帘关闭，并在卷帘上喷射高倍数泡沫层，藉以阻止氧气进入隧道，达到“窒息灭火”的目的，同时，应当安装消火栓，必要时得安装水喷淋灭火系统或轻水泡沫灭火系统。在出入口附近，应备放1个消防蓄水池。蓄水量不应少于1000m3。如果隧道长度超过3000m时，其出入口附近的蓄水池蓄水量不少于1500 m3。 大型的隧道，应当安装独立的通风设备和排烟设备。当区间隧道发生火灾时，应能背着乘客疏散方向排烟；迎着乘客疏散方向送新风。必要时，可采用纵向通风控制隧道中的烟雾。隧道内，应当有非常情况下的照明设备，给乘客指明逃生的方向是很重要的，并且有必要时，增加隧道通向地面的安全出口或避难间。42 隧道火灾的应对措施（1）隧道火灾疏散逃生与自救法则要保持良好的心态：在发生火灾时，保持心理稳定是逃生的重要前提，若能临危不乱，先观察火势，再决定逃生方式，运用学到的避难常识和人类的聪明才智就会化险为夷，把灾难损失降到最低限度。利用疏散通道和安全出口自救逃生：发生火灾时，应及时向疏散通道和安全出口方向逃生；疏散时要服从工作人员的疏导和指挥，分流疏散，避免争先恐后，朝一个出口拥挤，堵塞出口。盲目逃生，往往欲速则不达。自制器材逃生：公众聚集场所发生火灾时，要学会利用现场一切可以利用的条件逃生，要学会随机应用，如将毛巾、口罩用水浇湿当成防烟工具捂住口、鼻。寻找避难所逃生：在无路可逃的情况下，应积极寻找避难处所。针对隧道火灾，在进入隧道时，首先要对隧道消防设施和结构布局进行观察，记住疏散通道和安全出口位置，做到心中有数，一旦发生火灾，迅速撤离。如果火灾产生烟雾，应趁烟雾较小时，沿着烟扩散的方向走，如此便会找到出口。如已经充满烟雾，应尽快避开处于恐慌状态的人流，迅速靠近墙壁，即使在停电情况下，周围一片漆黑，也应摸着墙爬向出口处。万一疏散通道被大火阻断，应尽量想办法躲进火势难以蔓延到的房间，比如避难间或厕所等，以延长生存时间，等待消防队员前来救援。较长的隧道，大多有直接通向地面的安全出口，安全出口的位置一般都在隧道出入口处表示，隧道内也有标志。这条疏散通道，应当是平坦的，路线简洁，无交叉，有事故照明，有排烟设备。假如隧道内失火，能逃入通向地面的安全出口，那就最合适了。最近发生火灾的奥地利隧道内，是有疏散通道的，但是因平时宣传不够，隧道内也没有明显标志。结果，着火时，没有1人走向这条通道逃生，这是非常遗憾的。 （2）隧道火灾扑救设备超细干粉自动灭火装置：在隧道内设置超细干粉自动灭火系统用于扑灭各种类型的火灾（特别是装载可燃物的货车火灾），应该是当前最好的方案；为了增强灭火效果，该设备采用探测装置配合灭火器的使用，通常将线型定温探测器设置于无缝钢管内，每个探测点端用易熔合金封头，当火灾发生时，环境温度上升到设定值，探测装置的易熔合金封头快速熔化，探测器露出并及时探测到信号，并迅速启动灭火装置，瞬间灭火。瑞典消防科技部门研制的扑救隧道火灾高科技脉冲设备：此设备中的大功率高压系统可促使喷水阀门加速开关周期，每开关一次只用10至30毫秒。速度快，喷水多，吸热和灭火速度快。高压阀门安装在驱动设备和贮水罐之间，把驱动燃料和灭火剂分开。灭火时用25帕气压、迫使贮水器中水流出，设备起动后，阀门便自动打开喷水灭火。它有多种规格，既可携带移动使用，又可固定在着火处灭火，还可以安装在直升飞机上扑灭森林火灾或协助地面消防人员灭火。