隧道防災(zāi)救援設(shè)計

1、隧道防災(zāi)救援設(shè)計摘要： 本文分析了隧道火災(zāi)發(fā)生的原因及特點(diǎn)，并以窯頭嶺隧道為例設(shè)計了窯頭嶺隧道防災(zāi)救援計劃。分析了隧道防災(zāi)救援的設(shè)計思路并詳細(xì)論述了隧道火災(zāi)救援措施的設(shè)置，論述了隧道火災(zāi)救援應(yīng)急處理流程，從人員車輛疏散、火災(zāi)處理與維護(hù)和回復(fù)正常通車上那個階段詳細(xì)的論述了窯頭嶺隧道防災(zāi)救災(zāi)過程關(guān)鍵詞：公路長大隧道；防災(zāi)救援1 前言 隧道在優(yōu)化線路線形、大幅度縮短線路長度、降低路線標(biāo)高、克服不良地質(zhì)條件、提高行車舒適性等方面,顯示出了巨大的優(yōu)越性。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會的發(fā)展以及高速公路建設(shè)步伐的加快,公路等級越來越高,公路建設(shè)逐漸向山區(qū)發(fā)展,公路隧道工程也得到迅猛發(fā)展,特長公路隧道不斷納入規(guī)劃和

2、建設(shè)中。絕大多數(shù)隧道地處山區(qū),人煙稀少,水源缺乏,交通不便;隧道為一管狀結(jié)構(gòu),近似密閉狀態(tài),燃燒產(chǎn)生的熱量不易散發(fā),不可能自然排煙,煙霧比較大,大量高溫有毒煙氣很快充滿隧道;同時,隧道空間狹小,道路狹窄,車輛、人員密集,一旦發(fā)生火災(zāi)等緊急事故時常伴隨嚴(yán)重的交通阻塞,車輛、人員和物資疏散極其困難,消防人員難以接近火源點(diǎn),撲救困難;如果施救不及時和方法不當(dāng),必然會造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失,帶來危害時常是毀滅性的,社會影響大。1999年發(fā)生的意大利勃朗峰隧道和奧地利陶恩隧道等重大火災(zāi)事例,充分說明了公路隧道火災(zāi)的危害性。為確保隧道的安全和正常運(yùn)營,需要科學(xué)合理地進(jìn)行消防與防災(zāi)救援設(shè)計,做好預(yù)案研

3、究。本文以窯頭嶺長公路隧道為例,來探討長大公路隧道的消防與防災(zāi)救援設(shè)計。2. 隧道火災(zāi)發(fā)生的原因及特點(diǎn)引起隧道火災(zāi)的原因是多種多樣的，但概括起來主要集中在：隧道電氣線路或電氣設(shè)備短路起火；汽車化油器燃燒起火；緊急剎車時制動器起火；汽車交通事故起火和車上裝載的易燃物品爆炸起火等幾個方面，即：隧道內(nèi)火災(zāi)事故的危險性與隧道長度和交通量成正比。因行車密度增長，使帶有各種可燃物質(zhì)（油、化工原料等）的車輛通過隧道的數(shù)量和頻率都在增長，因此火災(zāi)事故也就增多了；隧道內(nèi)的照明質(zhì)量下降，行車速度的提高及隧道內(nèi)線路質(zhì)量的下降，隧道報警系統(tǒng)不完備和車輛違章駕駛，使火災(zāi)事故增多；特長公路隧道的涌現(xiàn)使得隧道內(nèi)電氣設(shè)備增多

4、。增大了電氣起火的頻率；人為破壞（如故意縱火、抽煙、恐怖主義等）。研究隧道火災(zāi)事故表明，影響火災(zāi)量級的最終造成危害的主要參數(shù)是“時間”：即發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的時間；發(fā)出警報的時間；確定火源的時間；實(shí)現(xiàn)應(yīng)急反應(yīng)過程的時間。隧道火災(zāi)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：失火爆發(fā)成災(zāi)的時間快，一般為210min；火災(zāi)的持續(xù)時間較長，它與隧道外的環(huán)境有關(guān)，一般在30min至幾個小時之間。隧道火災(zāi)產(chǎn)生煙霧濃度大，傳播迅速，毒性強(qiáng)；火災(zāi)溫度高。隧道內(nèi)一旦起火，順風(fēng)下側(cè)的空氣溫度可達(dá)到1000以上；隧道火災(zāi)將極大的影響隧道內(nèi)空氣壓力的分布，而隧道空氣壓力的變化可導(dǎo)致通風(fēng)氣流流動狀態(tài)紊亂。如果風(fēng)速不夠大，上層的熱氣流將相反于壓力通風(fēng)的方向

