公路隧道火灾特性及其防治初探

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1、万方数据琼您综述公路隧道火灾特性及其防治初探朱秀莲(中铁十五局集团有限公司第五工程公司，河南洛阳471003)摘要：根据国内外公路隧道火灾案例统计资料和典型火灾试验结果，分析了公路隧道火灾的特点、温度分布规律以及压力分布性态，并对公路隧道防灾救援技术的相关问题进行了初步探讨。关键词：公路隧道；火灾；防灾救援中图分类号：U459．2文献标识码：A文章编号：1672—3953(2004)03—0010—041．引言根据欧洲隧道统计资料，公路隧道发生火灾的频率为1×107车·公里一次，尽管其发生频率相对较小，但由于隧道火灾温度高、烟

2、雾大，疏散、扑救困难，一旦发生，所造成的影响和损害往往都十分巨大。如勃朗峰公路隧道(位于法国与意大利之间，长11．6km)，1999年3月24日由于一辆货运卡车自燃引起的火灾，造成41人死亡、43辆汽车被烧毁的严重后果，交通中断一年半以上。隧道火灾不仅危及人、车安全，造成交通中断，还会损伤隧道结构，影响其使用寿命，甚至会导致局部地区生产秩序的混乱和停顿。因此，世界各国对公路隧道尤其是长大公路隧道防治火灾的研究都非常重视。目前，我国已建成的公路隧道有350余座，总延长达100km，已建、在建和规划中的长大公路隧道也有数十座之多，

3、随着我国交通事业的不断发展，长大公路隧道的建设速度将会不断增加。进行公路隧道火灾规律及其防治技术的研究，意义重大。2公路隧道火灾特点通过对国内外89座交通隧道火灾事故的调研，隧道火灾发生、发展的主要特点是：(1)失火爆发成灾的时间一般为5～10min，持续时间与隧道外的环境有关，较大的火灾一般在30收稿日期：2004—02—16作者简介：朱秀莲(1971一)，女，工程师min和几个小时之间。(2)隧道火灾一般可分为两种类型：即富氧型和燃料丰富型。较小的火灾更容易产生大量的烟雾并充满整座隧道，以至于在使用强力照明(泛光灯)的条件

4、下，能见度也只在1．0m以内。同时，有毒烟雾的传播，将使人员中毒而死亡。(3)隧道内一旦起火，由于烟囱效应，温度和烟会迅速传播，它的大部分能量被用去加热通风的空气。此时，下风侧的温度可达到1000‘C以上，炽热的空气流经途中可把它的热量传递到任何易燃或可分解的材料上，形成火从一个着火点“跳跃”一个长度而引燃下一个燃料火源的现象。(4)火灾发生过程中，在隧道拱顶附近会形成一层远离火源的热烟流和气流，而支持燃烧的空气从热烟层下面向火源流动。例如，在同一水平内，不通风隧道火源发生点如果靠近隧道纵向中点，“浮力效应”将引起一种热烟流从

5、隧道两端排出而外部空气从热烟流下引入的对称循环形式。对纵向式通风系统，如果通风的风量充足，则将使所有的热气流流向下风向；如果风量不足，上层的热气流将相反于压力通风的方向流动，发生“回流现象”。(5)隧道火灾将极大地影响隧道内空气压力的分布，而隧道空气压力的变化可导致通风气流流动速度的变化，或加速，或减速，或者完全逆向流动。隧道火灾由于有强烈的热，只能从逆风端去救火。然而，烟的这种逆向流动将会阻碍救火工作的进行。(6)安全疏散困难，极易发生次生灾害。火灾发生后，人们情绪紧张，造成拥挤、交通混乱等情况，极易导致发生意外伤亡事故。国

6、防交通工程与技术_置一2004第3期万方数据舔您综述3公路隧道火灾原因引起公路隧道火灾的原因是多种多样的，但概括起来主要集中在：隧道电气线路或电器设备短路起火；汽车化油器燃烧起火；紧急刹车时制动器起火；汽车交通事故起火和车上装载的易燃物品爆炸起火等几个方面。随着交通事业的发展，尤其是长大公路隧道数量的增加，隧道火灾事故的频率也呈现出不断上升的趋势，其原因主要有：(1)长大隧道行车密度相对较大，隧道内载有各种可燃物质(油、化工原料等)的车辆数量和通过频率相对较大，增加了隧道火灾的可能性。(2)行车速度的提高及长大隧道线路维护困难

7、，致使路面质量不断下降，容易造成隧道内交通事故而引发隧道火灾。(3)长大隧道内电气设备增多，增加了电气起火的发生频率。4温度场的分布公路隧道一旦发生火灾，隧道内温度不是呈线性逐渐增加，而是有一个剧增的过程，一般在起火后的5～10min‘内，温度即达到最高。其温度的最高值与燃料种类、数量、燃烧延续时间、燃烧速度以及隧道本身的特性有关。4．1隧道纵向温度场的分布由于燃烧引起的冷热空气对流和隧道壁面对于流经其中的高温火烟的冷却作用，使得热烟气流的热量被空气及非燃烧物质(主要是巷道壁面)所吸收而使其温度沿程下降。大量的试验表明，隧道风

8、速和火灾规模对温度的纵向分布有很大影响。在相同条件下，随着风速的增大，火区附近的温度下降而火区下游隧道沿程温度上升；当其它条件不变时，随着火灾规模的增大，温度场纵向影响范围相应增加。由于火灾是一个动态发展过程，因此，其纵向温度分布也随着时间的发展不断地变化。发生火灾后，随着时