高速公路隧道消防安全事故分析及设计探讨

作者:胡晓伟 高晓培 苑俊杰  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2018年08月08日

    【摘 要】文章首先介绍了高速公路隧道火灾成因,然后探讨高速公路隧道消防安全设计,最后针对高速公路隧道消防工程的设计提出了合理性的建议。
        【关键词】高速公路隧道;消防安全;设计
        一、前言
        目前,高速公路隧道消防工程的质量要求越来越严格,我国在其消防安全事故分析及设计方面也取得了一定的成绩,但依然存在一些问题。因此,加强对高速公路隧道消防安全事故分析及设计的探讨,对高速公路隧道工程的质量安全具有重要的意义。
        二、必要性
        高速公路是全封闭、多车道、具有中央绿化隔离带、全立体交叉、集中管理、控制出入、多种安全服务设施配套齐全的高标准汽车专用公路,具有行驶速度高、行车安全、通行能力大、运输成本低、经济效益好等特点。高速公路不仅是交通现代化的重要标志,也是一个国家现代化的重要标志。全世界已有80多个国家和地区拥有高速公路,到2009年底,我国高速公路的通车总里程达6.5万km,位居世界第二。
        隧道在高速公路运营中发挥重大作用的同时,其交通安全形势也愈发严峻。近年来,我国已发生多起重特大公路隧道交通安全事故,因此预防和控制隧道交通安全事故已成为公路交通安全工作的重点。
        三、高速公路隧道火灾成因
        1、交通事故
        虽然高速公路隧道口都有限速标志,但大部分车辆时速仍在100公里/小时以上,而且车辆在进入隧道口时会产生“黑洞效应”,正常人的眼睛适应需要10~15s,再者由于隧道常年处于阴冷、潮湿的环境,从而加重了车辆追尾事故发生的可能性。
        2、隧道因素
        《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中明确规定:通行机动车的一、二、三类隧道应设置机械排烟系统,一、二类隧道应设置火灾自动报警系统等,并且由于隧道处于半封闭状态,隧道内需全天候24小时照明,隧道内用电设备较多且工作环境潮湿,也极易导致隧道内电气线路、设备故障而引发火灾。
        3、车辆及所载货物
        隧道内通行的各种车辆,由于车辆本身故障也易引发火灾,例如:摩擦起火、化油器回火、电气线路短路、车辆漏油等等,同时各类车辆所载货物的燃烧性能也不相同,甚至所载货物是易燃易爆危险物品。
        四、高速公路隧道消防安全设计
        1、隧道的耐火等级值
        隧道内发生火灾事故,往往持续时间较长,隧道顶部会受到高温的长时间烘烤,而在事故救援工作中,消防灭火用水柱对受热后的隧道顶部混凝土破坏性较大,容易使混凝土炸裂,造成更严重的事故。因此,隧道的内拱顶和侧壁的表面应喷涂防火涂料或采用在混凝土中添加聚丙烯纤维或在混凝土内衬下安装防火绝热保护层等措施予以保护。
        2、隧道的防火分隔问题
        为防止火灾在隧道里蔓延和烟气的扩散,较长的隧道应结合隧道本身的结构特点或隧道内的通风区域划分若干个防火防烟分区,防烟分区应与防火分区一致。隧道内人行横通道两侧应采用甲级防火门,汽车横通道两侧应采用耐火时间不小于3.00h的防火卷帘分隔,防火卷帘应能自动、手动、现场机械启动。严禁与隧道无关的电缆、输送可燃气体和液体的管线穿越隧道。
        3、消防用水的补给间题
        高速公路隧道多数地处崇山峻岭之中,两侧道口的公路旁有的地势陡峭,上下落差大,自然水源相对缺乏,消防灭火救援力量不能及时到达,如果供应固定式灭火设施和移动消防设施使用的后续补充水源不落实,将直接影响灭火战斗行动的快速展开和长时间作战的水源保障。所以长度在1km以上的高速公路隧道附近应挖深水井并在山腰的适当部位设置蓄水池,利用加压泵房从深水井中吸水供至蓄水池,确保隧道室内消防栓3小时的用水量。
        4、隧道的消防设施问题
