黃菲雨,路晨雨
(長(zhǎng)安大學(xué),陜西 西安 710061)
近年來,隨著交通事業(yè)的快速進(jìn)步,交通運(yùn)輸行業(yè)的快速興起,我國(guó)公路隧道建設(shè)也取得了前所未有的成就。截至2018年底,全國(guó)公路隧道共17 738處,總里程1 723.61萬 m,相比上一年增加1 509處、195.10萬 m,其中特長(zhǎng)隧道1 058處、470.66萬 m,長(zhǎng)隧道4 315處、742.18萬 m。隨著隧道數(shù)目和長(zhǎng)度的增加,隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故的頻率也在增加,因此,公路隧道消防技術(shù)的研究對(duì)公路隧道建設(shè)的發(fā)展、進(jìn)步具有重要意義。
1)隧道結(jié)構(gòu)具有狹長(zhǎng)、空間小和封閉的特點(diǎn),因此,一旦發(fā)生火災(zāi),會(huì)出現(xiàn)人員疏散難、排煙散熱難、消防救援實(shí)施難的問題,很容易造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失這樣極其有破壞性的后果。
2)隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi),相對(duì)封閉的空間內(nèi)將消耗大量氧氣且產(chǎn)生大量有毒氣體,其中CO的危害性最大。大量的案例表明,由于氧氣含量低,有害氣體含量較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致洞內(nèi)人員喪失逃生能力而被困于隧道中。另外火災(zāi)中CO即使不造成人員死亡,但吸入過量的CO也會(huì)引起其他生理上的疾病。
3)隧道內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi),車載貨品、燃油將同時(shí)燃燒,火勢(shì)蔓延迅速,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),滅火難度大,尤其是當(dāng)隧道內(nèi)交通擁堵時(shí),更易引發(fā)二次火災(zāi),造成更大的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。
4)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí),溫度常常高達(dá)1 000 ℃,對(duì)于襯砌混凝土結(jié)構(gòu),在高溫作用下,鋼筋與混凝土的黏著力基本喪失,鋼筋的抗拉強(qiáng)度下降致使結(jié)構(gòu)的整體承載力降低,甚至完全喪失,最終可能會(huì)造成混凝土剝落甚至隧道崩塌。
由于隧道結(jié)構(gòu)的特殊性,隧道火災(zāi)不僅會(huì)造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,造成極其惡劣的影響,而且會(huì)破壞交通設(shè)施,對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。近年來,隨著隧道長(zhǎng)度和交通量的增加,隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的概率逐漸上升,因此,公路隧道消防安全問題的嚴(yán)峻性和迫切性越來越明顯。
通過分析隧道火災(zāi)的特點(diǎn),在隧道內(nèi)安裝專用的泡沫噴射滅火系統(tǒng),不僅可以大大提高滅火的效率,而且是目前國(guó)際上最先進(jìn)、最理想的隧道滅火系統(tǒng)之一,其特點(diǎn)如下。
1)結(jié)合了水噴霧系統(tǒng)和泡沫系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì),起到了水噴霧和泡沫冷卻、消防控火的作用,以及通過泡沫隔斷氧氣有效滅火,水分蒸發(fā)窒息而防止死灰復(fù)燃;同時(shí)可節(jié)省泡沫混合液,并能保證其安全性,因而具有較高的滅火和環(huán)保性能。
2)滅火時(shí),其優(yōu)點(diǎn)在于水霧水滴沖擊動(dòng)能大,混合泡沫液能直達(dá)燃燒表面,從而用泡沫隔斷氧氣,并且能有效地覆蓋流淌火,防止復(fù)燃。噴淋系統(tǒng)噴霧后,可迅速降低火災(zāi)熱量和輻射熱量;快速降低揮發(fā)性氣體濃度,有效抑制爆炸;很大程度上提高了能見度和透光率,使消防救援人員可以有更好的能見度和安全性。
目前,在浙江臺(tái)金高速公路蒼嶺隧道設(shè)置了自動(dòng)噴霧-泡沫滅火系統(tǒng),并與隧道內(nèi)火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制,經(jīng)調(diào)試,系統(tǒng)噴霧均勻,運(yùn)行可靠。