用此新设备扑灭隧道火灾时，还有与此相匹配的防火设备，如红外探测器、温度传感器，程序控制计算机和隧道运水灭火车等。 奥地利新型“救火车”“雪炮”：该设备针对欧洲阿尔卑斯山区隧道多，且发生隧道火灾后救援工作比较难实施的状况，可以在距离较远的地方通过遥控方式向火灾现场发射“雪炮”，虽然不能扑灭大火，但可以压住火势，降低火场的温度，减少大火产生的浓烟，从而减少人员伤亡和财产损失，并为尽快恢复被中断的交通提供了有利条件。 许多研究表明，大火中被困的不少人都是浓烟导致窒息死亡，而非被火直接烧死。总部设在奥地利西 上图：我国从德国引进的灭火雪炮机器人部卢德施的“计算机弯曲系统”公司就是针对这种情况，开发了名为LUF60的新型灭火设备。LUF60是把发射“雪炮”的装置架在一辆小型的可以遥控的坦克型车上，它的最高时速可达15公里，由于配备了热感监测器指引方向，即使是浓烟弥漫，人无法遥控，它也可以绕过障碍物甚至楼梯，对准火点“开炮”。 意大利消防机器人：这种机器人能钻进隧道里，代替消防员扑灭大火并且能抗住一千摄氏度的高温，两部机器从隧道两端同时顺着临时架好的轨道进入。机器装配的摄像头能在浓烟滚滚的隧道里准确地找到起火点，同时找到火场附近的消防水源。随后，隧道外的工作人员就可以通过远程遥控装置取水，用高压水炮扑灭大火。（3）有关与消防机构的合作方面，要求将车站结构、各类防火设备位置等与消防有关的信息提交给消防机关，并要定期和消防机构联合举行演习训练。 5 对于隧道火灾研究的相关建议 消防设施管理 (1) 负责隧道建设管理的相关单位（以下简称“相关单位”）必须对安装在隧道内的火灾自动探测系统进行复查，并拆除那些不能正常工作的报警器，以确保在紧急情况发生时能在第一时间向铁路指挥中心发出警报；为保证火灾警报的准确性，相关单位还必须按照相关标准对火灾探测器进行检查，更新即将淘汰的产品，而新安装的探测器必须在实际工作环境中经过测试合格后才能投入使用；为保证火灾警报及时性，相关单位必须对车辆的火灾报警等报警系统的反应速度进行测试，并确保系统符合相关标准。 (2) 相关单位与紧急救援部门进行合作，必须对出现的紧急救援报警的优先性和规范性进行检查，以确保在事故发生的第一时间内，切实有效的联合救援行动能及时展开。 (3) 相关单位必须对各类列车和机车的密封性能进行彻底的检查，以确保在类似事故发生时，烟气不能进入未着火的车厢。所有全新投入使用的车辆必须符合防烟标准。 基础设施管理 (1) 相关单位必须确保隧道内自动门具有良好的气密性；在紧急情况时，遥控装置能立即关闭所控制的自动门，满足列车顺利通过的要求；相关单位必须对安装在自动门上有故障存在的闭门器等部件进行及时维修，确保在紧急情况下起到应有的作用。 (2) 相关单位必须对悬挂供电装置及其防火预案进行检查，同时对电力系统的保护装置和供电环路进行安全性进行定期的测试，以提高整个隧道的电力及动力系统的可靠性。 (3) 相关单位必须简化列车紧急停车和清障的手续，减少故障列车在隧道中的停留时间，特别是要减少旅客等人员在隧道中停留的时间。 (4) 相关单位必须维护隧道的光反射位置指示标志表面的清洁，使隧道工作人员和列车驾驶人员能在规定的距离内看清指示标志，对意外发生的情况能做出及时地反应。 通讯设施管理 (1) 相关单位要更换使用性能较好的通讯设备，并对使用者进行适