提升隧道火災(zāi)撲救能力的研究

程守一

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)日益完善，公路隧道的長度和數(shù)量增長迅速。陜西地區(qū)多山嶺，特別是秦嶺一帶，隨著西部大開發(fā)的進(jìn)行，公路隧道的建設(shè)工程日益增大，例如，西漢高速，其全線2/3都是由隧道構(gòu)成，151座隧道和540座橋梁構(gòu)成了世界上最大的隧道群。其中特長隧道有10座、長隧道10座、中隧道63座、短隧道68座。如此巨大規(guī)模的隧道存在著事故、火災(zāi)發(fā)生的隱患，導(dǎo)致了危險事件的高發(fā)性。文章通過研究隧道火災(zāi)的特點，分析隧道火災(zāi)造成的危害，并在此基礎(chǔ)上提出了針對隧道火災(zāi)的應(yīng)對措施，努力將隧道火災(zāi)給人民生命財產(chǎn)帶來的損失降到最低。

關(guān)鍵詞：隧道火災(zāi);火災(zāi)頻率;高發(fā)性;應(yīng)對措施

隨著公路隧道規(guī)模的增多，行車速度以及行車密度不斷加大，各種隧道事故發(fā)生的數(shù)量也隨之上升，其中隧道火災(zāi)是最危險且嚴(yán)重的一種，一旦隧道中發(fā)生火災(zāi)，由于隧道較長，道路容易造成堵塞，消防車難以及時到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場，并且隧道內(nèi)空氣較稀薄，人員一旦被困很容易造成身體缺氧，會給救援增加一定的難度與挑戰(zhàn)。文章通過對隧道火災(zāi)的危害性進(jìn)行論述，總結(jié)隧道火災(zāi)的特點，并提出了一些自己針對隧道火災(zāi)研究的控制方法。

1? 隧道火災(zāi)的危害

1.1? 高溫對隧道結(jié)構(gòu)的破壞

隧道近似封閉環(huán)境，火災(zāi)時將產(chǎn)生大量的熱，5～10min隧道內(nèi)溫度將迅速提升到1000℃以上，在充分燃燒的條件下，甚至可能達(dá)到1300℃。當(dāng)隧道內(nèi)溫度達(dá)到300～400℃時，

混凝土與鋼筋黏著力基本喪失，當(dāng)溫度達(dá)到800～900℃時，混凝土強度基本喪失[1]。如此高溫不僅將隧道內(nèi)部設(shè)施損壞，還會對襯砌產(chǎn)生巨大的破壞，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)承載力降低或完全喪失，同時會對隧道防水體系造成損壞，致使隧道不同程度的滲漏水，影響隧道火災(zāi)后的正常運營。

1.2? 高溫、煙氣對隧道內(nèi)人員安全的危害

隧道火災(zāi)發(fā)展極其迅速，外界氧氣難以迅速補充，因而多數(shù)隧道火災(zāi)是不完全燃燒，會產(chǎn)生大量的一氧化碳及煙霧等有害氣體，當(dāng)氧氣濃度低于10%，一氧化碳的濃度高于0.12%，被困人員可能會喪失判斷及行為能力，失去逃生的機會[2]。同時，發(fā)生火災(zāi)時隧道內(nèi)會迅速聚集大量的熱，當(dāng)被困人員環(huán)境溫度低于80℃時，有生存的可能性;溫度處于80～180℃之間時處于危險狀態(tài);當(dāng)溫度高于180℃時則會進(jìn)入致死作用區(qū)[3]。

1.3? 社會影響大

隧道一般是交通要道，其重要性和唯一性決定如果發(fā)生火災(zāi)將產(chǎn)生巨大的社會影響，隧道火災(zāi)可能只導(dǎo)致一輛車的損失，也可能造成群死群傷、交通中斷、車損洞毀的火災(zāi)嚴(yán)重后果，也會造成惡劣的社會影響和巨大的經(jīng)濟(jì)損失以及民眾的不便[4]。例如2008年京珠高速大寶山隧道追尾碰撞起火造成2人死亡、5人受傷、2輛貨車燒毀，隧道嚴(yán)重?fù)p壞，封閉維修1個月[5]。

2? 隧道火災(zāi)的特點

2.1? 救援難度大

（1）隧道火災(zāi)所產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致隧道內(nèi)線路及電氣設(shè)備的損壞，使照明、通信等基礎(chǔ)設(shè)施無法正常使用，同時當(dāng)溫度高于250℃時，通風(fēng)系統(tǒng)將無法正常運行，導(dǎo)致救援難度增大[6]。

（2）隧道內(nèi)環(huán)境成狹長型，較為密閉，發(fā)生火災(zāi)后，高溫濃煙無法及時排出，導(dǎo)致能見度低，滅火救援人員無法看清現(xiàn)場具體情況，同時高溫導(dǎo)致工作環(huán)境惡劣，進(jìn)一步加快消防救援人員的體能消耗。下表1為消防員在寬度13.5m的隧道下，在不同條件下進(jìn)行的測試結(jié)果。

（3）根據(jù)陜西消防力量部署情況，隧道所處地點一般離消防隊或消防站距離較遠(yuǎn)，第一批到達(dá)力量較少，同時，發(fā)生火災(zāi)后隧道內(nèi)會發(fā)生擁堵等障礙物較多的情況，作業(yè)空間狹窄，消防器材難以運輸?shù)交瘘c附近，作戰(zhàn)力量不能滿足應(yīng)有的需求。

（4）水源及滅火劑不足，隧道一般距離水源較遠(yuǎn)，陜西地界特別是秦嶺一帶海拔高，由于保溫措施不到位，冬季消防管道系統(tǒng)極易結(jié)冰，導(dǎo)致消火栓不能正常使用;部分隧道由于年久失修，消火栓水壓也達(dá)不到滅火作戰(zhàn)要求。

下表2為不同車輛火災(zāi)時著火面積、釋放熱量以及滅火時所需要的最小水量。

（5）通信困難，隧道火災(zāi)時洞內(nèi)聲音嘈雜，信號干擾大，洞內(nèi)固定通信設(shè)備可能已被損壞[7]。通過測試，手持對講機一對一呼叫時在1500m內(nèi)可以進(jìn)行有效通話，與車載臺一對一呼叫，在2500m內(nèi)效果良好。針對長隧道如秦嶺2號隧道，全長6125m，若火災(zāi)發(fā)生在隧道中間處，指揮員在外部將無法使用對講機與隧道內(nèi)消防人員進(jìn)行有效的溝通，外部人員無法及時了解內(nèi)部情況以及下達(dá)作戰(zhàn)命令。

2.2? 火勢發(fā)展迅速

由于建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，成管道狀，進(jìn)出通道少，可燃物多，隧道內(nèi)的通風(fēng)管道、地溝及通道與外界相通，發(fā)生火災(zāi)后，這些通道可能成為火災(zāi)蔓延的途徑，通常在10min后就會達(dá)到猛烈的燃燒態(tài)勢?；馂?zāi)高溫所產(chǎn)生的火風(fēng)壓會導(dǎo)致隧道內(nèi)部的氣流紊亂，可燃物由于不完全燃燒所產(chǎn)生的一氧化碳等物質(zhì)隨著高溫氣流流動，遇到新鮮的空氣以及可燃物時，會產(chǎn)生新的燃燒，也就會出現(xiàn)火勢從一輛車到另一輛車的跳躍式發(fā)展。遇到隧道內(nèi)有油罐車或者其他裝載易燃易爆物質(zhì)的車輛時，可能引發(fā)更嚴(yán)重的后果。

2.3? 火災(zāi)情況復(fù)雜，作業(yè)量大，不確定性多

由于交通情況、隧道內(nèi)可燃物以及隧道的火災(zāi)荷載不同，所以隧道火災(zāi)內(nèi)情況復(fù)雜，不確定因素多，消防人員可能需要進(jìn)行滅火、救援、疏散、堵漏等不同類型的作業(yè)[8]。交通擁堵導(dǎo)致被困人員疏散困難;同時影響消防人員進(jìn)入火場，不利于開展滅火救援。隧道內(nèi)被困車輛可能攜帶易燃易爆及有毒物質(zhì)，出現(xiàn)爆炸或者有毒氣體泄漏情況，這給作業(yè)增加了危險性。高溫的炙烤可能會導(dǎo)致隧道拱頂塌落，給作業(yè)人員以及被疏散人群增添風(fēng)險。發(fā)生火災(zāi)后，由于駕駛員心理素質(zhì)不同，一些駕駛員由于對火災(zāi)恐懼慌不擇路的撤離，可能會出現(xiàn)新的事故，引發(fā)二次事故，影響疏散進(jìn)度并增大消防人員的工作量。

3? 隧道火災(zāi)的控制

3.1? 應(yīng)急聯(lián)動，實行交通管制

隧道火災(zāi)發(fā)生后立即啟動應(yīng)急聯(lián)動預(yù)案，通知交通、醫(yī)療等部門進(jìn)行聯(lián)動，通知高速管理部門進(jìn)行外圍警戒，車輛分流，在高速公路入口相關(guān)路段發(fā)布災(zāi)害信息，嚴(yán)禁車輛進(jìn)入。若著火隧道為單洞隧道，在事故隧道前1500m實行雙向警戒，若為雙洞，視火災(zāi)大小、種類實施警戒、疏散和分流擁堵車輛。在隧道入口前500m處設(shè)置第二道警戒，并利用隧道信息知識指示板發(fā)布災(zāi)害信息[9]。

3.2? 增強初期到達(dá)力量，開展火情偵查

經(jīng)過以往戰(zhàn)例歸納發(fā)現(xiàn)，滅火救援力量在火災(zāi)發(fā)生10min內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場可以有效控制火勢，因此發(fā)生火情后，應(yīng)當(dāng)迅速調(diào)集力量，視發(fā)生火災(zāi)的隧道所處的地理位置，可以不按轄區(qū)調(diào)動力量，從距離上調(diào)動最近的消防力量。同時攜帶充足的救援設(shè)備，如滅火劑、搶險救援、通風(fēng)排煙、照明等設(shè)備，保證滅火力量以及滅火設(shè)備的充足。開展火情偵查，在入口處設(shè)置安全哨，觀察隧道內(nèi)情況，并登記進(jìn)入隧道滅火救援人員以及氣瓶壓力。通常組織一個三人偵查組，攜帶全套個人防護(hù)裝備，進(jìn)入火場，迅速探明火點位置、災(zāi)害種類、被困群眾位置以及隧道內(nèi)部構(gòu)造情況。

3.3? 組織排煙、降溫

隧道內(nèi)高溫、熱煙氣不僅威脅被困人員的生命安全，同時也給滅火救援工作帶來了巨大的不便。積極采取排煙可以有效地將隧道內(nèi)有毒熱煙氣排除，減少轟然可能性，給滅火救援以及疏散工作創(chuàng)造條件。

3.3.1? 用固定設(shè)施進(jìn)行排煙

在正常情況下固定排煙設(shè)施用作排風(fēng)通風(fēng)，在火災(zāi)情況下用作排煙降溫使用。從排煙方向可以分為橫向和縱向。由于固定排煙設(shè)施的耐火性不高，隧道射流風(fēng)機可以在-25～50℃環(huán)境下持續(xù)工作運行，但是在250℃的高溫下只能運行1h。隨著隧道火災(zāi)火勢發(fā)展，溫度變高，火災(zāi)的熱阻效應(yīng)增強，煙囪效應(yīng)增強，排煙風(fēng)機會喪失排煙能力。因此在火災(zāi)發(fā)生后，消防救援隊伍需要借助移動排煙設(shè)施來進(jìn)行排煙[10]。

3.3.2? 用移動排煙設(shè)備進(jìn)行排煙

（1）普通消防站常配備的排煙裝備按排煙方式分有正、負(fù)壓式移動排煙風(fēng)機。按照驅(qū)動力可分為內(nèi)燃機式消防排煙機、水驅(qū)動排煙機和電動式消防排煙機。通常在上風(fēng)向使用正壓式排煙機，在下風(fēng)向使用負(fù)壓式排煙機。在可燃、易燃蒸汽的火場，如油罐車火災(zāi)，由于隧道的密閉性油蒸汽不易擴(kuò)散，遇到明火可能會引起爆炸，因此禁止在隧道內(nèi)使用內(nèi)燃機排煙，防止火花引起二次災(zāi)害[11]。

（2）使用多功能水槍，用于排煙降溫，排煙水槍體積小，攜帶方便，可以使用開花、噴霧等多種形式，在火災(zāi)撲救過程中不僅可以滅火，也可以給救援人員開辟進(jìn)攻通道，提供掩護(hù)，起到排煙、降溫以及稀釋的作用。

（3）使用排煙消防車進(jìn)行排煙，大功率消防車排煙量一般為10萬m3/h以上，其具有移動速度快、排煙量大、排煙時間長等特點。特別在大型隧道火災(zāi)發(fā)展階段，使用小功率的排煙機并不能很好的起到排煙效果，而使用排煙消防車可以有效迅速地實施排煙通風(fēng)，為滅火救援提供有利的條件。