通風(fēng)排煙系統(tǒng)主要用于隧道縱向通風(fēng)與側(cè)向集中排煙。公路隧道通風(fēng)系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)組成,其中包括車輛檢測(cè)器,傳感器,風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器,區(qū)域控制器攝像,風(fēng)流機(jī)和中心計(jì)算機(jī)等部件構(gòu)成,部件相互制約影響,火災(zāi)發(fā)生時(shí),經(jīng)檢測(cè)器、傳感器、攝像獲取隧道內(nèi)車輛車速、車流量和火情數(shù)據(jù),然后通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,以此控制風(fēng)流機(jī)的開關(guān)。
2.3.1 按回路控制
在LED光源大量應(yīng)用之前,分回路按洞外亮度L20(S)或按時(shí)序控制加強(qiáng)照明的方式大多被采用,該控制通過切換照明電路來增加或減少工作燈,達(dá)到控制照明的目的。其優(yōu)點(diǎn)在于控制系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、控制可靠;其缺點(diǎn)在于節(jié)能性差、照明效果較弱。
2.3.2 回路控制調(diào)光系統(tǒng)
主要采用雙絞線傳輸PWM信號(hào),PWM接口驅(qū)動(dòng)根據(jù) PWM 占空比調(diào)節(jié)輸出電流,從而調(diào)節(jié)亮度。 其優(yōu)點(diǎn)是接口電源驅(qū)動(dòng)價(jià)格較低,缺點(diǎn)是只能回路調(diào)光,不能進(jìn)行單燈調(diào)光控制,可以作為一般的自動(dòng)控制方式使用,但不符合智能控制的條件。
推薦采用美國(guó)通用電氣EST3系列的火災(zāi)手動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及GE雙波長(zhǎng)火焰自動(dòng)探測(cè)子系統(tǒng)相配套技術(shù)方案。系統(tǒng)結(jié)合了自動(dòng)檢測(cè)和手動(dòng)報(bào)警兩種方式,檢測(cè)隧道內(nèi)的火險(xiǎn)情況,并通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或區(qū)域控制器監(jiān)測(cè)火災(zāi)的大小及嚴(yán)重程度,實(shí)現(xiàn)與其他消防系統(tǒng)報(bào)警聯(lián)動(dòng),可實(shí)時(shí)為中控室的工作人員提供火情,從而協(xié)調(diào)、制定具體滅火方案,組織消防救援。優(yōu)點(diǎn)是具有性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠等特點(diǎn),最大程度上減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。缺點(diǎn)是此報(bào)警系統(tǒng)造價(jià)高,一般只在大型隧道中設(shè)置,中小型隧道一般不設(shè)置監(jiān)控設(shè)施,這種情況下,洞內(nèi)火災(zāi)情況將不好判斷,影響救災(zāi)效率。且手動(dòng)報(bào)警按鈕具有一定的危險(xiǎn)性,需人工操作,且操作時(shí)具有不定性、不可預(yù)估性。
1)使用泡沫噴淋滅火系統(tǒng),且還未能解決隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng)對(duì)噴淋效果的影響,但隨著隧道長(zhǎng)度的增加,泡沫噴霧滅火系統(tǒng)將大量投入使用,應(yīng)重點(diǎn)研究節(jié)能效用和減小其他設(shè)施對(duì)滅火效果的影響。
2)應(yīng)針對(duì)不同規(guī)模、不同用途、不同地質(zhì)條件的隧道制定相對(duì)應(yīng)的火災(zāi)防范設(shè)計(jì)規(guī)范,保持各個(gè)系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)配合。將智能控制技術(shù)與消防救援技術(shù)相互融合,使公路隧道消防救援系統(tǒng)集合自動(dòng)化、智能化、經(jīng)濟(jì)節(jié)能等特點(diǎn)。
3)監(jiān)控、報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展不斷升級(jí)。應(yīng)及時(shí)探測(cè)到火情,確認(rèn)火災(zāi)大小、嚴(yán)重程度并進(jìn)行迅速通報(bào),使救援及運(yùn)營(yíng)單位第一時(shí)間獲取現(xiàn)場(chǎng)火情具體信息,較為合理地安排救援、處置方案。
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