交通安全 ＴＲＡＦＦＩＩＣ ＳＡＦＥＴＹ■ 高速公路隧道火灾及其应急措施 随 詈 少，必然通风不畅．温度上升快，许多 偏远山区高速公路建设蓬勃发展，其中 隧道的施工和应用不可避免的广泛应 用，而国内外关于隧道火灾的案件时有 体健康，而且遇到高温和名火，及易发 生火灾和爆炸．造成重大损失。 文／张博 流动扩散形态．将对控制隧道火灾、防 有害气体都滞留在隧道内，不但伤害人 灾产生明显效果。在自然风控制下隧道 中的烟气受限流动扩散特性表现为：在 下部烟气区，燃烧生成的烟气即刻被气 缺少紧急出口通道 当前各国隧道的外观比较优美， 流裹携，并在强烈的混掺作用下很快扩 散至整个流区空间。烟雾区位置和对烟 发生．每次都给社会和经济造成巨大损 失 为此本文重点介绍了隧道火灾发生 结构各不相同，高度和密度也各异．但 雾的稀释程度．是与火灾的发生位置 的原因及危害性，对隧道火灾中烟气流 动和火焰传播特性进行了理论分析，并 且针对突发情况时通风、照明等各个系 统的工作情况和隧道火灾的控制预案进 行说明。 隧道火灾的原因及隐患 隧道火灾的原因 从国内外隧道火灾事故案例可 知，造成火灾事故的原因是多方面的。 隧道火灾原因大致有以下几个方面。 车辆本身故障引发的火灾 车辆故障引发汽车火灾的主要原 因有机件摩擦起火、化油器回火、电气 线路短路、车辆漏油等引发火灾。 车辆撞击起火 由于隧道内车辆超速行驶和隧道 能见度低．极易发生车辆之间、车辆与 隧道及隧道设施相撞或擦挂．发生交通 事故导致火灾的。 车辆上的货物引起火灾的 隧道内有各种车辆通过．他们所 载的货物有可燃的或易燃的物品，可能 会因各种原因引发火灾。 另外还有隧道内的设施、设备着 火而引起的隧道火灾等。 隧道火灾的隐患 据国际消防技术委员会（ＣＴＩＦ） 近期对多国隧道的检查中发现，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 隧道中经常运输化学物品和多种 易燃易爆物品．由于隧道内通风排气道 ２５０ ＴＲＡＮＳＰＯＷＯＲＬＤ ２０１４ Ｎｏ．１１… 都缺少紧急进出口道。不少公路只能从 两端进出。有些隧道虽然有少量进出口 道，但标志不醒目，一旦发生火灾．不 但消防和救护车辆无法到现场，遇难者 也难逃出．必然造成重大损失。 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。一旦发生火灾，现场人员无法及时 灭火救灾。此外还有许多人们不重视或 不了解的危险因素。如国际消防技术委 员会多次火灾案例报告中所述，通过隧 道运输的面粉、咖啡粉和牛奶粉等有机 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。隧道火灾危险 性大于敞开空间火灾的危险性。 隧道火灾中烟气流动和火焰 传播速度的特性 无风隧道中烟气自由流动扩散的 主要特性：其特征表现为缓慢而非稳定 的流动扩散过程。火灾初期阶段烟气在 隧道上部空间呈流束状的纵向延伸．同 时逐渐向下部空间的空气区横向扩展。 这种烟气和空气的分层作用将随着烟气 扩散逐渐减弱以致消失，在一定距离处 以全断面的烟气流状态继续扩散 已形 成的流束状烟气也渐趋消失。其结果在 隧道中形成大范围、高浓度的烟气危害 区，在火灾初期阶段．利用烟雾和空气 的分层现象和扩散，将对控制隧道火 灾、防灾起到积极作用。但是，当自由 扩散形成烟气危害区以后，将对防灾产 生不利的影响。利用通风气流改变这一 和强度密切相关的。在少数特定的条件 下．直接利用自然风控制火灾烟雾可以 获得良好的防灾效果．但大多数情况下 将对防灾产生不利影响甚至严重后果。 因此．利用风机对气流的调节作用，改 变烟雾的扩散形态对于控制火灾是十分 必要的。 利用风机改变隧道中的自然风状 态（包括静止状态），这时的烟雾扩散完 全被调控气流所控制．称为烟气的强制 扩散。由于气流的调控不仅可以进行不 同幅度的增速、减速调节，而且还能改 变流动的方向。因此．被调控气流所控 制的烟雾扩散浓度和扩散区域也随之变 化 这种烟雾扩散特性更能适应隧道防 灾的要求。从此意义上说，烟气的强制 扩散是控制隧道火灾的一种主要扩散形 式。通过气流的调控改变烟气和火焰传 播扩散特性，不仅是必要的 而且也是 可行的。 隧道火灾的防范 隧道的耐火等级 隧道内发生火灾时，隧道顶部的 温度将会很高。而公路隧道墙体内一般 埋有电缆等设施．如果墙体耐火等级太 低火灾时极易将电缆烧坏，影响隧道内 设备的使用。因而隧道所用的材料耐火 极限应为１．５ｈ～２ｈ，隧道内的拱顶和 侧壁的表面应喷涂隧道防火涂料或其他 措施予以保护，提高其耐火等级，使耐 火极限达到２ｈ以上，防止隧道内混凝土 在火灾中迅速升温而降低强度．避免混 凝土炸裂、衬内钢筋破坏失去支撑能力 而导致隧道内垮塌，防止墙体内埋的电 物质和烟雾，为乘用人员、维修人员提 灭隧道内的照明灯，由ＥＰＳ供电，支 缆等设施烧坏。