公路隧道防火設(shè)計思路研究

肖磊 周妍靜

摘 要:本文基于筆者多年從事隧道防火設(shè)計的相關(guān)工作經(jīng)驗,以公路隧道防火設(shè)計為研究對象,論文首先分析了公路隧道火災(zāi)的主要原因、特點與危害,進而詳細探討了公路隧道防災(zāi)與通風設(shè)計的方案,全文是筆者長期工作實踐基礎(chǔ)上的理論升華,相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞:隧道防火設(shè)計方案

中圖分類號:TB21 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0062-01

1公路隧道火災(zāi)的主要原因、特點與危害

1.1 主要原因

車輛電氣設(shè)備故障、線路短路、汽車發(fā)動機過熱、載重汽車氣動系統(tǒng)發(fā)生故障等引發(fā)火災(zāi)。隧道內(nèi)道路較長路面窄小,能見度較差,車速控制不好,容易發(fā)生車輛相撞事故,從而引發(fā)隧道火災(zāi)。隧道內(nèi)運輸易燃易爆物品等危險品的車輛遇明火或熱源發(fā)生燃燒或爆炸所引發(fā)的火災(zāi)。

1.2 特點與危害

火災(zāi)作為公路隧道的主要災(zāi)害,其危險性表現(xiàn)在以下幾點。

公路隧道內(nèi)空間小、道路狹窄、通風條件差,一旦發(fā)生火災(zāi),勢必人員傷亡多,經(jīng)濟損失大?；馂?zāi)蔓延速度快。公路隧道的管道、風道等結(jié)構(gòu)特性都十分有利于火勢的蔓延,若在發(fā)生火災(zāi)時未能及時控制通風設(shè)備,則火勢蔓延速度會更快。由于公路隧道無窗戶,出入口少,火災(zāi)發(fā)生后濃煙積聚不散無法排出,而且以1m/s的速度向四處擴散迅速充滿全洞,造成缺氧和能見度降低,人員疏散和逃生困難。撲救困難。由于隧道出入口少,通道狹窄,施救人員很難接近火源滅火；在高溫、濃煙環(huán)境下,容易發(fā)生視線不清、缺氧等對人的生命構(gòu)成嚴重威脅的現(xiàn)象；通信中斷等原因,大型滅火設(shè)備無法進入,救人、滅火難度較大。

2公路隧道防災(zāi)與通風設(shè)計方案探討

2.1 安全疏散及誘導技術(shù)

安全疏散是防火設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)。特別是在較長的隧道中,對疏散方式和疏散距離的確定非常重要。歐洲國家以一個帶著兩個孩子的婦女遭遇火災(zāi)時疏散到達安全地帶的時間和距離為標準。通常,為應(yīng)急一般性火災(zāi),應(yīng)以300m為設(shè)計標準在隧道內(nèi)設(shè)置逃生口或避難所,安全避難所的設(shè)置應(yīng)以消防隊員趕到現(xiàn)場施救之前為人員提供暫時保護為原則。較長的隧道應(yīng)采用雙向分離的兩孔隧道,隧道間應(yīng)設(shè)置在運營階段維護和防災(zāi)中都具有重要作用的消防聯(lián)絡(luò)通道。

隧道內(nèi)必須合理、醒目地設(shè)置能夠幫助人員逃生的信號和標記,且應(yīng)設(shè)計和安裝在較低的位置,確保不會被煙霧遮蓋。當災(zāi)難發(fā)生時,人員能夠較容易地辨別和找到安裝在隧道內(nèi)的緊急逃生設(shè)備或緊急出口。

2.2 固定消防技術(shù)

目前,國內(nèi)外隧道固定消防技術(shù)主要有滅火器、消火栓、高壓水噴淋技術(shù)以及高壓水噴霧系統(tǒng)。隧道內(nèi),每隔100m～200m設(shè)置一個應(yīng)急點,應(yīng)急點備有一個電話、兩個滅火器和一個消防栓。應(yīng)急設(shè)施的作用是為了將初期火災(zāi)撲滅,通常由非專業(yè)人員使用,消防設(shè)施應(yīng)配備詳細的使用說明。消火栓一般為專業(yè)人員在火災(zāi)擴大而滅火器不起作用時使用。消防栓設(shè)計的標準間距為50m。近年來國內(nèi)外采用水噴淋和水噴霧等高壓水射流技術(shù)進行防災(zāi)救援。高壓水噴霧滅火系統(tǒng)具有較強的滅火減煙功能,而且具有用水量少、管道細小、消防供給水簡單等優(yōu)點。