5、流動，發(fā)生“回流現(xiàn)象”，將會阻礙救火工作的進(jìn)行；隧道火災(zāi)使襯砌混凝土強(qiáng)度降低，襯砌結(jié)構(gòu)的整體性受到破壞，影響隧道的安全使用。安全疏散困難，極易發(fā)生此生災(zāi)害。隧道中發(fā)生火災(zāi)時，人們情緒緊張，由于擁擠等導(dǎo)致發(fā)生意外傷亡。2工程概況 窯頭嶺長公路隧道窯頭嶺隧道位于乳源縣桂頭鎮(zhèn)內(nèi)，隧道穿越低山丘陵區(qū)，隧道進(jìn)口里程DK1963+680；出口里程DK1964+750，隧道全長1070m，隧道最大埋深78.05m，位于線路DK1964+068，隧道進(jìn)出口設(shè)單面斜坡。3消防與防災(zāi)救援設(shè)計3.1消防與防災(zāi)救援設(shè)計的目的、原則和標(biāo)準(zhǔn)的消防與防災(zāi)救援設(shè)計。窯頭嶺隧道消防與防災(zāi)救援的基本目的:將隧道內(nèi)發(fā)生的緊急事態(tài)迅

6、速通知中心控制室和后續(xù)車輛。控制事態(tài)擴(kuò)大。窯頭嶺隧道消防與防災(zāi)救援按照“以防為主、防消結(jié)合”的設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計,主要立足于防災(zāi)。隧道內(nèi)一旦出現(xiàn)火災(zāi),應(yīng)做到早發(fā)現(xiàn)、早撲滅,避免小火釀成大災(zāi)。對于隧道內(nèi)發(fā)生的初期火災(zāi),應(yīng)采取“自救為主,外援為輔”的原則,確保隧道使用者能夠方便地使用隧道內(nèi)的消防報警和滅火設(shè)備。一旦發(fā)生較大火災(zāi),應(yīng)為隧道內(nèi)人員提供基本的逃生手段。隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)或者交通事故，有釀成重大災(zāi)害的可能。為能迅速把火災(zāi)控制在最小限度，配備所有的設(shè)施是萬全之策。但實(shí)際上要以統(tǒng)一規(guī)模求得萬無一失并非易事，投資效果是否合理也難以說清，重要的是弄清楚與該隧道所適應(yīng)的防災(zāi)設(shè)施的要求，選定適當(dāng)?shù)脑O(shè)備。

7、基于這種思想，根據(jù)窯頭嶺隧道的規(guī)模和交通量，隧道消防等級屬于二類，根據(jù)JTGD70-2004公路隧道設(shè)計規(guī)范，按表1所示的防災(zāi)設(shè)施的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。隧道消防與防災(zāi)救援系統(tǒng)除隧道結(jié)構(gòu)采用耐火材料等防災(zāi)措施外，還設(shè)置了報警設(shè)施、警報設(shè)施、消防設(shè)施和完善的防災(zāi)系統(tǒng)。表1 緊急救災(zāi)設(shè)備的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn) 隧道等級設(shè)備特長隧道長隧道中隧道短隧道報警設(shè)施警報設(shè)施消防設(shè)施其他設(shè)施注：表中“ ”表示應(yīng)予考慮的設(shè)備。3.2防火措施窯頭嶺隧道防災(zāi)貫徹“防患于未然”的方針，借鑒國內(nèi)外隧道火災(zāi)和消防的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)隧道火災(zāi)的起因，確定采用的防火措施，最大程度地減少火災(zāi)發(fā)生和蔓延的可能性。同時，還設(shè)置完善的監(jiān)測、報警、通信設(shè)

8、備，以盡可能早地發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并通報火災(zāi)情況。防火措施包括：設(shè)置窯頭嶺隧道監(jiān)控所，配備必要的監(jiān)控管理設(shè)備，加強(qiáng)隧道消防管理和交通管理；在公路隧道內(nèi)，發(fā)生火災(zāi)或其它事故時，應(yīng)盡快向隧道中心控制室報警，如不通過中心控制室進(jìn)行隨機(jī)應(yīng)變的處理，將有可能發(fā)生雙重性災(zāi)害的危險。隧道內(nèi)禁止超車，禁止隨意停車，限制載有易燃易爆物及其他危險物品的車輛進(jìn)入隧道或由專業(yè)車輛引入。隧道所用的材料耐火極限為1.52.0h，風(fēng)機(jī)具有耐高溫功能并具有可逆運(yùn)轉(zhuǎn)功能，防災(zāi)風(fēng)機(jī)按一類負(fù)荷供電。隧道內(nèi)部裝修采用12mm厚SD型高溫隔熱防火涂料噴涂。隧道內(nèi)的燈具、電話箱和滅火器箱體等采用不易燃材料制成，電纜采用阻燃電纜，各類電氣線路均穿管

