陳建
摘要:文章根據雪峰山特長高速公路隧道內發(fā)生的一起典型車輛燃燒事故處置,結合隧道所處位置、防排煙設施、消防給水設施和消防救援隊伍裝備配備情況,分析了特長高速公路隧道火災滅火救援存在的問題,提出了對策方案,對于提高消防救援隊伍應對特長高速公路隧道火災具有一定的指導意義。
關鍵詞:特長高速公路;隧道火災;滅火救援
特長高速公路隧道是指長度在3km以上的高速公路隧道。目前,湖南省共有17處共35條特長公路隧道。特長高速公路隧道由于通道狹長、高溫聚集、排煙復雜、通信不暢,內攻滅火救人難度大。2001年10月24日9時45分,長為16.9km的瑞士阿爾卑斯山圣哥達公路隧道發(fā)生火災,造成20人死亡,128人失蹤[1]。2019年8月27日18時24分,長為3.58km沈海高速貓貍嶺特長隧道內發(fā)生一起貨車起火事故,造成5人死亡,31人受傷,直接經濟損失500余萬元[2]。2020年10月25日1時54分許,滬昆高速湖南懷化段雪峰山隧道邵陽往懷化方向一輛半掛車車輛發(fā)生燃燒事故,造成2人死亡,31臺車輛及所載貨物燒毀,直接損失3700萬元。此次事故發(fā)生后,湖南省消防救援總隊先后組織力量歷時15h成功將火災撲滅。筆者作為現(xiàn)場作戰(zhàn)指揮部成員之一,全程參與了此次事故的處置。為更好應對特長高速公路隧道火災事故處置,筆者結合此次事故處置經歷,以此次雪峰山特長公路隧道車輛燃燒事故處置為背景,分析了滅火救援面臨的難題,并提出了一些應對措施。
1? 雪峰山隧道基本情況
1.1? 隧道基本概況
雪峰山隧道位于滬昆高速邵陽市與懷化市交界區(qū)域雪峰山脈,為左右雙向分離式,東往西起訖樁號為K1369+969、
K1376+925m,全長6956m,是目前湖南省最長的高速公路隧道,如圖1所示。隧道于2004年4月開工建設,于2007年11月投入使用。隧道凈寬9.75m,凈高5m,車道寬為3.75m。隧道內共設16個緊急停車帶,8個車行橫洞(長41m、寬4.8m,兩端分別設置鋼制防火卷簾,間距720~850m),18個人行橫洞(長36m、寬2.3m,兩端分別設置雙開甲級防火門,間距200~350m),如圖2所示。隧道監(jiān)控中心位于隧道出口邵陽側。隧道兩側出口距離最近的懷化洪江安江和邵陽洞口雪峰消防救援站分別為34km和26km。
1.2? 隧道排煙設施情況
隧道采用豎井和斜井通風方式,共有3個通風井,斜井全部設置在左洞,雙洞均設射流風機,左洞16臺,右洞26臺,共計42臺。左洞縱向為3段排煙,K1375+100設1個排煙送風豎井,K1372+100處設2個斜井(1送1排);右洞縱向為2段排煙,K1372+100設1排1送并通過左洞1、2號斜井排出,排風口與送風口相距約90m,排煙方向與車行方向一致,如圖3所示。隧道內有緊急電話72部,變配電所4座。
1.3? 隧道消防給水情況
隧道內共有277個消防柜,每隔50m設置1個,柜內設水成膜泡沫滅火裝置1套、8kg干粉滅火器3具,設雙卡口式室內消火栓1個,配備65mm口徑卡口水帶2盤、直流水槍2把。消火栓管網管徑為200mm,隧道之間通過150mm橫向管道相連成環(huán)狀。隧道東西兩側分別有2座容量為300m3的高位水池和2座300m3的低位水池,高位水池通過2根直徑為200mm的管道與分別與隧道左右兩洞消火栓管網相連,管網為環(huán)狀;低位水池通過2個流量10L/s的消防泵(1用1備)向高位水池補水,并從相對高差20m的攔水壩取水,如圖4所示。
