本文闡述了國(guó)內(nèi)外的公路隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故的主要特點(diǎn)，并且歸納總結(jié)了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外對(duì)于公路隧道火災(zāi)的研究現(xiàn)狀，同時(shí)以此為基礎(chǔ)，通過(guò)火災(zāi)初期報(bào)警、自動(dòng)消防設(shè)施配置以及人員安全疏散等方面提出解決方案，從而提高公路隧道中的安全等級(jí)。

　　1.發(fā)生于公路隧道內(nèi)部火災(zāi)的概述

　　現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)公路系統(tǒng)中的隧道工程隨著宏觀經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展進(jìn)步而取得了顯著的發(fā)展。隧道工程在空間布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面所具有的特殊性質(zhì)和特點(diǎn)，盡管在公路交通系統(tǒng)中隧道工程可以為廣大民眾提供較大的方便性，不過(guò)也會(huì)給消防安全救援工作帶來(lái)更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　目前在世界各地經(jīng)常會(huì)發(fā)生隧道工程內(nèi)部的火災(zāi)事故，這樣的事故對(duì)于廣大民眾的日常生產(chǎn)生活秩序及道路交通相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了嚴(yán)重的傷害。在1996年，位于英吉利海峽的海底隧道內(nèi)部發(fā)生了一場(chǎng)重大的火災(zāi)事故，事故造成海底隧道的交通中斷將近一個(gè)月之久。1993年法國(guó)與意大利之間的勃朗峰隧道內(nèi)部發(fā)生了一場(chǎng)特大的火災(zāi)事故，這是一場(chǎng)持續(xù)了十天之久的地下慘劇，事故導(dǎo)致了隧道工程的主體結(jié)構(gòu)遭到了非常嚴(yán)重的破壞，交通活動(dòng)中斷一年半之久。

　　隧道工程評(píng)職知識(shí)：橋梁隧道工程師評(píng)職需要發(fā)表論文嗎

　　隧道工程火災(zāi)事故盡管是一種小概率的事件，不過(guò)其危害性非常嚴(yán)重。公路系統(tǒng)隧道工程目前已經(jīng)受到社會(huì)各界人士的普遍關(guān)注，公路系統(tǒng)隧道工程的相關(guān)施工技術(shù)也取得了持續(xù)改進(jìn)和升級(jí)，相關(guān)領(lǐng)域的科研人員與消防部門(mén)也對(duì)其進(jìn)行了更為深入的研究，世界范圍內(nèi)的學(xué)者們通常使用小尺寸的模擬試驗(yàn)的方式進(jìn)行研究、計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬仿真研究、大尺寸規(guī)模乃至全尺寸試驗(yàn)的研究方式等3種試驗(yàn)研究方法。因?yàn)樗淼拦こ探Y(jié)構(gòu)的特殊性質(zhì)以及其巨大的長(zhǎng)寬比屬性，通常采用無(wú)量綱形式的小尺寸的工程模擬試驗(yàn)的研究方案在隧 道工程火災(zāi)事故領(lǐng)域中以及獲得了大范圍的實(shí)際運(yùn)用。

　　自從20世紀(jì)70年代起的英國(guó)、瑞典、挪威、德國(guó)、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家就實(shí)施了一系列的全尺寸規(guī)模的試驗(yàn)嘗試。國(guó)內(nèi)的隧道工程火災(zāi)事故的研究起步相對(duì)比較晚，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)以 及云南消防總隊(duì)進(jìn)行通力合作，在昆明地區(qū)實(shí)施了12次全尺寸規(guī)模的工程試驗(yàn)，研究了不同火災(zāi)外部邊界條件以及風(fēng)速條件之下煙氣在隧道內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這些研究為完善云南省的相關(guān)建筑工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《公路隧道消防技術(shù)規(guī)程》提供了大量寶貴的技術(shù)參數(shù)支持。

　　2.公路隧道工程內(nèi)部火災(zāi)事故的特點(diǎn)

