隧道火灾特点
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由于公路隧道空间结构上的特殊性,其发生火灾的潜在可能性普遍存在,且公路隧道火灾已引起世界各地人们的普遍关注。本文通过总结近几年来发生的几起重大公路隧道火灾事故的经验和教训,提出了隧道防火与救灾的安全对策
近几年来,世界上相继发生了好几起特大公路隧道火灾事故,均造成了大量的人员伤亡和车辆毁坏,引起局部隧道顶部出现坍塌,并使该路段交通在事发后较长一段时间内一直处于瘫痪状态。公路隧道火灾的严得危害性已引起世界各地人们的普遍关注。
随着我国公路隧道尤其是长、特长公路隧道的规划和建设,公路隧道的防火与救灾问题已引起人们的高度重视,而且已成为制约这些隧道建设的一项关键技术。本文通过总结近几年来世界上发生的几起重大公路隧道火灾事故的经验和教训,探讨性地提出了隧道防火与救灾的安全对策,以指导我国公路隧道的建设和运营。
1 公路隧道发生火灾的可能性普遍存在
公路隧道作为管状构造物,隧道内空间环境狭窄,能见度通常较低,加上入洞时的黑洞、黑框效应以及洞内墙的效应,隧道内极易发生车辆碰撞、车辆跑锚等效能事故,并易诱发各种各样的火灾。因此,由于公路隧道空间结构上的上述特殊性,公路隧道内发生火灾的潜在可能性普遍存在。据国外统计,隧道火灾发生的频率为10~17次/亿车.千米,平均为13.5次/亿车.千米。国内某水下隧道的火灾发生率为1~2次/年。
公路隧道尤其是长、特长公路隧道内一旦发生火灾,若不能及时发现,及时扑灭,火势就会沿隧道纵向快速蔓延,并祸及来不及疏散的邻近车辆;燃烧产生的热浪和排放的大量有毒有害气体会使隧道内环境急剧恶化,导致隧道内司乘和工作人员窒息、灼伤、中中毒甚至死亡,使隧道外消防和营救人员无法组织有效的灭火和营救工作。因此,往往很小的火情,也会诱发大的火灾,且隧道内火灾常常以造成大量的人员伤亡和严重的财产损失为结局。不仅如此,隧道火灾还会造成隧道设施的严重毁坏,引起短则数小时,长则数十小时甚至更长时间的道路效能中断,造成无法估计的经济损失,可见隧道火灾的危害性十分严重。
表1列举的是1949~1984年世界上发生的重大隧道火灾的人员伤亡和车辆毁坏情况。
表1重大公路隧道火灾及造成的人员伤亡和车辆毁坏情况统计表
序号年份隧道名称事故原因人员伤亡车辆毁坏
1 1949 美国、纽约、霍兰隧道(L=2.6km)货车燃烧(硫酸氢碳)66人中毒10辆货车13辆轿车
2 1968 联邦德国、汉堡至莫尔,弗莱特公路上的隧道(L=0.24
3 km)货车燃烧(聚乙烯)无1辆货车,拖车
3 1975 西班牙,马德里附近爪达拉马隧道(L=0.768 km)货车燃烧无1辆货车
4 1978 荷兰,维尔森隧道(L=0.768 km)撞车5人死亡5人受伤2辆货车4辆桥车
5 1979 日本、某公路隧道(L=2.045 km)撞车7人死亡2人受伤189辆(包括102辆货车)
6 1982 美国,加州,奥克兰卡德科特隧道(L=1.028 km)油罐车撞车(33000升燃油燃烧)7人死亡2人受伤2辆货车1辆大客车4辆轿车
7 1984 瑞士,圣哥达隧道(L=12.32 km)货车燃烧(塑料卷材)无1辆货车
8 1984 奥地利、费尔伯,陶恩隧道(L=5.13 km)公共汽车着火不祥1辆客车
2 公路隧道火灾事故的经验和教训
近几年来,世界上相继发生了好几起特大公路隧道火灾事故,均造成了大量的人员伤亡和车辆损坏,引起局部隧道顶部出现坍塌,并使该路段交通在事后较长一段时间内处于瘫痪状态。
(1)勃郎峰隧道火灾
勃郎峰隧道(Mont Blanc)位于法国与意大利间,建于1965年,全长11.6km,采用意境洞双高交通。该隧道采用全横向通风,送排风道设于隧道底部;由法国和意大利共同管理,设有主从式监控中心两个。1999年3月24日早上,一辆装有黄油的货车在隧道内自燃引起大火,尽管实施了紧急救援,但仍造成了41人死亡,43辆车烧毁,交通中断一年半以上重大生命财产损失。意大利及法国有关技术人员对该事故发生的全过程作了详尽的分析,并总结了如下重要经验:
①首先应于洞外一定范围进行预监控与检测,避免有问题的车辆进洞。
②双向交通条件下火时的洞内风速应不大于1.5m/s,以避免产生混流,影响火灾排烟与救援。单向行车火灾时的洞内风速可以稍高一点。
③应注意保持车距,对大货车而言,车距宜控制在150m以上。
④避难洞室间距应控制在300m,面积应有30m2以上,以保证人可以在洞内躲避2h。勃郎峰隧道改造后,将把避难通道与下部送风道连通,以保证火灾时人能进入新鲜空气风道逃脱,并保证每隔600m的排风量为150 m 3/s,满足40MW热量的排放。
⑤将设置专门的值班救护所,共设置三个,以保证救授人员5min内能够到达事故现场。
⑥完善两个监控中心,一个为主,一个支持,以保证系统的完好。
⑦隧道的原排风能力太低,仅为每5.8km150m3/s。现改为150m3/s.600m,并增加适量射流风机进行风量调节。
⑧增加隧道自动喷淋系统,以便尽快对火灾进行扑救。
(2)托恩隧道火灾
托恩隧道(Tauren Tunnel)位于奥地利境内,全长6.4km,总坡1.5%,每昼夜交通量14300辆,19%为大型载重车。该隧道建于1975年,为全横向通风。1999年5月29日凌晨1时49分,洞内正在维修作业,局部封闭一个车道。一辆大卡车将4辆小车撞破并引起大火,火灾持续4h,烧死13人,烧毁34辆车。从火灾发生至报警仅1min,求援人员赶到时已无法接近现场,火灾发生后45min 救援才得以展开。这次火灾烧坏隧道主体结构长度达1100℃。事后修复工作共花费1000万奥地利先令,修复期3个月,而收费损失达4000万先令。通过对这次事故的详尽分析,奥地利技术人员提出了一系列提高隧道营运安全措施。这些措施包括:
①采用先进的线性火灾检测装置。
②隧道排风能力2min内达到最大,排风能力为120m3/s.km,新鲜风的送风力为190 m3/s.km。
③自动进行交通管制,当发生事故时应迅速阻止车辆进洞,以减小损失。
④紧急电话设置间距调整为212m。
⑤汽车横向间距由1600m调整为800m,并迅速实施二期工程,尽快改为单向