2? 雪峰山隧道“10.25”火災滅火救援簡要經過
事故發(fā)生后,湖南省消防救援總隊先后調派懷化、邵陽、長沙、婁底、湘西、永州6個支隊共56臺消防車、238名指戰(zhàn)員參與處置。2時13分許,安江、洞口消防救援站接到報警后,立即趕赴現(xiàn)場處置。2時55分許,洞口消防救援站進入隧道內部組織人員疏散和滅火救援。9時54分許,省消防救援總隊前方指揮部組織攻堅組進入隧道右洞,使用排煙消防車梯次組織排煙降溫。17時27分許,發(fā)起滅火總攻。18時23分許,明火被撲滅,繼續(xù)組織力量排煙降溫。10月28日8時35分,救援行動結束,留守力量全部撤離。
3? 高速公路特長隧道滅火救援難點
3.1? 火勢蔓延迅速,消防救援力量到場時間長
隧道內貨車運載貨物數(shù)量大,油箱儲油量多,輪胎數(shù)量大,且車輛停放位置相對集中,燃燒熱值高,煙熱容易聚集,加之油箱受熱爆炸油品四處流淌,機械排煙設施啟動后,可能出現(xiàn)火災從一輛車到另一輛車的跳躍式蔓延現(xiàn)象[2],加速火勢蔓延擴大。隧道遠離城市消防救援站,事故發(fā)生后應急車道被占用,消防救援力量到場時間長。在此次事故中,31臺車有22臺貨車、9臺小車,以貨車油箱容積140L、小車油箱60L,存油量按照60%估算,總油量為2.1t,22臺貨車的油箱受熱后發(fā)生物理性爆炸,流出的油品導致火勢蔓延加速,加之貨車運載可燃物數(shù)量多,隧道內聚熱效果明顯,隧道內的火勢蔓延速度較快。
3.2? 被困車輛多,搜索難度大
高速公路車輛流量大,特長高速公路隧道內發(fā)生事故后,停留在隧道內的車輛較多,車上人員疏散距離長,特別是老弱病殘等人員,自行疏散難度大。事故隧道由于受高溫濃煙等影響,消防救援人員很難從下風方向進入搜索。濃煙環(huán)境下使用熱成像儀搜索車內被困人員時,由于車內被困人員不能通過車窗玻璃在熱成像儀上成像,車門被鎖情況下只能通過破窗搜救,增加了摸排的難度,如圖5所示。這次事故中,事故隧道右洞內燒毀了31臺車,還有部分積壓車輛通過車行橫洞從左洞中疏散,如圖6所示;滯留的車輛中有2臺大客車,消防救援力量到達現(xiàn)場時,有61人在右洞距離邵陽側出口3公里處的位置滯留。右洞下風方向充滿了高溫濃煙,消防救援人員無法進入右洞事故點下風方向搜索,但是此次事故造成的2人死亡就位于右洞事故點下風方向數(shù)百米處的位置。逐車搜索車內被困人員時,熱成像儀效果不佳,只能逐車打開車門和打開車窗玻璃后進行搜索。
3.3? 潛在危險多,內攻近戰(zhàn)難
