大型火災(zāi)消防盲區(qū)的消防設(shè)施配置
——以公路隧道為例

重慶交通大學(xué) 陳 強(qiáng)

大型火災(zāi)消防盲區(qū)的消防設(shè)施配置
——以公路隧道為例

重慶交通大學(xué) 陳 強(qiáng)

近年來，我國公路隧道的數(shù)量和規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，隧道安全問題也隨之日漸突出，尤其是隧道消防問題已不得不引起人們的重視。但目前我國還沒有專門的隧道消防等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的消防設(shè)施配置標(biāo)準(zhǔn)，這不僅給我國的公路隧道安全帶來很大隱患，有時(shí)還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。為此，筆者對公路隧道消防等級(jí)的劃分以及消防設(shè)施配置等問題進(jìn)行了分析和探討，以期有助于提高我國隧道消防設(shè)施配置的合理性。

一、常用消防設(shè)施滅火能力比較

目前，我國公路隧道內(nèi)配置的消防設(shè)施主要有滅火器、消防栓（普通、泡沫）、自動(dòng)滅火系統(tǒng)（水噴霧、泡沫–水噴霧）和隧道專用消防車。

1.滅火器。滅火器主要用于撲滅隧道內(nèi)由單輛汽車引發(fā)的小型火災(zāi)，射程為2 ～ 5 m，適合消防第一梯隊(duì)（火災(zāi)車輛司乘人員）使用。

2.消防栓。公路隧道內(nèi)配置的消防栓一般有普通型和泡沫型兩種。

（1）普通消防栓。普通消防栓主要用于對A類火災(zāi)的滅火，對其他類型火災(zāi)尤其是油類火災(zāi)的滅火效果不好，對撲救熱釋放率小于15 MW的A類火災(zāi)效果較好。

（2）泡沫滅火栓。泡沫滅火栓是一種以固定方式撲滅B類火災(zāi)的消防器材。該裝置能噴射低倍數(shù)空氣泡沫，用以撲滅由石油類產(chǎn)品引發(fā)的B類火災(zāi)，以及由木材、紡織品等一般固體物質(zhì)引發(fā)的A類火災(zāi)。

3.自動(dòng)滅火系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外公路隧道內(nèi)配置較多的自動(dòng)滅火系統(tǒng)是用控制初期火災(zāi)、進(jìn)行防護(hù)并冷卻火災(zāi)區(qū)域的水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)和用以控制并撲滅初期火災(zāi)的泡沫–水噴霧聯(lián)用自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

（1）水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)。在公路隧道內(nèi)設(shè)置水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)的主要目的并不是用來滅火，而是用于降低公路隧道內(nèi)的溫度，保護(hù)隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并有利于人員逃生。水噴霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)可用于撲救固體火災(zāi)、閃點(diǎn)高于60 ℃的液體火災(zāi)以及電氣火災(zāi)，但對油類火災(zāi)滅火效果不佳。該系統(tǒng)對熱釋放率小于20 MW的公路隧道火災(zāi)的撲救控制效果較好。

（2）泡沫–水噴霧聯(lián)用自動(dòng)滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)依靠泡沫和水膜的雙重作用進(jìn)行滅火，前期噴泡沫滅火，后期噴水冷卻防止復(fù)燃。

根據(jù)試驗(yàn)，泡沫–水噴霧聯(lián)用自動(dòng)滅火系統(tǒng)能夠在啟動(dòng)2 m in內(nèi)撲滅熱釋放效率為200 MW的油類火災(zāi)（噴射強(qiáng)度28.95 L/（min·m2）），能夠在啟動(dòng)4 s內(nèi)撲滅熱釋放效率為18 MW的A類火災(zāi)。

4.消防車。針對公路隧道內(nèi)火災(zāi)的一般特點(diǎn)，多配置泡沫消防車。泡沫消防車車內(nèi)一般可儲(chǔ)存水4 t左右、泡沫2 t左右，射程一般大于50 m，主要用于撲救隧道內(nèi)火災(zāi)溫度高、釋熱率比較大的大型火災(zāi)。

