第４１卷第３期 ２ ０ １ ５年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＶｏＩ．４ｌ Ｎｏ．３ Ｊａｎ． ２０１５ ・２４５・ 文章编号：１００９－６８２５（２０１５）０３—０２４５—０２ 公路隧道防火技术研究现状及火灾防控对策分析 潘 种 （太原市消防支队，山西太原０３０００２） 摘要：阐述了公路隧道的火灾特点，总结分析了国内外公路隧道火灾的研究现状，并在此基础上提出了建立火灾探测系统、灭火 控火系统、安全疏散等公路隧道的火灾防控对策，以提升公路隧道的火灾安全性能。 关键词：公路隧道，火灾，防控，安全 中图分类号：Ｕ４５８ 文献标识码：Ａ 现如今，公路交通隧道正在跟随着我国经济建设的快速发展 件和风速下烟气的运动情况为完善云南省工程建筑技术标准《公 一同发展。隧道之所以有着较高的火灾危险性，和它在空间、结 路隧道消防技术规程》提供了技术支撑 Ｊ。 构上的特殊性有着密切的关联，虽然说交通隧道能够带给人们巨 １隧道火灾特点 大的便利性，但是同时也带给消防工作更大的挑战。现在国际上 １．１燃烧速率快 经常会出现隧道火灾事件，这对人们的财产和生命安全有着极大 隧道的外围是土壤和岩石，通风孔洞面积有限，近似于封闭 的危害，并且对人们的正常生产生活以及交通设备造成了严重的 空间。自然通风情况下，发生火灾时，燃烧受空间影响，沿隧道两 损害。１９９６年英吉利海峡隧道发生火灾，造成交通中断１个月。 边蔓延，热烟气在隧道内积累，导致内部温度上升，从而引发轰燃情 １９９９年３月２４日，连接法国和意大利的勃朗峰公路隧道发生特 况。通过相关消防部门的研究表明，在进行隧道火灾的模拟实验研 大火灾，连续１０天的“地下惨剧”造成隧道结构破坏十分严重，交 究中，隧道内部的燃料速度会比敞开空间内的燃烧速度快３倍。 通中断长达一年半。２０１４年３月１日，山西晋济高速公路岩后隧 １．２火灾的烟气温度高 道发生火灾，燃爆事故造成人员伤亡惨重，汽车损毁严重。 隧道内一旦起火，燃烧释放的热量不易散发，然后产生的热 隧道火灾虽然是小概率事件，但其危害后果不容忽视。公路 气流会在浮力效应的影响下，在隧道的内部拱顶上形成非常厚的 隧道在现如今受到了越来越多人的关注，公路隧道的技术也在不 热烟气，因为在着火的地方会不断地出现烟气，所以说隧道的拱 断进步之中，国内外的研究人员和相关的消防部门也对其有了更 顶的烟气体积会越来越多，体积膨胀就会导致烟气往隧道的两侧 加深入的了解，各国学者主要采取小尺寸模拟试验研究、数值模 蔓延。当烟气在拱顶位置不断积累时，在隧道的拱顶位置处出现 拟研究、大尺寸及全尺寸试验研究三种试验方法 。由于隧道 一个最高温度，这是对隧道结构耐火性能和承重能力的严峻考验。 结构的特殊性和巨大的长宽比特征，基于无量纲的小尺寸模拟试 １．３起火地点的移动性 验研究方法在隧道火灾领域中被广泛运用。从２Ｏ世纪７０年代起 公路隧道内车辆起火初始时，不易被驾驶者发现，在车辆出 英国、德国、瑞典、挪威、意大利等国家就进行了一系列的全尺寸 现着火情况之后仍然在继续行驶，这就导致着火的位置往往不是 试验。我国的隧道火灾研究起步较晚，中国科学技术大学和云南 火灾报警的原始位置 。同时，火源移动使烟气蔓延和热量扩散 消防总队合作在昆明进行了１Ｏ次全尺寸试验，研究不同火灾条 加快，改变烟气扩散的对称性规律，影响了机械通风的临界风速， 民同意后，由东昌府区发布。险情完全解除后，由 农村供水工作的最终目标。因此东昌府区水务局结合党的群众路 区通过报纸、电台、电视和网络等传媒发布解除警报信息。 线教育实践活动，组织供水服务人员与区防疫卫生部门一起深入 到农村，开展供水突发事件相关事件培训，避免造成传染病的传播。 ５加强对农民的卫生用水教育和宣传 东昌府区水务局开通了公共用水服务电话２９９０１１６，２４ ｈ实 参考文献：时与农民沟通，就供水问题，农民可足不出户，便能第一时间享受 ［１］ 山东省农村公共供水管理办法［ｓ］． 服务。农村供水工程的服务对象是农民，让农民喝上放心水，是 ［２］ 聊城市农村公共供水管理办法［ｓ］． Ｏｎ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｐｕｂｌｉｃ ｗａｔｅｒ－ｓｕｐｐｌｙ ｏｆ ｒｕｒａｌ ａｒｅａｓ ｏｆ Ｄｏｎｇｃｈａｎｇｆｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｓｈａｎｇ Ｊｉｎｇ’Ｘｕ Ｑｉｎｇｔａｏ （Ｉ．Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｅｓ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆＤｏｎｇｃｈａｎｇｆｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｏｆＬｉａｏｃｈｅｎｇ Ｃｉｔｙ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｉａｏｃｈｅｎｇ ２５２０００，Ｃｈｉａ）ｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｐｕｂｌｉｃ ｗａｔｅｒ・ｓｕｐｐｌｙ ｉｎ ｒｕｒａｌ ａｒｅａｓ ｏｆ Ｄｏｎｇｃｈａｎｇｆｕ Ｄｉｓｔｉｒｃｔ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｅｓ－ ｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｓｕｐｐｌｙ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｍａｔｅｒｉｌｓ ｒｅｓｅｒｖｅｓ，ｅｓｔａａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｓｕｐｐｌｙ ｓａｆｅｔｙ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｄｕｔｉｅｓ，ｒｅｐｏｒｔｓ ｏｎ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ａｎｄ ｐｕｂｌｉｃｉｔｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｕｓｅｓ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｗａｔｅｒ—ｓｕｐｐｌｙ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｕｒａｌ ａｒｅａｓ，ｗａｔｅｒ－ｓｕｐｐｌｙ，ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｙｓｔｅｍ，ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ａｃｃｉｄｅｎｔ 收稿日期：２０１４一ｌｌ－２０ 作者简介：潘ｊ冲（１９８５一），女，助理工程师 ・２４６・ 第４１卷第３期 ２ ０ １ ５年１月 山 西 建 筑 的温度仅仅只有４０ ，所以说在进行隧道火灾探测器选择的时 候应充分考虑误报率低、响应时间短、抗污染能力强等基本原则。 公路隧道一般远离城市，所以说在发生火灾时很难得到城市 对火灾扑救和人员逃生都不利。 １．４疏散条件差 的通风条件以及隧道的相关结构形式都不够完善，造成燃烧不能 ＣＯ，ＣＯ 及其他有毒气体的浓度上升的主要原因是，隧道内部 ２．４灭火控火系统 够充分进行，从而气体浓度上升。据研究，当ＣＯ气体含量达到 的及时增援，加强自助救援才能避免重大火灾事故的发生，在隧 ０．５％、空气氧含量低于１８％，隧道内的人员就会有生命危险。同 道防火设计中灭火控火系统是控制火灾范围的重要因素，这套系 时，隧道内架设的电缆架、消防箱、排水沟等设施影响人们的疏散 统主要包括灭火器、消火栓系统和自动喷水灭火系统。灭火器一 速度，易发生拥挤踏伤容易造成跌倒踩伤。 般选用磷酸铵盐干粉灭火器、轻水泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、 １．５扑救难度大 泡沫灭火器。消火栓系统和自动喷水灭火系统的可靠性依赖于 且 公路隧道一般远离市区，一旦发生火灾，引起交通堵塞，消防 消防水源的完整好用。我国规定长大隧道必须修建消防水池，车辆很难靠近火场。隧道线长面广，进出口少，消防员到达现场 储存足够的消防用水量，保证最不利点的水压要求。火灾自动喷 后不能有效侦查火情、制定救援方案，延误战机。同时，公路周边 水灭火系统的选用和设置在实际工程中存在较大争议。一些学 者认为隧道火灾多因机动车着火引起，喷水灭火系统不仅不能灭 的水源少，水量和水压难以保证，火灾很难得到有效控制。 ２公路隧道防火研究对策 火还会影响隧道的能见度，另一些学者建议使用水喷雾系统压制 ２．１ 隧道建筑结构及防火材料 在进行隧道火灾的救援工作中，隧道的相关结构能否保持正 火势，冷却热气流、车辆及装载的货物等，起到防火和冷却作用， 为人员疏散和灭火救援争取时间。 常的支撑力度是一个困扰人们很久的问题，允许安全的救援时间 ３结语 公路隧道建设如火如荼，消防安全隐患呈现出的问题也越来 有多长。根据研究结果，隧道中混凝土长时问暴露在高温下会发 生爆裂，在火灾起始的３０ ｍｉｎ内那些未经保护的混凝土会发生爆 越突出，国内外在隧道安全设计和管理，以及法律法规方面都有 裂，这样会导致预应力混凝土隧道出现更危险的情况。通常来 很大争议，这都是消防领域面临的亟待解决的问题。隧道特殊的 说，高强度的混凝土在温度达到４５０℃的时候就会使其抗压强度 结构和空间布局使隧道建筑的火灾研究不能依赖于民用建筑的 需要进行更多的小尺寸和全尺寸火灾试验 的４０％丧失，温度达到６００℃的时候，隧道的抗压强度就会损失 火灾数据和研究结论，掉７５％。所以说火灾中隧道坍塌的防止工作对于隧道结构的防 研究。本文的研究只是一个初步的思路，希望能引起相关部门 消防设施建设、火灾预防措施方面有 火建设来说十分重要，一般方法有喷涂材料保护和板材保护两 的重视，在隧道结构安全、种。常用的防火涂料有Ｆ６６饰面型防火涂料，这种方法的缺点是 更多深入的研究，以促进隧道消防安全，保障人民的生命财产 安全。 