隧道內車輛起火后,熱量容易聚集,燃燒形成的高溫煙氣和熱輻射,容易引燃周邊車輛,在自然風和火風壓的作用下,煙氣容易迅速蔓延。車輛運送貨物、輪胎、地面瀝青、隧道電纜等物質燃燒后,產生大量一氧化碳、氯化氫和氰化氫等有毒氣體和大顆粒煙塵。車行與人行橫道防火分隔設施如果未關閉或受爆炸受損,高溫濃煙還會向非事故隧道蔓延。排煙車排煙效率不高,只能吹散排煙車后方100~150m的煙霧,接近事故點排煙時,揚起的粉塵較大。消防救援人員防護不當時,容易吸入較多的粉塵。由于隧道內煙霧濃度大,充煙路段長,消防救援人員需要反復更換空呼鋼瓶或佩戴氧呼。著火區(qū)域及周邊溫度高,頂部不時有混凝土塊掉落,隧道壁上分布的電纜架,以及隧道頂部的軸流風機存在塌落風險,砸落內攻人員。2001年10月瑞士圣哥達隧道火災,由于高溫的作用造成了隧道頂部燒熔坍塌[1]。這次事故中,右洞內發(fā)生的爆炸造成事故點周邊車行橫洞的防火卷簾和人行橫洞的防火門均變形且無法關閉,部分卷簾直接被爆炸沖擊波炸毀,筆者在事故發(fā)生后7h后發(fā)現(xiàn),隧道雙洞在K1372至K1376+925均處于充煙狀態(tài),如圖7所示。爆炸還造成緊臨事故點周邊4號配電房電力損毀,造成周邊需要使用電力的射流風機、軸流風機、應急照明、防火卷簾等設施均不能正常使用。人員在煙霧環(huán)境中行進時,要至少留足一半的氣量返回。如果不組織快速排煙,很難通過佩戴空呼或使用移動供氣源推進至著火點附近。排煙車從進入右洞開始排煙時,筆者發(fā)現(xiàn)揚起的煙塵和粉塵較多,噪音比較大,內攻人員的臉上、頭發(fā)和衣服全部都是黑色的油污,噪音還會損傷耳朵聽力。
3.4? 現(xiàn)場通信困難,統(tǒng)一指揮難
事故發(fā)生后,公安、交通、應急、消防等相關單位領導和專業(yè)救援力量等相繼到場。由于相關單位和隊伍缺少統(tǒng)一指揮通信手段,到場初期協(xié)調指揮的難度大。隧道內部通道長,消防救援隊伍現(xiàn)有通信設備不能實現(xiàn)洞內通信信號全覆蓋,前方指揮部與隧道內的救援隊伍不能實現(xiàn)語音互通,前后方指揮協(xié)調的難度大。此次事故中,省、市、縣三級政府領導和相關單位力量趕到現(xiàn)場,由于隧道雙向均不能通行,從其他路徑繞行至隧道另一側出口需要4h,于是在邵陽側出口設置總指揮部,在懷化側出口設置了分指揮部,相關聯(lián)動單位之間、專業(yè)救援力量之間缺乏統(tǒng)一頻率的通信指揮手段,加之相互之間不熟悉,聯(lián)絡基本上靠電話,給統(tǒng)一指揮帶來了較大的困難。隧道內部350m無線對講機只能在距離隧道出口800~1000m范圍內使用,4G公網對講機在隧道內部無信號,消防救援隊伍之間由于聯(lián)絡不暢,給現(xiàn)場統(tǒng)一指揮帶來了諸多不便。
3.5? 火場用水量大,供水出現(xiàn)中斷
隧道內部車輛起火后,需要大量的水滅火;火災撲滅后,隧道內部溫度較高,也需要大量的水進行降溫。隧道室內消火栓設計主要考慮撲救初期火災的需要,設計流量比較小;在事故點采用運水供水的方法時,消防車在隧道內不易掉頭;采用接力供水時,供水距離比較長,需要的水帶數(shù)量比較多。此次事故中,雪峰山隧道消火栓設計流量只有20L/s,事故點周邊消火栓管網和栓口受爆炸和高溫等影響,變形比較嚴重,且有部分管網破損,水不斷的從管網中流出。采用接力供水時,串聯(lián)供水路線有6km長,使用雙干線80mm水帶供水時,按水平鋪設0.8的系數(shù)計算,至少需要750盤水帶,且鋪設費時長,還需占用一個車道;采用運水供水時,消防車在隧道內不易掉頭。從隧道左洞串聯(lián)供水供水時,由于爆炸造成防火卷簾和防火門損壞,左洞下風方向也充滿濃煙,消防車在濃煙環(huán)境下容易熄火,不能形成連續(xù)供水線路。