9、保護(hù)。風(fēng)機(jī)房、變電所與隧道之間所有相同的門均采用甲級防火門 ，耐火極限不小于2h，相同的孔洞用難燃材料阻塞，隧道洞室間采用防火門隔斷。經(jīng)常檢查隧道的防火措施，杜絕火災(zāi)隱患。3.3報警、緊急警報系統(tǒng)3.3.1 報警設(shè)施報警設(shè)施的作用是：在發(fā)生火災(zāi)等事故時，發(fā)出緊急信號、迅速通知隧道中心控制室、請求救援等。（1） 手動報警器隧道內(nèi)每50m設(shè)置一處手動報警器，與消火栓、滅火器等設(shè)施共同設(shè)置，用于事故的當(dāng)事者或發(fā)現(xiàn)者啟動手動報警器，把事故通知隧道中心控制室。（2） 自動報警器火災(zāi)自動報警系統(tǒng)采用DTS200光纜分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)，專門用于對隧道內(nèi)環(huán)境溫度和火情實(shí)施在線監(jiān)控，并同火災(zāi)控制程序相連，將火災(zāi)

10、報警區(qū)的火災(zāi)的信息及系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)和故障信號輸入隧道中心控制室。在任何時刻和無人干預(yù)的情況下，無間隙、不間斷地對隧道內(nèi)所有空間（包括中控室）進(jìn)行自動監(jiān)測。（3） 緊急電話隧道內(nèi)每200m設(shè)置一處緊急電話，作為內(nèi)部專用安全電話，單獨(dú)運(yùn)行，不進(jìn)入程控電話交換系統(tǒng)，只是在發(fā)生交通事故或火災(zāi)等緊急情況時，為司機(jī)或乘客在緊急情況下進(jìn)行呼救求援聯(lián)絡(luò)而安裝的專用電話。3.3.2 緊急警報設(shè)施在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故或交通事故的情況下，因受狹窄空間的限制，會引起交通混亂、火災(zāi)蔓延。此時，應(yīng)用報警設(shè)施向隧道中心控制室傳達(dá)發(fā)生的異常事故，然后通過隧道內(nèi)外的一系列緊急警報設(shè)施，迅速反映隧道內(nèi)狀況，使車輛停止進(jìn)入，防止事故擴(kuò)大

11、。緊急警報設(shè)施的組成包括：報警顯示板在隧道入口附近或隧道內(nèi)安裝報警顯示板，并考慮了其充分的可視距離和信息傳遞能力，以便于駕駛員看到其顯示字幕后即可掌握隧道內(nèi)狀況，并能在行駛途中做出適當(dāng)處理。平時顯示各種信號，事故發(fā)生時可通知后續(xù)車輛停止進(jìn)洞。另外，采用醒目的、能在瞬間提供信號的光電式顯示系統(tǒng)。閃光燈、報警燈在報警顯示板附近安裝閃光燈、報警燈，異常情況時，閃爍紅色光芒，向駕駛員報警，提請駕駛員注意看到報警顯示板。音響信號發(fā)生器隧道內(nèi)發(fā)生異常事故時，設(shè)置音響信號發(fā)生器，可發(fā)出警笛等音響信號，以喚起駕駛員的注意。3.4消防滅火系統(tǒng)3.4.1概述消防設(shè)施是隧道內(nèi)發(fā)生汽車火災(zāi)時，進(jìn)行滅火或控制火勢的設(shè)施

12、，參照公路隧道設(shè)計規(guī)范及公路隧道交通工程設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，并借鑒國外 有關(guān)消防閨房以及國內(nèi)已建成的長大隧道的消防經(jīng)驗(yàn)，窯頭嶺隧道設(shè)置的消防滅火系統(tǒng)由隧道洞外供水系統(tǒng)和洞內(nèi)消防設(shè)施組成。3.4.2 供水系統(tǒng)洞外供水系統(tǒng)由取水設(shè)施、集水池、加壓泵房、高位蓄水池和供水管網(wǎng)組成。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，窯頭嶺隧道消防水源取自其附近的武水流域，取水設(shè)施由滾水壩、沉砂井等設(shè)施組成。在隧道進(jìn)出口兩端及單側(cè)管道末端通過橫洞連通，形成可靠的環(huán)狀管網(wǎng)供水，由集水池經(jīng)加壓泵站向蓄水池引水，而后由蓄水池送到隧道各用水點(diǎn)。管網(wǎng)保持常有氺狀態(tài)，一旦發(fā)生火災(zāi)，即可投入使用。隧道內(nèi)外消防供水管道采用DN150加厚熱鍍鋅焊接鋼管。