3.4? 火災(zāi)撲救

3.4.1? 固定設(shè)施滅火

在隧道火災(zāi)發(fā)生初期，通常使用隧道內(nèi)安裝的固定滅火系統(tǒng)對其進(jìn)行控制。常見的隧道內(nèi)固定滅火設(shè)施有噴水滅火系統(tǒng)、固定式水噴霧系統(tǒng)、固定式水成膜泡沫滅火裝置等，火災(zāi)初期經(jīng)監(jiān)控報警自主工作或者由人工手動開啟進(jìn)行滅火[12]。然而由于一些主、客觀原因如滅火劑準(zhǔn)備不足、年久失修可能導(dǎo)致滅火設(shè)施不能正常使用或者使用效果不佳，在火災(zāi)猛烈燃燒的階段下甚至可能導(dǎo)致滅火設(shè)施被破壞。

3.4.2? 內(nèi)攻滅火法

當(dāng)隧道內(nèi)火災(zāi)火勢較小或處于陰燃等穩(wěn)定狀態(tài)，而且經(jīng)過偵查后隧道內(nèi)沒有爆炸、坍塌等危險時，消防人員在佩戴好全套個人防護(hù)裝備的情況下，可以攜帶安全導(dǎo)繩或者救生照明線，攜帶滅火、救援器材，攜帶照明、通訊工具，設(shè)計好撤離訊號，在經(jīng)過隧道口安全員的登記后由上風(fēng)方向進(jìn)入火場內(nèi)部進(jìn)行滅火。以組為單位，相互配合，一組滅火另一組進(jìn)行掩護(hù)，輪流交替實施滅火作業(yè)。

3.4.3? 轉(zhuǎn)移處置法

當(dāng)隧道內(nèi)著火車輛處于隧道深處，不易開展滅火救援行動，且目前處于陰燃或者火勢較小、沒有爆炸危險的穩(wěn)定燃燒狀況下，可以將著火車輛使用牽引繩由拖車?yán)鏊淼?，置于安全地帶，再進(jìn)行滅火、堵漏等作業(yè)。

3.4.4? 封洞窒息法

當(dāng)隧道內(nèi)人員疏散完畢后，確認(rèn)隧道內(nèi)沒有被困人員以及消防工作人員后，可以就地取材、制作沙袋等物品，將洞口堵住，隔絕空氣，熄滅火災(zāi)。需要注意的是，封洞時先從上風(fēng)方向進(jìn)行封洞作業(yè)，再對下風(fēng)方向進(jìn)行封洞，開洞時先從下風(fēng)方向開動，確認(rèn)沒有復(fù)燃可能性后在進(jìn)行開洞作業(yè)。同時在進(jìn)行封洞作業(yè)時需要將通風(fēng)口也堵上[13]。必要時，為加速火災(zāi)的撲滅，可以向隧道內(nèi)灌水或者泡沫，覆蓋可燃物，來達(dá)到滅火目的。

4? 結(jié)語

為了進(jìn)一步提升隧道火災(zāi)撲救能力，在今后的工作中應(yīng)加強以下幾點工作：（1）根據(jù)隧道情況以及特點，完善滅火戰(zhàn)斗救援預(yù)案;（2）針對隧道火災(zāi)撲救難點，開展滅火救援專業(yè)訓(xùn)練，連同聯(lián)動部門定期進(jìn)行協(xié)同演練，提高消防與各部門協(xié)同作戰(zhàn)處置能力和水平;（3）加強消防特勤器材的配備，尤其是排煙器材、防護(hù)器材、通信器材、照明器材等，以增強處置能力和手段，提高戰(zhàn)斗力。

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Abstract：With the economic development of the country and the increasing improvement of infrastructure construction， the length and number of highway tunnels are growing rapidly. Shaanxi region is full of mountain ranges， especially around the Qinling Mountains， and with the development of western China， the construction works of highway tunnels are increasing， for example， the Xihan Expressway， 2/3 of its entire route is composed of tunnels， 151 tunnels and 540 bridges constitute the world's largest tunnel group. Among them， there are 10 extra-long tunnels， 10 long tunnels， 63 medium tunnels and 68 short tunnels. Such a huge scale of tunnels has the potential for accidents and fires to occur， leading to a high incidence of dangerous events. In this article， we study the characteristics of tunnel fires， analyze the hazards caused by tunnel fires， and propose countermeasures for tunnel fires on this basis， to minimize the damage caused by tunnel fires to people's lives and properties.

Keywords：tunnel fire; fire frequency; high incidence; countermeasures