涂料保护层的附着力在污染环境下容易失效。 ２．２安全疏散 梯、隧道出入口、疏散指示标志、应急照明及防排烟系统等。在隧 道火灾中，位于隧道两端出口的车辆及人员疏散较为容易，但隧 道中部的人员疏散较为困难。一般情况下在隧道内的人员正常 员的疏散安排时，最高的温度一定要控制在８Ｏ 以下，并且在此 温度下保持的时间要控制在１５ ｍｉｎ之内。因此在中、长隧道内必 本身且能够阻隔高温烟气，并应设置的防排烟系统。 参考文献： 隧道的安全疏散设施包括人行横通道、车行横通道、逃生滑 ［１］ Ｋｕｍａｒ Ｓ，Ｃｏｘ Ｇ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｉｆｒｅｓ ｉｎ ｒｏａｄ ｔｕｎ— ｎｅｌｓ［Ｃ］．Ｉｎ：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ ａｎｄ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｔｕｎｎｅｌｓ．Ｌｉｌｌｅ， Ｆｒａｎｃｅ，１９８５：６１－７６． ｔｏｓｈｉ Ｋｕｆｉｏｋａ，Ｙａｓｕｓｈｉ Ｏｋａ，Ｈｉｒｏｏｍｉ Ｓａｔｏｈ，ｅｔ ａ１．Ｆｉｒｅ ｐｒｏｐｅｒ－ 疏散速度为１．５ ｍ／ｓ，有烟气的情况下只有１ ｍ／ｓ。在进行相关人 ［２］Ｈｉｔｉｅｓ ｉｎ ｎｅａｌ￣ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｓｑｕａｒｅ ｆｉｒｅ ｓｏｕｒｃｅ ｗｉｔｈ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｖｅｎｔｉｌａ— ｔｉｏｎ ｉｎ ｔｕｎｎｅｌｓ ｌ Ｊ Ｊ．Ｆｉｒｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００３（３８）：３１９—３４０． Ｏ．Ｖａｕｑｕｅｌｉｎ，Ｄ．Ｔｅｌｌｅ．Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ 须设置人员避难所。同时人员避难所的耐火极限不应低于隧道 ［３］ｆｏ ｔｈｅ ｓｍｏｋｅ“ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ”ｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｒｅｓ［Ｊ］．Ｆｉｒｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００５（４Ｏ）：３２０－３３０． ２．３火灾探测系统 胡隆华．隧道火灾烟气蔓延的热物理特性研究［Ｄ］．舍肥： 火灾探测器对快速发现并及时处理火灾起着至关重要的作 ［４］中国科学技术大学，２００６． 用，但隧道内环境温度、纵向通风风速、汽车排放的尾气、粉尘，以 邓 军，李士戎，炎正馨，等．基于移动火源的隧道拱顶温度 及各种电缆产生的电磁干扰都可能影响探测情况。霍然、彭伟等 ［５］分布规律实验研究［Ｊ］．煤炭学报，２０１３，３８（１１）：１９６７— 在全尺寸试验研究中发现，热烟气到达隧道顶部的过程中，火羽 流会卷席周围的环境空气，使得隧道顶部烟气温度较低，无法达 １９７１． 李立明．隧道火灾烟气的温度特征与纵向通风控制研究 到缆式线性感温探测器的动作温度；当隧道内风速达到 ［６］［Ｄ］．合肥：中国科学技术大学，２０１２． ２．３ ｍ／ｓ时，此时火源的功率达到１．５ ＭＷ，在隧道的顶部烟气层 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｒｅ—ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｆｉｒｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ Ｐａｎ Ｃｈｏｎｇ （Ｔａｉｙｕａｎ Ｆｉｒｅ—Ｆｉｇｈｔｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｒｅ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｆｉｒｅ—ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｆｉｒｅ—ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｅｖａｃｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ， ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｆｉｒｅ ｓａｆｅｔｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ，ｆｉｒｅ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｓａｆｅｔｙ
