呂雪峰，張 鑫

（華北電力大學(xué)，北京 102206）

地震次生火災(zāi)是指由地震直接或間接引發(fā)的火災(zāi)，它是由于地震造成地面、廠區(qū)建筑和生命線系統(tǒng)等破壞而導(dǎo)致的連鎖性災(zāi)害。從諸多震例看[1]，地震次生火災(zāi)是大地震后的伴隨物，危害極大。1906年，美國(guó)舊金山地震引起50多起火災(zāi)，燒毀街巷521條，房屋28188幢，燒死400人[2-3]。1923年，日本關(guān)東地震，橫濱市引發(fā)200多起火災(zāi)，燒毀五分之四的房屋；東京市引發(fā)136起火災(zāi)，燒毀45萬戶房屋，燒死5.6萬余人[4]。1995年，日本兵庫(kù)縣地震，致使神戶縣發(fā)生419起火災(zāi)。1975年，我國(guó)海城地震，引發(fā)60起火災(zāi)。1976年，我國(guó)唐山地震，致使唐山市發(fā)生大型火災(zāi)5起；天津市發(fā)生火災(zāi)38起。

由于核電站的特殊性，核電站發(fā)生火災(zāi)遠(yuǎn)比一般火災(zāi)危害大，除了會(huì)造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重外，還可能有放射性污染。雖然核電站選址時(shí)已充分考慮地震因素，并且在設(shè)計(jì)、施工階段也充分進(jìn)行了抗震考慮，但不能保證核電站所在地區(qū)不會(huì)發(fā)生地震或發(fā)生地震概率極小。2007年，日本柏崎刈羽核電站變電設(shè)施就因地震引起火災(zāi)。我國(guó)是地震災(zāi)害多發(fā)國(guó)家，除海城和唐山大地震外，2008—2010年，相繼發(fā)生了“5·12”汶川大地震和“4·14”玉樹大地震。因此，地震次生火災(zāi)應(yīng)作為核電站重點(diǎn)防御的災(zāi)種。

目前，國(guó)內(nèi)外“地震次生火災(zāi)”的研究對(duì)象基本為城市，直接針對(duì)核電站地震次生火災(zāi)的相關(guān)研究幾乎沒有。隨著越來越多核電站的建成投產(chǎn)，以及社會(huì)公眾對(duì)核電站能源供應(yīng)的依賴性加大，開展核電站地震次生火災(zāi)研究變得更加重要與緊迫。本文將分析核電站地震次生火災(zāi)特性，討論核電站地震次生火災(zāi)的撲救和應(yīng)注意的事項(xiàng)，為完善核電站消防預(yù)案提供參考和借鑒。

1 火災(zāi)發(fā)生特性

1.1 起火原因

強(qiáng)震導(dǎo)致核電站中各種潛在起火源翻倒、墜落、毀壞，建筑物破壞，從而誘發(fā)火災(zāi)，這是核電站發(fā)生地震次生火災(zāi)的基本原因。

（1）潛在起火源

潛在起火源在地震作用之下起火是核電站地震次生火災(zāi)的直接原因。如地震導(dǎo)致氫氣管道或發(fā)電機(jī)氫氣冷卻系統(tǒng)泄漏引起火災(zāi)，地震使核電站電氣設(shè)備短路、斷路引燃可燃物質(zhì)，地震致使核電站內(nèi)的油類易燃易爆品泄漏、摩擦碰撞失火，地震致使核電站內(nèi)化學(xué)用品從管道容器中脫出或流出，發(fā)生自燃或摩擦起火等。

（2）建筑物破壞

核電站內(nèi)建筑物被地震破壞是核電站地震次生火災(zāi)的間接原因。在地震作用下，建筑物倒塌或產(chǎn)生較大位移變形，致使?jié)櫥?、?dòng)力油管道拉裂，一旦遇到明火或者高溫、高壓蒸汽便會(huì)起火，甚至爆炸。另外，倒塌建筑物覆蓋住氫氣等易燃易爆氣體的泄漏，不易被人察覺，一旦存在火源（例如震后電力恢復(fù)使短路線路激發(fā)火星）或氫氣積累到一定濃度，便引發(fā)起火。

1.2 影響因素

影響核電站地震次生火災(zāi)發(fā)展的主要有時(shí)間、氣象和人為等因素。

（1）時(shí)間因素

時(shí)間是影響核電站地震次生火災(zāi)的關(guān)鍵因素，包括發(fā)震季節(jié)和時(shí)刻。季節(jié)不同，核電設(shè)備工作狀態(tài)也不同，在冬季用電低谷，核電站不少輔助設(shè)備處于停運(yùn)或檢修狀態(tài)，這會(huì)大幅度減少核電站中潛在的起火源。如果發(fā)震時(shí)刻正值工作日上班時(shí)刻，一旦發(fā)生地震次生火災(zāi)，消防人員和在職員工能及時(shí)滅火，就可以抑制火災(zāi)發(fā)展；如果發(fā)震時(shí)刻在深夜，值班的工作人員和消防人員少，將不利于火災(zāi)撲滅。

（2）氣象因素

氣象因素是影響核電站地震次生火災(zāi)的重要因素，相比于陰雨、濕潤(rùn)、寒冷、無風(fēng)的天氣，晴朗、干燥、炎熱、風(fēng)大天氣起火的危險(xiǎn)度大得多。地震后常伴隨有惡劣天氣，影響救援隊(duì)伍行動(dòng)，同時(shí)核電站多處于海邊，陸地與海水的溫差作用導(dǎo)致較強(qiáng)的熱對(duì)流，易產(chǎn)生風(fēng)，不利于火災(zāi)的撲救。

（3）人為因素

人為因素是核電站地震次生火災(zāi)中容易被忽略的影響因素。在地震起火中，人起到消極和積極兩個(gè)相反的作用。消極作用表現(xiàn)在地震發(fā)生時(shí)，人們驚慌“逃震”，不但沒有把自己當(dāng)做消防人員積極投入到救火中去，反而起到很大的消極作用。積極作用表現(xiàn)在地震之后，未受傷人員發(fā)現(xiàn)火源，及時(shí)采取措施進(jìn)行撲救，致使微小火源不至于釀成大面積的火災(zāi)。

1.3 火災(zāi)特點(diǎn)

雖然核電站地震次生火災(zāi)同民事火災(zāi)一樣都會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失，但它們之間存在極大差異，核電站地震次生火災(zāi)發(fā)展有其自身顯著特性。

（1）多處同時(shí)起火

地震發(fā)生后，核電站廠區(qū)、廠房?jī)?nèi)將會(huì)出現(xiàn)多處同時(shí)起火，起火點(diǎn)遍及核電站整個(gè)受災(zāi)區(qū)，形成復(fù)雜的火災(zāi)局面。

（2）震后陸續(xù)起火

震后一段時(shí)間內(nèi)，廠區(qū)內(nèi)會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)起火事件，這與災(zāi)后設(shè)備恢復(fù)(特別是電力設(shè)施恢復(fù))、余震和飛火等密切相關(guān)。

（3）火勢(shì)蔓延快

地震會(huì)破壞消防系統(tǒng)，削弱核電站自身的消防力，核電站地震次生火災(zāi)常常是在不受控制的情況下大面積蔓延，遭遇核電站內(nèi)的大型儲(chǔ)油罐、應(yīng)急柴油罐和儲(chǔ)氫罐，容易形成爆炸性火災(zāi)，火勢(shì)蔓延非常迅速。

（4）滅火難度大

地震造成地形和地貌巨大變化、建筑物大量倒塌、道路堵塞，形成了特殊、復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，這種災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)會(huì)大大增加搶險(xiǎn)救火的困難。由于地震對(duì)火災(zāi)撲救所需設(shè)施的破壞，用于救火的水源、照明、通訊等都可能成為問題，提高了火災(zāi)撲救的難度。

（5）引發(fā)核事故

地震自身就有可能破壞核電站的三重屏障，緊接著發(fā)生的地震次生火災(zāi)更能造成放射性屏障的毀壞甚至徹底失效，引起放射性物質(zhì)的外泄，這是核電站地震次生火災(zāi)區(qū)別于民事火災(zāi)的根本特點(diǎn)。

2 火災(zāi)撲救原則

核電站消防預(yù)案分核電站自身滅火預(yù)案和公安消防部隊(duì)參與核電站滅火救援預(yù)案兩種。為了在最佳時(shí)機(jī)撲救火災(zāi)，爭(zhēng)取把火災(zāi)撲滅于初期階段，核電站地震次生火災(zāi)的撲救應(yīng)主要考慮核電站自身的滅火預(yù)案，撲救原則如下。

（1）先重點(diǎn)，后一般

核電站地震次生火災(zāi)的最大危險(xiǎn)就是破壞核安全功能（安全停堆、余熱排出、放射性物質(zhì)包容），因此，核電站地震次生火災(zāi)的撲救重點(diǎn)是核安全相關(guān)系統(tǒng)。為避免核安全相關(guān)系統(tǒng)失效，滅火前可啟動(dòng)核安全系統(tǒng)應(yīng)急措施實(shí)現(xiàn)安全停堆。當(dāng)核安全系統(tǒng)已遭破壞造成放射性物質(zhì)泄漏，滅火救援行動(dòng)應(yīng)以控制放射性物質(zhì)泄漏和疏散危險(xiǎn)區(qū)域人員為主，在放射性物質(zhì)泄漏能夠被有效控制的前提下再開展滅火行動(dòng)。

（2）先隔離，后撲滅

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在核安全相關(guān)防火區(qū)內(nèi)時(shí)，首先應(yīng)考慮隔離核安全系統(tǒng)，在保障核安全系統(tǒng)正常情況下完成滅火任務(wù)，確保在緊急情況下能實(shí)現(xiàn)安全停堆。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在與核安全無關(guān)的防火區(qū)內(nèi)時(shí)，首先要考慮隔離具有火災(zāi)危險(xiǎn)介質(zhì)特性的氫氣、液體油、電氣等系統(tǒng)，然后再實(shí)施滅火，以免這些系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)事故，造成火勢(shì)進(jìn)一步蔓延和擴(kuò)大，給火災(zāi)撲救工作帶來更大困難。

（3）急檢修，勤巡邏

地震致使核電站許多設(shè)備處于異常狀態(tài)，震后陸續(xù)起火是地震次生火災(zāi)的一大突出特點(diǎn)。因此，撲滅核電站地震次生火災(zāi)后，要迅速組織人員對(duì)核電站油罐、氣罐、輸油和輸氣管道、用電設(shè)備和電氣線路進(jìn)行檢查、搶修。對(duì)地震時(shí)“滲”、“漏”、“流”和擴(kuò)散出危險(xiǎn)品的地區(qū)，要馬上設(shè)置警戒，嚴(yán)密控制火源火種及行人車輛接近。對(duì)要害部位要設(shè)專人看守和巡邏，發(fā)現(xiàn)火情及時(shí)報(bào)告。

3 應(yīng)注意的事項(xiàng)

考慮核電站地震次生火災(zāi)的突發(fā)性和復(fù)雜性，撲救和預(yù)防核電站地震次生火災(zāi)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）提高防火系統(tǒng)抗震等級(jí)

核電站內(nèi)裝設(shè)的氣壓水噴淋系統(tǒng)、霧化噴頭滅火系統(tǒng)、泡沫噴射系統(tǒng)和分布在走廊、樓梯間及設(shè)備室的消火栓是撲滅核電站火災(zāi)最直接有效的工具。但是地震使核電站內(nèi)的各種防滅火保護(hù)系統(tǒng)遭到不同程度損壞，喪失其應(yīng)有功能[5]。據(jù)神戶和大阪市消防部門對(duì)1995年神戶大地震中建筑防火保護(hù)系統(tǒng)的損傷調(diào)查[6]，地震中建筑防火保護(hù)系統(tǒng)遭受嚴(yán)重?fù)p傷，尤其是自動(dòng)噴淋系統(tǒng)和防火門，損傷比例分別達(dá)40.8%和30.7%。因此，應(yīng)提高核電站防滅火保護(hù)系統(tǒng)的抗震等級(jí)。

（2）加強(qiáng)核電站消防隊(duì)伍建設(shè)

核電站一般離市區(qū)較遠(yuǎn)，正常情況下城市專業(yè)消防隊(duì)伍到達(dá)核電站都需要一定的時(shí)間，在震后通訊中斷、交通堵塞情況下，更會(huì)拖延火災(zāi)報(bào)警時(shí)間、延遲消防隊(duì)伍到達(dá)，因此地震次生火災(zāi)的撲救首先應(yīng)依靠核電站自身的消防能力。目前，核電站雖有消防值班人員，部分核電站如秦山三期有消防隊(duì)伍[7]，但是人員的專業(yè)程度、配置數(shù)量和消防設(shè)施相對(duì)城市專業(yè)消防隊(duì)來說，有不小的差距，應(yīng)加強(qiáng)核電站消防隊(duì)伍建設(shè)。

（3）開展減災(zāi)科普宣傳活動(dòng)

核電站地震次生火災(zāi)起火原因復(fù)雜，光靠專業(yè)應(yīng)急救援隊(duì)伍還不夠，必須有廣大職工參與。所以，應(yīng)扎扎實(shí)實(shí)地搞好宣傳，普及核電站地震次生火災(zāi)的科學(xué)知識(shí)，使廣大職工了解和掌握震前、震時(shí)、震后的防震、避震和火災(zāi)防救知識(shí)，舉行有廣大職工參加的模擬實(shí)地防火救災(zāi)演習(xí)，提高群眾綜合防震意識(shí)和能力，一旦發(fā)生地震次生火災(zāi)，能夠從容應(yīng)震，同時(shí)迅速撲救火災(zāi)。

4 結(jié)束語

地震次生火災(zāi)是核電站重點(diǎn)防御災(zāi)種，考慮核電站的特殊性，本文根據(jù)核電站地震次生火災(zāi)的起火原因和發(fā)展特點(diǎn)，提出核電站地震次生火災(zāi)的撲救原則，并討論撲救和預(yù)防核電站地震次生火災(zāi)應(yīng)注意的事項(xiàng)，對(duì)完善核電站消防預(yù)案有一定的參考和借鑒價(jià)值。

[1]張寶紅，陳宏德.地震火災(zāi)事例調(diào)查[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，1994，3（4）：39-40.（ZHANG Bao-hong，CHEN Hong-de.Case Survey for Earthquake Fire[J].Journal of Natural Disasters，1994，3（4）：39-40.）

[2]王國(guó)權(quán)，馬宗晉，周錫元，等.國(guó)外幾次震后火災(zāi)的對(duì)比研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，1999，8（3）.（WANG Guo-quan，MA Zong-jin，ZHOU Xi-yuan，et al.Comparative Study for Several Post-earthquake Fire Disasters Abroad[J].Journal of Natural Disasters，1999，8（3）.）

[3]Berkeley Seismological Laboratory[N].Where Can I learn more about 1906 Earthquake，2003-3-1.

[4]Kanai K.Enginering Seismology[M].University of Tokyo Press，Tokyo，1983.

[5]Kobe City Fire Department.Investigation report on damages to fire protection systems caused by the Hanshin—Awaji Earthquake in Kobe，1995.

[6]神戶市消防局.阪神一淡路大震災(zāi)における火災(zāi)狀況，神戶市域.神戶市防災(zāi)安全公社／東京法令出版株式會(huì)社，1996.

[7]董希琳.核電廠消防安全和事故應(yīng)急[M].北京：原子能出版社，1999.（DONG Xi-lin.Safety and Accident Emergency Preparedness for Nuclear Power Plant Fire Protection，Beijing：Atomic Energy Press，1999.）