2.3 隧道的通風設(shè)計

2.3.1 交通量預(yù)測

交通量的確定應(yīng)該是一個嚴謹?shù)目茖W統(tǒng)計、計算和推導的過程,但由于主觀或客觀原因往往造成交通量預(yù)算與實際運營相差巨大,特別是近些年經(jīng)濟發(fā)展較快,交通量的猛增遠遠超出了設(shè)計時的預(yù)測,導致隧道通風設(shè)備不夠或通風方式嚴重地不適應(yīng)。如何準確地預(yù)測交通量,值得研究人員進一步地深入研究和探索。

2.3.2 交通量與行車速度的關(guān)系

很多公路隧道的通風計算,直接按交通量和行車速度取值的方法設(shè)計,與實際情況不相符。交通工程學理論認為,車流密度、交通量和實際行車速度三者之間有明確的對應(yīng)關(guān)系:當車流密度與交通量較小時,洞內(nèi)線形行車速度最大；當車流密度、交通量逐漸增大時,車速會隨之減小,直至達到一個合理速度,這時交通量最大,所以在通風計算中應(yīng)根據(jù)交通量科學合理地進行車速計算。

2.3.3 隧道縱坡的確定

國內(nèi)隧道設(shè)計中,隧道線形是技術(shù)人員確定的。他們在決策時,一般很少按照JTJ026.1-1999《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》設(shè)計規(guī)范,考慮隧道縱坡對運營通風的影響,而事實上,隧道縱坡對需風量的影響非常大,因此,在隧道設(shè)計中,應(yīng)對隧道縱坡進行合理取值。

2.3.4 CO、煙霧基準排放量的折減

《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》中所給出的各類汽車基本排放量仍停留在1995年。規(guī)范中雖然也給出了CO的1％～2％的年折減系數(shù),但具體設(shè)計時應(yīng)該取多少,隨意性很大,有的甚至于根據(jù)“人為”需要來調(diào)整。而實際上折減系數(shù)對需風量影響非常大,因此,具體計算中究竟取多少很值得技術(shù)人員深入研究。

2.3.5 車輛汽柴比的確定

隧道通風計算中交通組成是一個重要指標,它直接影響需風量。目前,交通組成依據(jù)隧道工程可行性研究報告,但往往缺少發(fā)動機汽柴比。具體計算中,通常參照目前市場上各種車型大概的發(fā)動機汽柴比來確定。因設(shè)計中缺乏對具體路線的交通流組成特性以及隧道遠景發(fā)展趨勢的考慮,嚴重影響了通風設(shè)計的準確性,所以在工程可行性研究時,應(yīng)該認真調(diào)查分析和科學預(yù)測各種車型的發(fā)動機汽柴比。

2.3.6 火災(zāi)通風計算應(yīng)該考慮的內(nèi)容

公路隧道的通風,除應(yīng)滿足正常運營,還必須滿足火災(zāi)發(fā)生時的通風需求。由于隧道火災(zāi)的隨機性,通常很難做到提前預(yù)防,加之隧道環(huán)境封閉,滅火救災(zāi)困難,一旦發(fā)生火災(zāi),損失巨大。所以,隧道應(yīng)設(shè)計橫向和縱向兩種通風方式。此外,在研究具體通風方案時,不僅應(yīng)該對隧道防火區(qū)段的劃分、橫通道的設(shè)置、橫通道的開啟與關(guān)閉、煙流排出的路徑與速度、逃生通道的空氣補給等進行準確地定位,也應(yīng)對避難洞的新風需求、隔溫安全段的長度和降溫措施及火災(zāi)時的風機控制等進行詳細地設(shè)計和計算。設(shè)計時,可以分階段分層次進行,對隧道的正常通風、安全等級以及防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案的制定等進行綜合考慮。

3結(jié)語

隧道防災(zāi)和救災(zāi)是集技術(shù)、管理為一體的綜合體系,應(yīng)在對公路隧道災(zāi)難的成因、特點與危害深刻認識的基礎(chǔ)上,研究和借鑒先進的隧道設(shè)計技術(shù),加大隧道災(zāi)害的綜合防控科研攻關(guān)力度。

參考文獻

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