隧道防火措施研究进展

隧道防火措施研究进展

摘要：随着我国隧道建设的飞速发展，隧道防火安全问题随之出现。本文从隧道火灾发生的起因、特点出发，指出了隧道防火的必要性，针对火灾特性总结提出了有效防火措施，并对各种防火措施进行了比较论述。为保障隧道安全提供一些参考，对需要进一步研究的问题提出建议。

关键词：隧道; 隧道火灾;防火措施

Research Progress of Tunnel Fire Prevention Measures

CHANG Chuan-peng1,2，XIE Jin-de2，HOU Zi-yi1

（ 1.School of Civil Engineering，HeBei University of Technology,Tianjin300401，China；

2.Research Insititute of Highway Ministry of Transport，Beijing 100088，China)

Abstract: With the rapid development of tunnel linings construction in China，the fire safety of tunnel linings is attracting growing attention．This paper from the causes of tunnel fire ，characteristics，points out the necessity of tunnel fire, according to the fire characteristic，puts forward effective fire prevention measures, and many kinds of fire protection measures are discussed in this paper. To ensure the safety of tunnel lings to provide some reference, further research needs on fire safety of tunnel structures are proposed．

Key words: Tunnel linings; Tunnel fire; fire prevention measures

0 前言

随着国民经济和公路交通的迅猛发展，东部地区为了节约土地资源缓解交通压力，西部地区为了便利交通跨越山领，隧道建设越来越多，其渐渐成为了交通的咽喉要道。在公路方面，据国家统计局《2011年公路水路交通运输行业发展统计公报》，全国公路隧道为8522处，625.34万米，比上年末增加1138处，113.09万米。其中，特长隧道326处，143.32万米；长隧道1504处，251.84万米。隧道作为管状结构，内空间结构狭窄，能见度较低，再加上入洞时的黑洞、黑框效

应，易引起车辆碰撞，车辆抛锚等交通事故，导致汽车可燃材料燃烧而引发火灾。隧道火灾发生概率尽管很小，但无论公路、铁路隧道一旦发生火灾，如救援人员不能及时发现并扑救，将造成严重的经济损失和人员伤亡。而我国是世界上公路隧道最多的国家[1]。因此对隧道进行防火处理显得尤为重要。

最近几年国内外的隧道事故

1隧道火灾特点

随机性大

隧道火灾的发生不受人所控制，从它引发的原因出发，可能在隧道任何地点、任何交通运行期间发生火灾事故[2]。正是由于这种原因，导致人们无法估计或者预测火灾可能发生的规模大小，不能及时采取补救措施造成更大的经济损失。

（2）烟雾大，温度高

发生在隧道等地下工程中的火灾，处于这种近似于密闭状态的狭小空间内，热量急剧发展形成热冲击，造成照明系统破坏，同时不完全燃烧的烟雾颗粒布满空间，能见度降低，扑救火灾几乎不可能。瑞士阿尔卑斯山区隧道火灾案例中，高温热冲击以及大的烟雾使得救援人员进入火灾场地的尝试多次失败[3]。

（3）火灾类型多样化

隧道火灾发生并不是单一固定的，相反火灾形势多样，主要涉及气体可燃物的火灾、固体可燃物火灾、液体可燃易燃物火灾等多种类型［4］。并且随着火势的蔓延，多种火灾形式就有可能同时发生。剧烈的火灾有可能会使隧道混凝土结构承受不住高温而爆裂、脱落，导致隧道坍塌，带来更加严重的后果。

隧道火灾造成的浓烟、车辆拥堵以及灾难事故

2隧道防火必要性

在早期地隧道建中，建筑隧道所用的混凝土材料本身不燃能够有效防火，再者人们对隧道以及相关安全的认识不足，一般认为能够满足耐火要求，另外考虑到隧道建设工期的缩短、经济的节约等就省略了安装防火板材或者喷涂防火涂层

的工序。而正是由于这些原因隧道火灾造成了更大的经济损失、人员伤亡。特别是处于软弱地层或者海底高压等情况下的隧道结构，隧道的支撑结构、密封及防水结构在火灾下可能受到破坏而失效，使得隧道发生涌水、甚至坍塌。作为隧道建筑材料的混凝土，虽然本身不燃并具有良好的耐热性，但是超出他所承受的极限，材料受到破坏，混凝凝土强度就会下降，导致结构破坏。

对于混凝土强度随温度变化国外研究比较明确，美国国家标准和测试协会(NIST)指出：普强混凝土(CSC)温度达到300℃时，强度损失为10 ％～20 ％；达到600℃时，强度损失为60％～75 ％。高强混凝土(HSC)在450℃时，抗压强度损失达到40 %，当温度达到600℃时，抗压强度损失约为75 %。而隧道发生火灾时温度一般在1000℃以上，隧道砌体结构难以承受如此高温，严重部分就容易垮塌[5-6]。

为了保证隧道安全运营，就需要采取必要的防火措施保护好隧道结构，避免或者减少隧道火灾造成的巨大损失。

3隧道防火措施

鉴于隧道火灾带来的灾难损失，人们在材料应用方面及隧道结构设计方面进行了一系列有意义的研究并提出了有效地改善措施。

3.1材料方面

为了避免火灾对隧道结构的破坏，隧道防火材料方面人们采取了如下的一些防火措施。

3.1.1隧道防火板材

在隧道壁面上为了降低火灾对隧道结构地破坏，根据隧道截面特点而铺设粘贴地耐火板材。防火板材的防火原理在于火灾高温环境下，板材表面会损失一部分结晶水，从而降低隧道壁面的温度上升趋势。隧道防火板材优点较多，他自身具有良好的耐久性、作为防火板材隔热保温性好、热量传递较慢。提高了隧道的耐火极限。防火板材厚度不同耐火时间也不尽相同， 1.0-4.0 h的耐火极限,板材厚度通常在10-50mm [7]。

荷兰Westerschelde Tunnel

3．1.2喷射无机纤维

喷射无机纤维防火材料国外研究比较靠前，早在20世纪60年代就已经问世。喷射无机纤维另辟蹊径，是利用无机纤维中耐火性能较好的材料，如矿棉、岩棉和玻璃棉等材料，是以另外一种形式应用到防火上的新技术。这种在国内被视为