同时对墙体内的电缆还 供符合卫生标准的洞内空气环境，为安 持应急灯照明和风机的运行，在此期 应用阻燃电缆或耐火电缆，各类电气线 全行车提供良好的清晰视线。路均应穿管保护。 间．依照设计时定的方案，自动或手 动控制发电机的启动，来供隧道内各 火灾事故情况：通风系统具备双向 隧道内的消防设施 施．为了能及时了解隧道的营运情况， 应在隧道内安装电视监控系统。此外， 为了使火灾或其他突法事件能及时得到 排烟功能，在事故发生时能控制烟雾和 个设施的用电。 隧道是一个近似密闭状态的交通设 热量的扩散，可根据消防及救援人员的 可变情报板信息的发布 现场要求控制和调节隧道洞内的风向和 风量。火灾状态时．隧道内的风速应控 制在３ｍ／ｓ以内。 隧道洞内外情报板和可变限速标 志信息发布主要是配合隧道内事件的发 生，及时向隧道内司乘人员和救助人员 解决．隧道内还应安装应急设施．主要 包括报警设施（隧道内车辆多，排放的 烟气多，不适合安装感烟探测器，宜采 用感温探测器或火焰探测器）。在安装 自动报警设施的同时还应安装手动报警 装置．以便发现火情的人员能够迅速报 警。另外．宜在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可 设在消火栓箱旁。疏散设施，为了控制 人员伤亡和财产损失，也为了是消防人 员快速进入火灾现场扑救，必须尽可能 快的疏散人员和车辆。短距离的隧道可 用自然通风．如果隧道内采用纵向通风 系统．火灾时烟气将会顺车道扩散，则 应设置避难设施。隧道内应设置事故照 明和安全疏散引导引导标志，以便火灾 时指示人们的避难方向。灭火设施．在 隧道内应配备必要的灭火器材．应设置 消火栓系统以及便携式灭火器材。 隧道的；肖防管理 隧道的火灾主要是通过隧道内的车 辆引起的．加强安全管理首先应从加强 车辆管理人手，隧道管理部门通过监控 系统对隧道内车辆进行监控，如果发生 事故，隧道管理部门应立即派车进行疏 散。公安交警应加强对进入隧道的车辆 以及驾驶人员的检查，对酒后驾车和疲 劳驾驶的驾驶员不许进入隧道。另外． 隧道管理部门还应定期检查隧道内的消 防设施 火灾隐患和消防安全工作等。 隧道火灾时各系统的控制 隧道通风系统的控制 正常交通情况：稀释隧道内汽车行 驶时派出废气中以ＣＯ气体为主的有害 控制的目的是保障隧道内环境指 提供疏散路径、隧道环境状况、交通管 标处于标准允许范围内，即ＣＯ浓度低 制等信息，以便及时掌握隧道内情况 于标准要求的２３０ｐｐｍ．烟雾透过率低 配合应急部门处理应急事件。 于０．００７０。启动风机应首选累计启动时 隧道广播 间最短的风机，以平衡各组风机的劳逸 隧道广播主要用于隧道突发事件 程度 延长风机寿命。为了减缓风机启 时操作员指挥洞内受阻人员和车辆及时 动瞬间的电流冲击，启动风机时各组风 安全的按预定方案疏散，以及组织灭火 机之间要有足够的延时，如果改变送风 等突发时间的处理。 方向，应确保先关停再启动反向运转。 交通信号控制 启动一组风机５分钟或１ ０分钟后．如果 交通信号系统主要用于隧道正常 各项指标没有明显下降应再启动一组， 交通指示以及隧道发生火灾、交通阻塞 直到全部风机启动。若还无法降至允许 和事故等事件的交通控制。 范围内，监控系统应立即向监控员发出 随着社会的发展，安全生产建设 报警信息，提示关闭隧道。 越来越重要．隧道内的突发事件也同样 在隧道火灾时，风机启动和送风 得到越来越多的重视．可见一份火灾应 方向在火灾早期应以抑制或减缓洞内烟 急方案的制定对于高速公路的管理者来 雾和有毒气体扩散速度和范围为目标， 说是十分必要的。 以确保受困人员有足够时间安全疏散。 预防和减少隧道火灾带来的损 如果车行横洞没有安装防火卷帘门，可 失．可以从以下几个方面考虑： 以通过横洞两侧前后两组风机互相对 。首先应进行合理的设计，根据发 吹．在车行横洞内形成空气反压．来阻 生火灾的各种情况以及以及相应的原 止火灾隧道有毒气体向另一侧扩散。 理，制定出最有效的安全措施： 隧道的照明控制 ０其次是设置应急设施．确保这 隧道的照明控制确保车辆驾驶员 些设施的方便性、有效性、预防性和 在进出隧道时实现洞内外光线平稳过 系统性； 渡 避免因“黑洞 或“白洞”现象而 。通过信息宣传和各个部门的大力 影响车辆行驶安全。照明控制一般根据 配合 使隧道司乘人员认识到自身行为 洞口光强检测值或人工设定的时序参数 的重要性 进行自动控制。但是在隧道发生火灾 ０针对各类事件编制周密有效的应 时．应与事件处理要求实现联动控制、 急预案和控制预案．也是确保隧道安全 为疏散人员和事件处理部门提供照明。 的关键因素。 以上２个系统的控制在监控系统检 从各个方面采取措施．可以最大 测到火灾报警后，由监控中心下达命 程度地降低道路隧道火灾事故的危害， 令．切断市电供电，由市电切换到配 为人民造福，为社会造福１ ０ 电柜处安装的应急电源ＥＰＳ，同时熄 作者单位：河北路桥集团第五公司 ２０１４年第１１期（・月 ）《交通世界》工程・技术２５１