【摘要】介紹了隧道火災發生的原因及危害性,對隧道火災中煙氣流動和火焰傳播特性進行了理論分析,并且通過典型事件針對突發情況時通風、照明等各個系統的工作情況和隧道火災的控制預案進行說明。
　　【關鍵詞】高速公路;隧道火災;應急措施
　　
　　1 隧道火災的原因及隱患
　　
　　1.1 隧道火災的原因:從國內外隧道火災事故案例可知,造成火災事故的原因是多方面的。隧道火災原因大致有以下幾個方面。
　　1.1.1 車輛本身故障引發的火災:車輛故障引發汽車火災的主要原因有機件摩擦起火、化油器回火、電氣線路短路、車輛漏油等引發火災。
　　1.1.2 車輛撞擊起火:由于隧道內車輛超速行駛和隧道能見度低,極易發生車輛之間、車輛與隧道及隧道設施相撞或擦掛,發生交通事故導致火災的。
　　1.1.3 車輛上的貨物引起火災的:隧道內有各種車輛通過,他們所載的貨物有可燃的或易燃的物品,可能會因各種原因引發火災。
　　另外還有隧道內的設施、設備著火而引起的隧道火災等。
　　1.2 隧道火災的隱患:據國際消防技術委員會(CTIF)近期對多國隧道的檢查中發現,當前不少隧道由于設計和管理差錯,存在以下火災隱患。
　　1.2.1 通風排氣道少:隧道中經常運輸化學物品和多種易燃易爆物品,由于隧道內通風排氣道少,必然通風不暢,溫度上升快,許多有害氣體都滯留在隧道內,不但傷害人體健康,而且遇到高溫和名火,及易發生火災和爆炸,造成重大損失。
　　1.2.2 缺少緊急出口通道:當前各國隧道的外觀比較優美,結構各不相同,高度和密度也各異,但都缺少緊急進出口道。不少公路只能從兩端進出。有些隧道雖然有少量進出口道,但標志不醒目,一旦發生火災,不但消防和救護車輛無法到現場,遇難者也難逃出,必然造成重大損失。
　　1.2.3 防火救護設備少:不少隧道內缺少滅火水源和滅火器,消火栓間隔太遠,救護工具也很少。一旦發生火災,現場人員無法及時滅火救災。此外還有許多人們不重視或不了解的危險因素。如國際消防技術委員會多次火災案例報告中所述,通過隧道運輸的面粉、咖啡粉和牛奶粉等有機粉末與隧道中灰塵混合后,遇到高溫或明火時同樣會發生爆炸。隧道火災危險性大于敞開空間火災的危險性。
　　
　　2 隧道火災中煙氣流動和火焰傳播速度的特性
　　
　　日本隧道火災研究所在隧道火災的研究中,建造了長21m、高1.6m、寬1.5m的隧道模型,研究表明,隧道內燃料的燃燒速度是敞開空間的3倍,隧道火災中,隧道內溫度可達到1000℃。當隧道發生火災時,向隧道內送風,在一定程度的風速下,火焰的燃燒速度和敞開空間一致;如果風速減弱,火源正上方的隧道壁溫度將很快升高,通過輻射熱量的返回,燃燒速度將猛烈增加。隧道火災煙氣流動和火焰傳播、擴散是十分復雜的現象。隧道火災的危害主要來自于煙氣和火勢的蔓延,而煙氣的擴散和火焰的傳播速度完全被隧道氣流控制。
　　無風隧道中煙氣自由流動擴散的主要特性。其特征表現為緩慢而非穩定的流動擴散過程?；馂某跗陔A段煙氣在隧道上部空間呈流束狀的縱向延伸,同時逐漸向下部空間的空氣區橫向擴展。這種煙氣和空氣的分層作用將隨著煙氣擴散逐漸減弱以致消失,在一定距離處以全斷面的煙氣流狀態繼續擴散,已形成的流束狀煙氣也漸趨消失。其結果在隧道中形成大范圍、高濃度的煙氣危害區,在火災初期階段,利用煙霧和空氣的分層現象和擴散,將對控制隧道火災、防災起到積極作用。但是,當自由擴散形成煙氣危害區以后,將對防災產生不利的影響。利用通風氣流改變這一流動擴散形態,將對控制隧道火災、防災產生明顯效果。在自然風控制下隧道中的煙氣受限流動擴散特性表現為:在下部煙氣區,燃燒生成的煙氣即刻被氣流裹攜,并在強烈的混摻作用下很快擴散至整個流區空間。煙霧區位置和對煙霧的稀釋程度,是與火災的發生位置和強度密切相關的。在少數特定的條件下,直接利用自然風控制火災煙霧可以獲得良好的防災效果,但大多數情況下將對防災產生不利影響甚至嚴重后果。因此,利用風機對氣流的調節作用,改變煙霧的擴散形態對于控制火災是十分必要的。
　　利用風機改變隧道中的自然風狀態(包括靜止狀態),這時的煙霧擴散完全被調控氣流所控制,稱為煙氣的強制擴散。由于氣流的調控不僅可以進行不同幅度的增速、減速調節,而且還能改變流動的方向。因此,被調控氣流所控制的煙霧擴散濃度和擴散區域也隨之變化,這種煙霧擴散特性更能適應隧道防災的要求。從此意義上說,煙氣的強制擴散是控制隧道火災的一種主要擴散形式。通過氣流的調控改變煙氣和火焰傳播擴散特性,不僅是必要的,而且也是可行的。