        高速公路隧道发生火灾,应像高层建筑一样立足于自防自救。有条件的应设置自动喷水灭火装置,一旦发生火灾,通过自动报警系统联动,实施灭火。每隔一定距离设置消防应急电话,手动报警设施和应急电话。同时设置疏散指示标志,火灾应急照明和广播。洞外情报板应有声光报警功能。完善隧道内的通风系统,在隧道内配备必要的便携式灭火器材。
        5、隧道的防排烟间题
        火灾导致人员伤亡惨重的一个共同原因是有毒有害气体不能及时分离排出而造成人员窒息死亡。隧道火灾中如何及时有效的解决排烟问题就成为减少人员伤亡和财产损失的最关键因素。目前国内外高速公路隧道中普遍采用的排烟模式有两种,即不带独立排烟道的纵向排烟模式和带独立排烟道的集中排烟模式,两种排烟模式的烟气控制原理有较大差异,其排烟效果和使用范围也有区别。我国已建和在建的7km以上的特长山岭隧道有陕西的终南山隧道(18.0km)、包家山隧道(12.1km)、甘肃的大坪里隧道(12.3km)、湖北的龙潭隧道(8.7km)、浙江的括苍山隧道(7.8km)和苍岭隧道(7.6km)等共11座,除陕西的终南山隧道已通车使用外,其余均在建造当中,这些隧道的排烟模式除浙江的两座隧道设计采用了带独立排烟道的集中排烟模式外,其余均采用了不带独立排烟道的纵向排烟模式。
        集中排烟模式通常于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竖井排出,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。
        6、隧道火灾的灭火救援机制问题
        高速公路隧道火灾作为一类特殊场所的火灾,一旦发生火灾,如果不能快速有效地扑灭,必将造成严重的灾害,造成交通中断。设计单位应结合当地隧道实际情况,提供不同情况下的排烟灭火疏散应急预案,并明确火灾状态下各系统联动的逻辑关系,确保火灾状态下人员安全疏散。另外,高速公路管理部门领导应高度重视,超前预测,成立专门的隧道火灾抢险救援队伍(也可由公安、消防、物资运输、环保等部门组成),配置隧道专用的抢险救援车、排烟车及大功率泡沫水罐两用消防车,配备相应的适用于隧道火灾救援的破拆、切割、通讯、照明等特种装备,或与当地消防部门协商装备配置,实现优势互补,真正做到防患于未燃。
        五、建议
        1、尽快制定隧道防火设计规范
        由于隧道的防火设计在我国目前还没有技术规范和标准可依据,隧道火灾又有许多不确定因素,在工程设计中还存在一些不好解决的技术问题。例如隧道应如何分类;隧道的火灾自动报警系统适合选择何种类型的探测器,与交通报警、监控设备如何有机地联动;火灾延续时间如何确定;应该设置何种类型的灭火系统;如果设置自动喷水灭火系统,10km长的一个庞大系统,有关的技术参数应该如何选择;如何设置排烟系统;如何确保人员疏散等等。
        2、加快隧道消防器材设备的开发
        有关部门和消防设备生产厂家应积极加大对适应隧道防火、灭火和救援的器材设备和产品的研究和开发力度,以提高隧道抗御火灾的技术能力。
        3、重视隧道火灾预防、扑救措施研究
        由于我国隧道工程(特别是特长隧道)建设起步晚,隧道的投入使用时间短,其火灾预防和扑救还是一个新课题,但有关部门应该引起足够重视,要吸取国外的火灾事故教训,对隧道火灾预防措施建立、制度建设、灭火抢险救援队伍建设等方面进行前瞻性的研究,制定相应的法律法规,不能再走用自己的火灾教训来制定消防规范的老路。
        六、结束语
        隧道消防安全事故分析在高速公路工程中至关重要。因此,必须要严肃对待隧道消防设计的问题,制定出合理的设计方案,确保高速公路工程的安全。
        参考文献
        [1]马壮林.高速公路隧道交通事故分析及预防对策[J].长安大学,2011(09):34-37.
        [2]孙伯春.关注隧道消防构筑和谐工程[J].消防科学与技术,2009(2):65-69.

 

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