隧道工程防火設(shè)計

請點擊鏈接勃朗峰隧道火災(zāi)創(chuàng)作：劉龍飛隧道防火設(shè)計一、概述二、隧道發(fā)生火災(zāi)的原因三、隧道中的火災(zāi)隱患四、隧道的火災(zāi)特點五、隧道防火措施六、回顧勃朗峰七、公路隧道消防設(shè)計中的問題與對策2023/5/172一、概述社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，帶來道路交通的日新月異。與此同時，隧道交通也迅猛發(fā)展。有穿山越嶺的鐵路、公路隧道，有穿越江河湖海的水下隧道，而隧道的消防安全問題也日益為人們所關(guān)注。隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，煙霧大、溫度高、能見度低，給火災(zāi)撲救和人員疏散帶來困難；隧道斷面小，車輛魚貫而入，發(fā)生火災(zāi)時人員、物質(zhì)和車輛疏散相當(dāng)困難。因此，火災(zāi)在車輛之間蔓延也比較快；隧道發(fā)生火災(zāi)，溫度高、消防人員進(jìn)攻道路缺乏，很難接近火源撲救。撲救的困難勢必會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此，隧道的消防安全日趨引起人們的高度重視。2023/5/173二、隧道發(fā)生火災(zāi)的原因引起汽車火災(zāi)（電氣線路短路起火，汽化器起火，載重汽車氣動系統(tǒng)起火，汽車油箱著火等）貨車上貨物引起火災(zāi)（可燃、易燃、易爆物品）車輛互相撞擊起火（空間狹窄，能見度較差，司機(jī)突發(fā)病）隧道自身的原因如電器線路，隧道檢修等也可導(dǎo)致隧道的火災(zāi)。1996年11月18日21時45分，英法海隧道一列火車起火，這是英法海底隧道貫通以來所發(fā)生的最嚴(yán)重的事故，大火發(fā)生后，消防隊員全力撲救?；馂?zāi)持續(xù)6小時之久，致使歐洲隧道公司不得不關(guān)閉這段5公里長的隧道，此次火災(zāi)造成34人受傷，其中重傷2人。經(jīng)調(diào)查證實，列車上裝載有大量的聚苯乙烯等易燃化工產(chǎn)品，加劇了火勢的迅速蔓延。如1971年3月，法國一列貨物列車為一列油罐車在進(jìn)入克洛次隧道北口附近時相撞，油罐列車爆炸起火，貨物列車司機(jī)和副司機(jī)當(dāng)場死亡，部分隧道倒塌，經(jīng)整修96天才通車，造成嚴(yán)重的人員傷亡和重大的經(jīng)濟(jì)損失。鐵路軌道故障，貨物列車顛覆引起火災(zāi)。2023/5/174三、隧道中的火災(zāi)隱患隧道的發(fā)展是隨著社會經(jīng)濟(jì)和交通的發(fā)展應(yīng)運而生的。國情不同，地域差別；隧道設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)尤其消防方面的要求總是滯后隧道的發(fā)展；同時由于管理方面的差錯，致使隧道的火災(zāi)隱患較為突出。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：通風(fēng)排氣道少；水下隧道，鐵路隧道，缺少緊急出口通道，尤其是單孔隧道；防火救護(hù)設(shè)備少；通過隧道運輸可燃、易燃及爆炸危險物品多；通信不暢，嚴(yán)重制約了隧道火災(zāi)的撲救。當(dāng)前各隧道的外觀化較優(yōu)美，結(jié)構(gòu)各不相同，高度和密度也各有不同，但普遍缺少緊急進(jìn)出口，尤其是一些單孔隧道，江河湖海水下隧道，只能從兩端進(jìn)出，地鐵隧道也只能從車站進(jìn)出。有些隧道雖有少量進(jìn)出口，但標(biāo)志不醒目，或者作為他用。如果發(fā)生火災(zāi)，不但消防和救護(hù)車輛無法迅速到達(dá)現(xiàn)場，人員及物質(zhì)的疏散也相當(dāng)困難，必然造成重大災(zāi)難。隧道內(nèi)通風(fēng)排氣道少，必然造成通風(fēng)不暢，溫度上升快，一氧化碳、二氧化碳及汽車尾氣等許多有毒有害氣體滯留在隧道內(nèi)，不但傷害人體健康，而且還易發(fā)生火災(zāi)和爆炸，造成重大損失。不少隧道沒有按要求設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)及自動滅火系統(tǒng)聯(lián)運控制系統(tǒng)，有些隧道甚至缺少必要的消防水源和滅火器材，消火栓間距過大，無消火栓水泵接合器，也沒有設(shè)置必要的防火區(qū)，救護(hù)工具缺少。一旦發(fā)生火災(zāi)，現(xiàn)場人員無法及時滅火，救援人員也束手無策，巧婦難為無米之炊，此者在鐵路隧道中表現(xiàn)的尤為突出2023/5/175四、隧道的火災(zāi)特點煙霧大，溫度高。疏散困難。撲救困難。隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)，由于某種原因隧道空間小，還似處于密封狀態(tài)，自然排煙及機(jī)械排煙條件差。因此煙霧大，同時燃燒產(chǎn)生的熱量難于擴(kuò)散，致使隧道溫度迅速上升；缺乏應(yīng)有的應(yīng)急照明系統(tǒng)，火災(zāi)導(dǎo)致正常的照明系統(tǒng)破壞；能見度低，給撲救和疏散人員帶來極大的困難。隧道橫斷面小，空間狹窄。車輛魚貫而入，同時發(fā)生火災(zāi)時，火勢在車輛之間蔓延迅速。缺乏必要的人員及車輛緊急疏散出口，造成人員及物質(zhì)的疏散困難。隧道發(fā)生火災(zāi)，消防人員進(jìn)攻道路缺乏，很難接近火源撲救。高溫、低能見度、濃煙、缺氧，沒有現(xiàn)代化的消防救援撲救設(shè)施是很難接近火源的。同時通訊不暢，隧道內(nèi)外工作人員缺乏通信聯(lián)系，給火災(zāi)的撲救增加更大的困難。2023/5/176