二、公路隧道不同火災(zāi)級(jí)別的消防設(shè)施配置

1.火災(zāi)級(jí)別的劃分。目前，有很多國外機(jī)構(gòu)對公路隧道內(nèi)的火災(zāi)熱釋放率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，尤其是荷蘭對這方面的研究比較全面和深入，給出了火災(zāi)的規(guī)模、熱釋放率以及相應(yīng)的火災(zāi)場景。本文，筆者依據(jù)相關(guān)研究成果，將公路隧道火災(zāi)劃分為以下4個(gè)級(jí)別：

（1）小型火災(zāi)。小型火災(zāi)的熱釋放率為3 ～ 5 MW，火災(zāi)場景為一輛小汽車完全燃燒。

（2）中小型火災(zāi)。中小型火災(zāi)的熱釋放率為15 ～ 20 MW，火災(zāi)場景為一輛公共汽車/貨車完全燃燒。

（3）中型火災(zāi)。中型火災(zāi)的熱釋放率為50 ～ 100 MW，火災(zāi)場景為裝載重卡車完全燃燒。

（4）大型火災(zāi)。大型火災(zāi)的熱釋放率為300 MW以上，火災(zāi)場景為裝有50 m3汽油的油罐車完全燃燒。

2.消防設(shè)施配置。消防設(shè)施的配置應(yīng)該從安全和經(jīng)濟(jì)兩方面綜合考慮，對于各級(jí)別的火災(zāi)，既要分析其必選消防設(shè)施（最低配置標(biāo)準(zhǔn)），也要考慮完全滿足安全需要的宜選設(shè)施。

（1）小型火災(zāi)的消防設(shè)施配置。根據(jù)荷蘭縱向通風(fēng)隧道實(shí)驗(yàn)，當(dāng)熱釋放率在6 MW時(shí)，火源附近幾米內(nèi)的煙霧溫度低于150 ℃，在距火源幾米范圍內(nèi)就可以滅火，且對隧道內(nèi)部損壞不大。因此，對于小型火災(zāi)，選用滅火器即可基本滿足滅火需求。此外，可以考慮在選用滅火器的基礎(chǔ)上，增設(shè)普通消防栓以完全滿足消防安全需要。即小型火災(zāi)的消防設(shè)施配置為：滅火器（必選）、普通消防栓（宜選）、泡沫消防栓（宜選）。

（2）中小型火災(zāi)的消防設(shè)施配置。中小型火災(zāi)的最高溫度為 800 ℃，消防人員仍能靠近火場進(jìn)行滅火，但由于普通消防栓對熱釋放效率為15 WM以上的火災(zāi)滅火效果不好，因此必須使用泡沫消防栓。但從完全滿足消防安全考慮，宜配置主動(dòng)滅火系統(tǒng)（水噴霧）。即此級(jí)別的必選消防設(shè)施為滅火器、普通消防栓、泡沫消防栓，宜選設(shè)施為主動(dòng)滅火系統(tǒng)（水噴霧）。

（3）中型火災(zāi)的消防設(shè)施配置。此級(jí)別火災(zāi)50 m處的煙霧溫度約為800 ℃，穿著消防服能在距火源20 m處滅火，隧道內(nèi)部有損壞，預(yù)計(jì)火災(zāi)下游150 ～ 300 m處有增壓機(jī)掉落。對于中型火災(zāi)，消防栓的滅火能力已經(jīng)不能滿足滅火要求，需要選用自動(dòng)滅火系統(tǒng)（泡沫–水噴霧）。經(jīng)濟(jì)能力不足的，可以僅在風(fēng)機(jī)和機(jī)電洞口附近重點(diǎn)布設(shè)自動(dòng)滅火系統(tǒng)。即中型火災(zāi)的必選消防設(shè)施為滅火器、消防栓系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)重點(diǎn)布設(shè)，宜選設(shè)施為自動(dòng)滅火系統(tǒng)全線布設(shè)。

（4）大型火災(zāi)的消防配置。火災(zāi)熱釋放率在100 WM時(shí)，預(yù)計(jì)持續(xù)時(shí)間為2 h，火災(zāi)下游20 m處煙霧溫度高達(dá)1 400 ℃，火災(zāi)下游300 ～ 500 m處的增壓機(jī)都會(huì)受到損壞。發(fā)生大型火災(zāi)時(shí)，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的滅火能力已無法滿足消防要求，必須使用隧道專用消防車才能進(jìn)行徹底滅火。此外，還必須在風(fēng)機(jī)和機(jī)電洞口附近布設(shè)自動(dòng)滅火系統(tǒng)。

3.大型火災(zāi)消防盲區(qū)及其消防設(shè)施配置。如果大型火災(zāi)發(fā)生在消防車不能及時(shí)到達(dá)的隧道區(qū)段，那么大火就可能由于無法得到及時(shí)控制而演變成災(zāi)難。因此，配置大型火災(zāi)的消防設(shè)施時(shí)必須重視這種情況，把該區(qū)段視為大型火災(zāi)消防盲區(qū)，而大型火災(zāi)消防配置的關(guān)鍵就在于降低盲區(qū)的危害。

（1）大型火災(zāi)消防盲區(qū)。發(fā)生大型火災(zāi)后，如果消防車在黃金救援6 min之內(nèi)沒有到達(dá)火災(zāi)區(qū)域，那么火災(zāi)就極有可能因得不到有效控制而演變成災(zāi)難。隧道內(nèi)，消防車在黃金救援6 min內(nèi)無法到達(dá)的這段區(qū)域就是隧道的大型火災(zāi)盲區(qū)，如圖1所示。

圖1 公路隧道內(nèi)的大型火災(zāi)消防盲區(qū)

（2）降低盲區(qū)危害。一方面，可通過隧道消防車的合理布置，盡可能地減小隧道盲區(qū)的長度；另一方面，可在盲區(qū)布設(shè)自動(dòng)滅火系統(tǒng)對火災(zāi)進(jìn)行控制，為消防車的到達(dá)爭取時(shí)間。公路隧道大型火災(zāi)消防車以及自動(dòng)滅火系統(tǒng)的具體配置見表1。

表1 公路隧道大型火災(zāi)消防車以及自動(dòng)滅火系統(tǒng)的配置

三、公路隧道消防等級(jí)劃分以及相應(yīng)消防設(shè)施配置要求

目前，我國還沒有專門的公路隧道消防等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)踐中，可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，參考《公路隧道消防技術(shù)規(guī)程》（云南DBJ/53–14–2005）中的有關(guān)規(guī)定配置消防設(shè)施。

根據(jù)公路等級(jí)、隧道長度和交通量，一般可將將隧道防火等級(jí)劃分為I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)、Ⅳ 級(jí)等4級(jí)，并且規(guī)定I、II、III、Ⅳ級(jí)的消防設(shè)施配置分別以大型火災(zāi)、中小型火災(zāi)、中型火災(zāi)、小型火災(zāi)的消防設(shè)施配置為標(biāo)準(zhǔn)。

如將長度大于500 m、年交通量在60 000 ～ 100 000的八車道高速公路隧道的消防等級(jí)設(shè)為最高級(jí)I級(jí)，則其消防設(shè)施配置就應(yīng)以大型火災(zāi)的配置為標(biāo)準(zhǔn)， 將滅火器和消防栓系統(tǒng)列為必選設(shè)施、消防車以及自動(dòng)滅火系統(tǒng)配置見表1。

II級(jí)防火等級(jí)的消防設(shè)施配置應(yīng)以中型火災(zāi)的配置要求為標(biāo)準(zhǔn)：滅火器（必選）、普通消防栓（必選）、泡沫消防栓（必選）、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)附近布設(shè)（必選）、自動(dòng)滅火系統(tǒng)全線布設(shè)（宜選）。

公路隧道III、Ⅳ級(jí)消防等級(jí)的詳細(xì)劃分標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)消防設(shè)施配置見表2。

表2 隧道消防等級(jí)Ⅲ、Ⅳ的劃分以及相應(yīng)的消防設(shè)施配置

1.隧道消防等級(jí)與《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/ T D71）中的隧道監(jiān)控等級(jí)A、B、C、D級(jí)的劃分原理相同，但側(cè)重點(diǎn)不同：消防等級(jí)考慮消防工程的特殊性，側(cè)重于消防設(shè)施的設(shè)置。

2.長度＜1 000 m的隧道一般不設(shè)消防栓滅火系統(tǒng)，特殊隧道可根據(jù)交通量組成及運(yùn)營管理需求酌情設(shè)置。

3.對于縱坡大于4%且平曲線半徑＜250 m的隧道，其消防滅火設(shè)施的設(shè)置應(yīng)在原定等級(jí)上提高一級(jí)。