13、3.4.3 洞內(nèi)消防設(shè)施洞內(nèi)消防設(shè)施，除安裝消火栓系統(tǒng)、化學(xué)滅火器系統(tǒng)、水成膜泡沫滅火系統(tǒng)外，為了進(jìn)一步加強(qiáng)滅火能力，還安裝了專供消防隊(duì)使用的給水栓供水系統(tǒng)及消防車等。消防設(shè)施包括：消火栓系統(tǒng)消火栓是主要的滅火設(shè)備，消火栓系統(tǒng)使用廣泛、經(jīng)濟(jì)有效。隧道內(nèi)消火栓系統(tǒng)由SG24/SNS65型雙出口消火栓（一個）、25m水龍頭帶（兩根）、水槍（兩只）等組成，消火栓出口栓口處最大剩余壓力為0.5MPa，于隧道內(nèi)右側(cè)每隔50m設(shè)置一處。滅火器系統(tǒng)滅火器是以小規(guī)模的初期火災(zāi)為對象而設(shè)置的消防器具，易于搬運(yùn)，操作簡單。隧道內(nèi)的滅火器洞室設(shè)在隧道的兩側(cè)，每50m設(shè)置一處，內(nèi)設(shè)MFZL8型手提式干粉滅火器（三只）

14、。水成膜泡沫滅火系統(tǒng)由于隧道內(nèi)火災(zāi)多為有機(jī)固體、電氣、油類災(zāi)害，因此，除消火栓和滅火器外，另設(shè)置水成膜泡沫滅火裝置，濃度為3%，噴射時間不小于22min，水成膜系統(tǒng)含軟管盤帶、泡沫液混合氣、負(fù)壓式比例混合器、泡沫噴槍、導(dǎo)向架等，放置在消防栓洞室內(nèi)。給水栓供水系統(tǒng)給水栓是隧道管理人員和消防人員所用的專用設(shè)施，其放水量比隧道內(nèi)消火栓大，設(shè)置在隧道的緊急停車帶及洞口附近，供消防取水之用，以配合消火栓和滅火器撲救較大的火災(zāi)。消防車窯頭嶺隧道配置泡沫消防車2輛，兩輛分別設(shè)在隧道進(jìn)口和出口。一旦發(fā)生火警，消防人員迅速進(jìn)入隧道，開動消防車直接進(jìn)入失火現(xiàn)場，可避免因隧道內(nèi)堵車等原因而造成延誤。表 消防及火災(zāi)救

15、援設(shè)備位置及間距設(shè)施種類設(shè)置位置設(shè)置間距設(shè)置高度窯頭嶺隧道監(jiān)控中心乳源縣桂頭鎮(zhèn)報警設(shè)施手動報警器側(cè)墻單側(cè)50m車道面上1.5m自動報警器側(cè)墻單側(cè)6m左右檢修道上1.0m緊急電話側(cè)墻上安裝的電話箱內(nèi)200m檢修道上1.5m緊急警報設(shè)施警報顯示板隧道洞口附近隧道內(nèi)緊急停車帶消防設(shè)施滅火器側(cè)墻兩側(cè)50m消火栓側(cè)墻單側(cè)50m水成膜泡沫滅火系統(tǒng)側(cè)墻單側(cè)50m給水栓隧道洞口附近隧道內(nèi)緊急停車帶500m消防車隧道洞口附近3.5 防災(zāi)排煙與救援系統(tǒng)長大公路隧道通風(fēng)是防災(zāi)救災(zāi)不可缺少并行之有效的重要手段，絕不能忽視。不管采用何種通風(fēng)方式，都必須驗(yàn)算火災(zāi)狀態(tài)下的通風(fēng)排煙能力。窯頭嶺隧道采用自然通風(fēng)，在發(fā)生火災(zāi)后通

16、風(fēng)排煙能力較弱，但由于隧道長度1500m，可不考慮排煙措施，且由于隧道凈空等方面的原因，不能設(shè)置風(fēng)機(jī)，故只要加強(qiáng)其它防災(zāi)措施來這方面的缺陷即可。合理地進(jìn)行火災(zāi)區(qū)段劃分，然后按區(qū)段設(shè)置在火災(zāi)發(fā)生時的人員撤離路線是防災(zāi)救援設(shè)計的關(guān)鍵。此處將隧道劃分為2個防火區(qū)段，每500米一個區(qū)段。3.6 救援組織計劃隧道火災(zāi)初期階段，應(yīng)按照以應(yīng)急疏散為主，應(yīng)急疏散和滅火救援協(xié)調(diào)統(tǒng)一的原則設(shè)定安全疏散路線和滅火救援路線?；馂?zāi)隧道的滅火救援應(yīng)在應(yīng)急疏散基本完成后展開；隧道內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重交通堵塞時，應(yīng)先清障再疏散，同時展開滅火救援。滅火救援交通流向應(yīng)避免與應(yīng)急疏散交通流向產(chǎn)生交叉，以防止產(chǎn)生新的交通事故和其他災(zāi)害。發(fā)生嚴(yán)

17、重交通阻塞的交通，消防車不宜靠近堵塞區(qū)域，滅火救援人員應(yīng)充分利用隧道內(nèi)消防設(shè)施實(shí)施滅火救援。隧道火災(zāi)救援處理一般包括人員車輛疏散、火災(zāi)處理與維護(hù)和恢復(fù)正常通車三個階段。3.6.1 疏散階段隧道監(jiān)控系統(tǒng)通過檢測或人工報警發(fā)現(xiàn)隧道發(fā)生火災(zāi)，并經(jīng)過監(jiān)控員圖像確認(rèn)后，立即提示監(jiān)控員啟動火災(zāi)控制預(yù)案。此階段控制預(yù)案內(nèi)容包括：（1） 通知隧道管理人員（必要時通知相關(guān)消防單位、醫(yī)療急救單位）進(jìn)行滅火救援工作；（2） 洞口前方可變情報板顯示“隧道火災(zāi)封道”、“禁止車輛駛?cè)搿钡葟?qiáng)制信息；洞口信號燈顯示紅色；（3） 火災(zāi)點(diǎn)上游車道標(biāo)志燈顯示紅X?；馂?zāi)下游的車道標(biāo)志保持綠色，知道監(jiān)控員確認(rèn)下游車輛全部駛離隧道后，再

18、陸續(xù)顯示紅X；通過火災(zāi)點(diǎn)區(qū)段疏散指示燈，誘導(dǎo)受困人員（含車輛）正確疏散必要時監(jiān)控員通過隧道廣播指揮系統(tǒng)引導(dǎo)受困人員迅速撤離；隧道內(nèi)外情報板相應(yīng)顯示“前方火災(zāi)禁止通行”、“請盡快撤離”等信息；（4） 洞口信號燈顯示轉(zhuǎn)向標(biāo)志，洞口等待車輛轉(zhuǎn)向另一方向車道遠(yuǎn)離隧道行駛； 3.6.2 火災(zāi)處理與維護(hù)階段（1） 監(jiān)控員或現(xiàn)場事件處理人員在確認(rèn)隧道內(nèi)所有受困人員全部撤離后，現(xiàn)場處理人員進(jìn)場展開滅火、搶救、修復(fù)、清掃等操作，控制系統(tǒng)相應(yīng)進(jìn)入時間處理階段；（2） 火災(zāi)發(fā)生隧道內(nèi)的所有車道標(biāo)志燈全部顯示紅色；消防救援車輛有火災(zāi)隧道排煙方向上有及非火災(zāi)隧道洞口兩端進(jìn)入；照明控制應(yīng)滿足現(xiàn)場搶救、維護(hù)工作的需要；（3） 如果火災(zāi)滅火后維護(hù)處理需較長時間，隧道上游車輛需要及時誘導(dǎo)從上游出口繞行。在火災(zāi)隧道洞口情報板顯示“車輛繞行、限速40km/h”，“請勿超車”，“保持車距注意安全”等信息；洞口信號燈顯示紅色。3.恢復(fù)正常通車階段火災(zāi)滅火救援結(jié)束，洞內(nèi)受損設(shè)施恢復(fù)，現(xiàn)場搶救人員、車輛及設(shè)施撤離后，可恢復(fù)發(fā)生火災(zāi)隧道的正常交通，相應(yīng)控制內(nèi)容為：首先洞內(nèi)車道標(biāo)志全部顯示綠色；洞內(nèi)情報板顯示“限速80km/h”