五、隧道防火措施提高隧道的耐火等級，劃分防火分區(qū)。設(shè)置必要的通風(fēng)排煙系統(tǒng)，事故照明，事故廣播和疏散指示標(biāo)志。對長大隧道應(yīng)設(shè)置消防應(yīng)急設(shè)施——火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)及監(jiān)視控制系統(tǒng)，顯示隧道的運營狀況。加強(qiáng)消防通信系統(tǒng)，為確保隧道火災(zāi)的通信的暢通，隧道通訊由有線通訊和無線通信兩部分組成，事故發(fā)生時道路巡視人員或現(xiàn)場司乘人員能通過固定電話和移動電話等方式將事故信息及時告知消防中心，實現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)功能，以便及時準(zhǔn)確處理事故。設(shè)置必要的人員緊急疏散出口，隧道的疏散以人員為主物質(zhì)及車輛為輔，隧道一旦發(fā)生火災(zāi)事故，首先應(yīng)確保人員的疏散，物質(zhì)或機(jī)動車輛在隧道火災(zāi)情況下的疏散已經(jīng)不現(xiàn)實。因此，按要求設(shè)置隧道人員緊急疏散出口必不可少。加強(qiáng)隧道的消防管理，尤其是進(jìn)出隧道車輛的管理。2023/5/1771、消防系統(tǒng)火災(zāi)報警設(shè)備緊急電話手動報警按鈕火災(zāi)探測器聲光警報裝置2023/5/1782、火災(zāi)探測系統(tǒng)要求快速響應(yīng)精確定位避免誤報實時監(jiān)測分類光纖光柵探測系統(tǒng)分布式光纖探測系統(tǒng)雙波長火焰探測器視頻火災(zāi)探測器2023/5/1793、滅火設(shè)備滅火器消防栓水成膜泡沫滅火裝置氣體滅火系統(tǒng)水成膜泡沫滅火機(jī)理:

在燃燒液表面流散的同時析出液體冷卻燃液表面，并在燃燒液面上形成一層水膜與泡沫層共同封閉燃液表面，隔絕空氣，形成隔熱屏障，吸收熱量后的液體汽化稀釋燃液面上空氣的含氧量，對燃燒液體產(chǎn)生窒息作用，阻止了燃液的繼續(xù)升溫、汽化和燃燒。它和其它滅火劑的根本區(qū)別是“水成膜”泡沫滅火劑具有泡沫和水膜的雙層滅火作用，這是它滅火效率高、時間短的原因。2023/5/17104、疏散避難指示標(biāo)志及救援設(shè)施疏散指示標(biāo)志安全出口標(biāo)志橫洞指示標(biāo)志疏散指示標(biāo)志其他設(shè)施有線廣播系統(tǒng)應(yīng)急照明疏散避難救援設(shè)施人行橫道車行橫洞專門疏散通道機(jī)械排煙裝置避難間2023/5/17115、隧道滅火系統(tǒng)分類脈沖滅火系統(tǒng)泡沫—水噴霧滅火細(xì)水噴霧滅火系統(tǒng)純水自動噴水滅火系統(tǒng)選擇消火栓系統(tǒng)及滅火器或輕水滅火喉

消火栓系統(tǒng)及滅火器或輕水滅火喉+自動水噴淋系統(tǒng)

消火栓系統(tǒng)及滅火器或輕水滅火喉+自動水噴霧系統(tǒng)

消火栓系統(tǒng)及滅火器或輕水滅火喉+自動泡沫-噴霧聯(lián)用系統(tǒng)

消火栓系統(tǒng)及滅火器或輕水滅火喉+自動泡沫-噴淋聯(lián)用系統(tǒng)2023/5/1712

通過對以上自動滅火系統(tǒng)效果，經(jīng)濟(jì)性及維護(hù)管理等因素的比較得出以下結(jié)論：

純水的自動噴水滅火系統(tǒng)對隧道情況來說并非是一個合適的滅火裝置，在大部分情況下并不建議采用。但較其它系統(tǒng)而言相對較為經(jīng)濟(jì)。不能依靠水噴霧滅火系統(tǒng)來控制或撲滅在隧道內(nèi)可能發(fā)生的低燃點液體火災(zāi)，除非系統(tǒng)采用較高的噴灑強(qiáng)度。另外所使用的水可能會載有燃燒的浮油等物質(zhì)四處流動，進(jìn)而擴(kuò)大燃燒區(qū)域。對液體火災(zāi)來說，泡沫～水混合物的效果較單用水好，而且可以采用較低的噴灑強(qiáng)度，貨車火災(zāi)需要濃度三到四倍的泡沫水混合物來控制。

良好的通風(fēng)環(huán)境的隧道反而會對細(xì)水霧自動滅火系統(tǒng)的效果造成負(fù)面影響。從上述分析比較看，高科技脈沖滅火裝置是較先進(jìn)的撲滅隧道火災(zāi)設(shè)施，值得推廣，泡沫一水噴霧滅火系統(tǒng)滅火效果好，真正能起到自動滅火的作用，泡沫一細(xì)水霧較泡沫一水噴霧節(jié)水（一般只有后者的1/10），泡沫一細(xì)水霧是泡沫一水噴霧的延伸和發(fā)展，后者對水質(zhì)、管道及壓力要求較高，相應(yīng)成本也較高，對控制火災(zāi)有較好的效果。根據(jù)不同的國情，不同的地域情況，選擇一套適合自身隧道的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、方便實用滅火系統(tǒng)十分必要。2023/5/1713六、回顧勃朗峰教訓(xùn)和啟示入口安檢危險物品的劃分不當(dāng)火災(zāi)報警和滅火系統(tǒng)不科學(xué)司機(jī)的應(yīng)急處理常識不健全防火分區(qū)和通風(fēng)設(shè)施不完備、、、、、、、、2023/5/1714七、公路隧道消防設(shè)計中的問題與對策1、公路隧道消防設(shè)計存在的問題技術(shù)規(guī)范與管理問題理論問題設(shè)計問題2、基本對策2023/5/17151、技術(shù)規(guī)范與管理問題（1）消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺項1）沒有公路隧道安全等級2）沒有公路隧道的防火標(biāo)準(zhǔn)3）沒有公路隧道的消防設(shè)計規(guī)范（2）建設(shè)管理程序混亂公路隧道的消防設(shè)計與施工以及竣工驗收，必須有消防部門參與。但由于我國目前公路隧道建設(shè)程序較為混亂，許多地方在公路隧道的建設(shè)方案論證、設(shè)計文件評審、施工過程監(jiān)督，甚至于竣工驗收過程中，均無有消防專業(yè)人員參與，或者消防單位介入滯后。2023/5/17162、

理論問題（1）隧道的火災(zāi)風(fēng)險評估（2）隧道火災(zāi)規(guī)模的確定（3）隧道火災(zāi)時的通風(fēng)計算（4）隧道火災(zāi)時的臨界風(fēng)速（5）火災(zāi)逃生通道的間距2023/5/17173、

設(shè)計問題（1）消防區(qū)段（2）火災(zāi)報警（3）基本設(shè)施（4）風(fēng)機(jī)選型（5）排煙通道（6）噴淋裝置（7）避難洞室（8）消防車輛（9）襯砌防火（10）防火涂料公路隧道防火區(qū)段的劃分，可以分為兩個層次。第一個層次依據(jù)隧道的長度、通風(fēng)斜豎井的位置，劃分為隧道入口段、通風(fēng)井前段、通風(fēng)井后段（多通風(fēng)井類推）、隧道出口段。第二個層次是在第一層的基礎(chǔ)上，根據(jù)車通、人通以及他們與通風(fēng)井的相對位置，以兩個橫通道為單位細(xì)劃。目前普遍的問題是對此研究不夠，特別是沒有和通風(fēng)及后期的防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案制定系統(tǒng)考慮。公路隧道火災(zāi)報警器分為自動報警和手動報警。自動報警有感溫、感光、感煙傳感器，目前用的最多是感溫光纜，從應(yīng)用的實際效果看，雖然感溫光纖的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于早期的感溫紫銅管，但由于其自身的缺陷，報警時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于火災(zāi)發(fā)生。近年來出現(xiàn)的雙波長甚至于三波長火災(zāi)報警器，應(yīng)該是今后公路隧道消防設(shè)計考慮的首選產(chǎn)品。手動報警包括報警按鈕和有線電話。報警按鈕一般設(shè)置于消防箱上，有線電話200m一個。公路隧道的基本消防設(shè)施主要由消防箱和外部給水系統(tǒng)組成。消防箱內(nèi)一般配置兩種不同規(guī)格的手提式滅火器，一個水成膜滅火器、一個消火栓。消防箱的間距根據(jù)水帶的長度分為50m或者80m。給水系統(tǒng)包括給水井、高位水池、低位水池、消防水管、給水栓等，給水栓設(shè)置在隧道洞口兩端和洞內(nèi)的緊急停車帶處（長大隧道每一停車帶處均設(shè)）。對于北方或者高海拔的寒區(qū)隧道，在進(jìn)行隧道消防設(shè)計中，要特別注意給水管道和水池的防凍措施。根據(jù)筆者的調(diào)查，國內(nèi)目前有70％的公路隧道，這些設(shè)施很不完善。射流風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)是長大公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)中的主要動力設(shè)備。一般軸流風(fēng)機(jī)無需采用可逆轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)，而射流風(fēng)機(jī)是否采用可逆轉(zhuǎn)形式，要結(jié)合防火區(qū)段的劃分和防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案的制定來確定。如果確實要采用可逆式風(fēng)機(jī)，要特別注意風(fēng)機(jī)的逆向轉(zhuǎn)換時間和功率。目前國內(nèi)外大多公路隧道的機(jī)械通風(fēng)方式都是分段縱向，火災(zāi)時的排煙也是通過通風(fēng)斜、豎井實現(xiàn)。國內(nèi)最早的專用排煙通道出現(xiàn)在雁門關(guān)公路隧道設(shè)計中，即利用上坡隧道的排風(fēng)井為下坡隧道火災(zāi)排煙[11]，排煙通道的斷面形式，城市隧道可頂部全設(shè)，長大、特長隧道應(yīng)該在兩側(cè)分開布設(shè)置或者頂部中間布設(shè)。水噴淋是商場、賓館、會議場所常用的有效防火措施，日本曾將此技術(shù)用于公路隧道中，國內(nèi)的雁門關(guān)公路隧道也巧妙地利用地下涌水，在右線隧道設(shè)置了10道噴淋裝置。噴淋裝置對公路隧道的小型火災(zāi)，具有一定的降溫、阻燃作用，但是對于一般公路隧道，在火災(zāi)發(fā)生時，由于噴淋水霧變成高溫水汽，不僅降低了隧道內(nèi)的可見度，而且高溫水汽還會燙傷隧道內(nèi)的逃生和救援人員。避難洞是勃朗峰隧道在火災(zāi)后的改建中提出的一種新的消防避難結(jié)構(gòu)。隧道內(nèi)每300m設(shè)一個避難洞，洞室距正洞4m遠(yuǎn)，面積40m2，洞內(nèi)具有很好的隔熱措施（假設(shè)隧道正洞內(nèi)溫度為1200℃，避難洞內(nèi)部溫度應(yīng)小于32℃），洞內(nèi)壓力始終比正洞大80Pa左右。正常情況避難洞每小時換3次氣，火災(zāi)時每小時換20次氣。對于安全等級較高的長大隧道和特長隧道，建議要配備專門的消防車輛和必須的消防器材，而且消防隊必須24小時輪流值班。如果條件允許，還可以配置專用消防救援摩托車。目前陜西秦嶺終南山隧道就配置有10輛專用隧道消防救援摩托車。關(guān)于火災(zāi)時隧道襯砌的防火要求，有的文獻(xiàn)曾提出采用耐火混凝土。耐火混凝土的組成主要包括膠結(jié)劑和集料，膠結(jié)劑通常是鋁酸鹽水泥。與普通硅酸鹽水泥混凝土相比，耐火混凝土表現(xiàn)出較好的耐火性能。例如陶砂陶粒耐火混凝土經(jīng)800℃高溫后，其抗壓強(qiáng)度仍能達(dá)到常溫抗壓強(qiáng)度的55%左右。但是，耐火混凝土的價格是普通硅酸鹽水泥的2～3倍，并且澆筑施工工藝比較復(fù)雜，因此從經(jīng)濟(jì)投入和施工工藝各方面考慮，不建議公路隧道采用防火混凝土襯砌。由于防火涂料與混凝土的附著力容易受環(huán)境濕度的影響，國內(nèi)許多公路隧道的防火涂料1～2年內(nèi)均出現(xiàn)不同程度的剝落。另外，火災(zāi)是一個低概率的隨機(jī)（時間隨機(jī)、地點隨機(jī)、規(guī)模隨機(jī)、種類隨機(jī)）事件，花費較大的資金進(jìn)行隧道防火噴涂經(jīng)濟(jì)上不劃算。如果真的某一區(qū)域發(fā)生火災(zāi)，造成襯砌結(jié)構(gòu)損毀，重新進(jìn)行局部結(jié)構(gòu)修復(fù)的費用，比起整條隧道的防火噴涂也是一個很小的數(shù)目。2023/5/17182、基本對策交通部主管部門協(xié)調(diào)，組織各方面的技術(shù)力量，完善我國的公路隧道安全等級劃分，編寫適合公路隧道特點的《公路隧道防火安全標(biāo)準(zhǔn)》和《公路隧道消防設(shè)計規(guī)范》；國家發(fā)改委牽頭，會同交通部、公安部共同協(xié)商，健全我國長大公路隧道在建設(shè)的工可階段、初步設(shè)計階段、技術(shù)設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段、建設(shè)實施階段，消防部門的介入程序和制度，嚴(yán)格明確各方的職責(zé)、行為和具體義務(wù)；積極開展公路隧道的火災(zāi)以及人員逃生研究，科學(xué)合理地確定不同類型公路隧道的火災(zāi)規(guī)模，正確進(jìn)行公路隧道火災(zāi)通風(fēng)計算，嚴(yán)格區(qū)分防止煙霧回流與防止溫度回流的臨界風(fēng)速，在深入研究人員逃生行為的基礎(chǔ)上確定橫通道的間距?？茖W(xué)系統(tǒng)嚴(yán)肅地進(jìn)行公路隧道火災(zāi)風(fēng)險評估研究，尋求一個能夠平衡經(jīng)濟(jì)、社會、管理各方面的合理設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格防止出現(xiàn)兩種極端。2023/5/17192、基三本對三策在進(jìn)三行消三防設(shè)三計時三，必三須根三據(jù)隧三道的三建設(shè)三規(guī)模三、交三通組三成、三消防三區(qū)段三、火三災(zāi)概三率、安全等級三、防三火標(biāo)三準(zhǔn)、三火災(zāi)三風(fēng)險三等，三結(jié)合三隧道三的通三風(fēng)方三案以三及后三期的三防災(zāi)三救災(zāi)三預(yù)案三通三盤考三慮，一次完三成。三長大三、特三長隧三道的三消防三設(shè)計三，要三配合三通風(fēng)三和防三災(zāi)救三災(zāi)進(jìn)三行專三門的三技術(shù)三設(shè)計三，并組織專家三進(jìn)行三分階三段專三題技三術(shù)評三審，三把問三題解三決在三建設(shè)三之前。在長三大、三特長三隧道三的消三防設(shè)三計以三及整三個建三設(shè)中三，政三府主三管領(lǐng)三導(dǎo)和三業(yè)主三負(fù)責(zé)三人，三要嚴(yán)于三律己，杜三絕設(shè)三計過三程中三的學(xué)三術(shù)官三化和三官化三學(xué)術(shù)三。技三術(shù)出三身的三領(lǐng)導(dǎo)三干部三，一三律不三準(zhǔn)以三自己三的出身和專三業(yè)壓三人，三更不三能以三權(quán)謀三私。三技術(shù)三人員三要以三實事三求是三的科三學(xué)精三神，三懷著三向人三民負(fù)三責(zé)的態(tài)度，認(rèn)三真做三好技三術(shù)設(shè)三計工三作，三努力三做到三建設(shè)三一座三隧道三，樹三立一三個品三牌，三經(jīng)得三起歷三史得三考驗三。20三23三/5三/420我的思考三：這次作三業(yè)，三考慮三到老三師工三作繁三忙，三可能三也無三暇細(xì)