　　2.1煙氣的溫度比較高

　　隧道內(nèi)部起火之后，火焰的燃燒將會(huì)釋放出大量的熱量，在隧道內(nèi)的狹小空間內(nèi)，熱量不易散發(fā)，氣流將會(huì)在浮力的效應(yīng)作用之下，在隧道內(nèi)部拱頂位置處聚集成非常厚的熱煙氣，由于在起火的位置會(huì)持續(xù)地產(chǎn)生煙氣，因此隧道內(nèi)部的拱頂位置的煙氣將會(huì)越來(lái)越多，煙氣體積的持續(xù)膨脹將會(huì)造成煙氣朝向隧道的兩端蔓延。煙氣在隧道內(nèi)部的拱頂處持續(xù)積累的時(shí)候，在拱頂處將會(huì)形成一個(gè)最高的溫度，這樣的情況將是對(duì)于隧道主體結(jié)構(gòu)的耐火性能的一項(xiàng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

　　2.2火焰燃燒的速率比較快

　　隧道工程部分的外圍空間通常為土壤以及巖石，通風(fēng)以及孔洞的面積相對(duì)比較狹小，接近于一類封閉的空間。自然狀態(tài)的通風(fēng)條件下，一旦發(fā)生火災(zāi)，火焰燃燒受到空間的影響，會(huì)沿著隧道的兩邊進(jìn)行蔓延，炙熱的煙氣容易在隧道內(nèi)部積累，造成隧道內(nèi)部的溫度急劇上升，進(jìn)而造成轟燃的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)消防部門(mén)的持續(xù)攻關(guān)，在隧道工程內(nèi)部火災(zāi)的模擬試驗(yàn)研究過(guò)程中，其內(nèi)部火焰的燃料速度將會(huì)比空曠的敞開(kāi)型空間的燃燒快3倍以上。

　　2.3人員撤離的條件比較差

　　隧道內(nèi)部的CO，CO2及別的有毒有害氣體的濃度增大的原因主要為，內(nèi)部的通風(fēng)能力及隧道內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不夠合理，導(dǎo)致了火焰的燃燒無(wú)法充分進(jìn)行，進(jìn)而氣體的濃度快速上升。當(dāng)CO氣體的含量為0.6%、空氣中的氧含量低于16%的時(shí)候，隧道內(nèi)部的被困人員將會(huì)有生命危險(xiǎn)。隧道內(nèi)部設(shè)置的電纜支架、消防備品箱、排水溝槽等裝置也會(huì)延緩被困人員的撤離速度，容易出現(xiàn)擁擠甚至踩踏事故。

　　2.4著火位置的移動(dòng)特點(diǎn)

　　公路系統(tǒng)隧道內(nèi)部的車(chē)輛發(fā)生火災(zāi)事故的初期，往往不易被駕駛員所發(fā)覺(jué)，在車(chē)輛發(fā)生輕微的起火情況下依舊會(huì)繼續(xù)移動(dòng)，這就造成起火的位置并非發(fā)出火災(zāi)報(bào)警的初始位置。與此同時(shí)，火源的移動(dòng)將會(huì)造成煙氣的蔓延以及熱量的擴(kuò)散加速，使得相關(guān)煙氣擴(kuò)散的對(duì)稱規(guī)律被破壞，影響了機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng)的臨界風(fēng)速，對(duì)于火焰撲救和被困人員的逃生帶來(lái)不利的影像。

　　2.5火災(zāi)撲救的難度比較大

　　隧道通常會(huì)遠(yuǎn)離市區(qū)，如果發(fā)生火災(zāi)，造成交通出現(xiàn)堵塞的情況，消防車(chē)輛抵達(dá)火場(chǎng)的速度將會(huì)受到影響。隧道的進(jìn)、出口少，消防人員抵達(dá)后無(wú)法有效對(duì)火情進(jìn)行偵查、延誤了救援的時(shí)機(jī)。公路系統(tǒng)周?chē)�的水源比較少，水量以及水壓無(wú)法得到保證，很難有效控制火勢(shì)。

　　3.公路隧道防火研究的主要研究方向

　　通常情況下，公路隧道內(nèi)部的防火工程，主要是為了保證在公路隧道內(nèi)部行駛過(guò)程中的車(chē)輛以及相關(guān)人員免于受到火災(zāi)事故的危害進(jìn)而實(shí)施的各類防火措施和方案。防火工程的基本要求是要以火災(zāi)險(xiǎn)情的預(yù)防為主要的方向。一般來(lái)講，涉及的防火相關(guān)技術(shù)有如下幾大類:

　　(1)在公路隧道內(nèi)部的整個(gè)結(jié)構(gòu)貫穿始終來(lái)設(shè)置全視角的閉路電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警用的固定電話、煙感探測(cè)裝置、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置、隧道洞外的警報(bào)顯示裝置、警報(bào)信號(hào)燈、危險(xiǎn)信號(hào)發(fā)生裝置等。并且在設(shè)計(jì)隧道結(jié)構(gòu)的時(shí)候需要考慮其內(nèi)部空間的布局、通風(fēng)系統(tǒng)和照明系統(tǒng)、消防裝置的布置、報(bào)警、滅火以及疏散系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。(2)在公路隧道內(nèi)部的整體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部配備噴淋類型的滅火系統(tǒng)、滅火劑、滅火器、消火栓、消防專用的車(chē)輛等裝備。

　　(3)在公路隧道內(nèi)部的上、下行兩條并行的隧道之間配置單條或者多條(具體情況要根據(jù)公路隧道的實(shí)際長(zhǎng)度確定)聯(lián)絡(luò)用的輔助通道，在公路隧道的內(nèi)部每隔特定的距離需要設(shè)置出一個(gè)逃生通道的出口，如果公路隧道的內(nèi)部出現(xiàn)了火災(zāi)事故，則內(nèi)部被困的人員就能夠借助相應(yīng)的逃生通道撤離到岸邊或者穿過(guò)另外一條隧道撤離到另外一條沒(méi)有發(fā)生火災(zāi)的隧道，順利撤離險(xiǎn)境。

　　4.公路隧道工程防火研究的解決方案

　　4.1隧道內(nèi)部的建筑結(jié)構(gòu)以及材料的使用

　　隧道火災(zāi)救援中，工程主體結(jié)構(gòu)是否保持支撐能力是一個(gè)難題。依據(jù)相關(guān)研究，隧道工程中水泥混凝土如果長(zhǎng)時(shí)間處于高溫作用下將會(huì)爆裂，在火災(zāi)發(fā)生初期的半個(gè)小時(shí)內(nèi)混凝土將會(huì)出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象，導(dǎo)致隧道將會(huì)處于更為危險(xiǎn)的狀態(tài)之下。

　　一般來(lái)講，強(qiáng)度比較高的混凝土結(jié)構(gòu)在外界溫度為460℃的情況下將會(huì)損失其45%左右的抗壓強(qiáng)度能力，環(huán)境溫度達(dá)到650℃的情況下，隧道內(nèi)部的抗壓強(qiáng)度能力將會(huì)失去至少75%左右。為此火災(zāi)事故中隧道內(nèi)部坍塌的防止對(duì)防火建設(shè)工程來(lái)講非常關(guān)鍵，通常的解決方案為：噴涂材料進(jìn)行混凝土保護(hù)以及板材加固保護(hù)2類。防火涂料通常為F66飾面涂料，使用此類方案的主要缺點(diǎn)是涂料層在污染程度比較嚴(yán)重的環(huán)境之下比較容易發(fā)生失效。因此，在繼續(xù)大力推進(jìn)更具持久耐火性能的防火涂料的同時(shí)，還應(yīng)注重建筑構(gòu)件后期的防火性能維護(hù)，確保防火噴涂材料發(fā)揮效能。

　　4.2公路隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)的安全疏散措施

　　公路隧道的安全疏散設(shè)施一般包含人行橫道、車(chē)輛行駛通道、救生滑梯、公路隧道安全出口及入口、安全通道標(biāo)識(shí)、應(yīng)急照明系統(tǒng)及防煙與排煙裝置等。在公路隧道發(fā)生火災(zāi)險(xiǎn)情的過(guò)程中，處在公路隧道兩側(cè)出口的車(chē)輛及人員進(jìn)行疏散是非常容易實(shí)現(xiàn)的，然而處在公路隧道中間人員的疏散難度極大。在通常狀況下，公路隧道內(nèi)的被困人員最小疏散速度是1.55m/s，在煙氣較濃的狀況下僅為1.25m/s。

　　相關(guān)公路隧道工程技術(shù)人員在進(jìn)行疏散救援的過(guò)程中，隧道內(nèi)部火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的最高溫度必須控制在小于81.25℃，而且在此溫度條件下救援時(shí)間需要控制在15.5min以內(nèi)。所以在大中型公路隧道內(nèi)部必須搭建人員臨時(shí)避難場(chǎng)所。與此同時(shí)，人員臨時(shí)避難場(chǎng)所的耐火極限不允許低于公路隧道自身并且可以隔離高溫氣體及煙霧，并且必須安裝獨(dú)立的防煙及排煙系統(tǒng)。

　　4.3公路隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

　　公路隧道火災(zāi)探測(cè)裝置能夠迅速發(fā)現(xiàn)并且在第一時(shí)間對(duì)火災(zāi)險(xiǎn)情進(jìn)行行之有效的處理，然而伴隨著公路隧道內(nèi)部的溫度、通風(fēng)速度、車(chē)輛尾氣及粉塵的排放及各類線纜電路發(fā)出的電磁干擾都會(huì)對(duì)探測(cè)情況產(chǎn)生不利影響。因此為避免誤報(bào)，實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)遇到火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)于手動(dòng)狀態(tài)的情況，一旦發(fā)生火災(zāi)極易錯(cuò)過(guò)最佳報(bào)警及火災(zāi)撲救時(shí)間。

　　相關(guān)公路隧道工程技術(shù)人員在大規(guī)模火災(zāi)試驗(yàn)的研究過(guò)程中根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，在熱空氣蔓延至公路隧道頂端的進(jìn)程中，周?chē)�環(huán)境空氣迅速減少，導(dǎo)致公路隧道頂端煙氣的溫度偏低，不能滿足纜式線性感溫探測(cè)裝置的正常工作溫度;在公路隧道內(nèi)部風(fēng)速為2.45m/s時(shí)，這時(shí)火源的額定功率為1.15兆瓦，在公路隧道頂?shù)亩藷煔鉁囟葍H為41.25℃，因此相關(guān)公路隧道工程技術(shù)人員在選擇公路隧道火災(zāi)探測(cè)裝置的過(guò)程中，必須完全考慮具有強(qiáng)抗污染能力、短響應(yīng)時(shí)間及低誤報(bào)率等技術(shù)要求。

　　4.4公路隧道自動(dòng)滅火系統(tǒng)

　　公路隧道工程或是建造在遠(yuǎn)離城市的區(qū)域，在出現(xiàn)火情的過(guò)程中很難獲得及時(shí)的消防救援支持;抑或是位于城市要道常年車(chē)流量大，在出現(xiàn)火情時(shí)消防車(chē)難以短時(shí)間進(jìn)入隧道內(nèi)部進(jìn)行處置。因此只有提高自助救援的能力才可以防止特大火情事故的發(fā)生，相關(guān)公路隧道工程技術(shù)人員在公路隧道防火安全系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，公路隧道的消防水系統(tǒng)一般包含消火栓及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。

　　滅火裝置通常選擇干粉滅火裝置、CO2滅火裝置及泡沫滅火裝置。消火栓及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)主要依賴于消防水源是否能夠正常工作。國(guó)內(nèi)相關(guān)消防安全法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，長(zhǎng)距離公路隧道必須建造消防蓄水池系統(tǒng)，并且消防用水的儲(chǔ)存量必須滿足相關(guān)最低消防救援使用要求，確保最低安全消防救援水壓的相關(guān)技術(shù)要求。

　　5.結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，公路隧道構(gòu)造及空間的特殊排布造成公路隧道建筑工程的火災(zāi)分析與探索不能僅限于民用建筑物的火災(zāi)參數(shù)及理論基礎(chǔ)，而是必須進(jìn)行數(shù)量眾多的大規(guī)模及小規(guī)模火災(zāi)試驗(yàn)研究。在公路隧道構(gòu)造安全系數(shù)、自動(dòng)消防設(shè)施配置及火災(zāi)預(yù)防方法等層面有更深層次的研究，進(jìn)而促進(jìn)公路隧道的消防系統(tǒng)處于安全工作的狀態(tài)下，確保廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)與安全。

　　作者：黃凌燕