4? 特長高速公路隧道滅火救援對策
4.1? 建立特長隧道專職消防隊,中長隧道和短隧道配備專(兼)職消防員,提升隧道火災初期處置能力
一是建立特長隧道專職消防隊。世界道路協(xié)會(PIARC)則建議對于長度超過2500m的隧道應建立隧道獨立的消防隊[3]?!逗鲜嵤┲腥A人民共和國消防法辦法》第五十二條規(guī)定,公路特長隧道和隧道群的管理單位要建立專職消防隊。由于城市消防救援站距離公路隧道較遠,事故發(fā)生后高速公路易造成堵車,消防救援力量到場時間長,特長公路隧道或隧道群管理單位建立隧道專職消防隊能夠有效解決此問題。二是在易發(fā)生事故的短隧道與中長隧道配備專(兼)職消防員,實行24h執(zhí)勤,就近快速對初期事故進行應急處置。三是轄區(qū)消防救援站要加強與隧道專職消防隊、專兼職消防員的聯(lián)勤聯(lián)訓和業(yè)務指導,要與高速交警、路政和隧道管理人員建立信息共享機制,發(fā)生事故后要及時共享事故位置及災情信息,精準調派力量到場,科學指導專職消防隊、專兼職消防員開展初期事故處置。
4.2? 以雙洞隧道的非事故隧道和單洞隧道的上風方向作為進攻通道或進攻方向,配齊配強內攻搜救小組搜救與供氣裝備,提高內攻搜救效率
一是雙洞隧道的非事故隧道和單洞隧道的上風方向高溫煙霧相對較少,且不易受到事故隧道有可能發(fā)生的爆炸和坍塌等危險,應作為內攻首選的通道或方向。二是內攻搜救小組應攜帶移動供氣源、氧呼等供氣裝備,并攜帶防毒面罩作為備用,增加內攻搜索人員供氣時間,延長內攻搜救時間。三是搜救小組應攜帶已錄好搜索提醒詞的喊話器,通過聲音提醒被困人員呼救;使用玻璃破碎器敲碎已鎖門的車,再利用熱成像儀進行搜索,提高被困人員搜索效率。四是在搜救小組的前方適當位置,安排緊急救援小組在非事故隧道車行或人行橫洞處等候,做好隨時緊急救援的準備;非事故隧道充滿濃煙的情況下,在事故隧道救援的搜救小組應按照空呼使用“進入”與“返回”時間相同的要求及時撤離。
4.3? 固定與移動排煙設施相結合,快速排除隧道內高溫煙氣
一是及時按照火災事故狀態(tài)下的預設程序啟動隧道內的射流和軸流風機,如果預設程序排煙不理想,應及時調整射流風機和軸流風機的開啟方向。排煙時,應注意非事故隧道的壓力要略高于事故隧道,防止事故隧道煙氣通過人行或車行橫洞流向非事故隧道[4]。二是采用2臺排煙消防車從事故隧道上風方向進入交替推進送風排煙,并噴射水霧降塵,或者噴射專門降塵劑。排煙車各占據一個車道,一臺排煙車作業(yè)時,另一臺排煙車則向前進行100~150m,待2臺排煙車之間的煙霧基本吹散干凈時,開啟下風方向排煙車,然后依次交替操作。這種方法相比一臺排煙車單獨作業(yè),將節(jié)省一半的時間。三是排煙機操作人員和其他相關人員要佩戴聽力保護裝置,以免聽力受到損害。據湖北省消防救援總隊在隧道內組織開展的排煙消防車噪音測試,如表1所示。操作人員未佩戴聽力保護裝置的情況下,距離排煙車150~250m范圍連續(xù)作業(yè)時間不能超過7.5min,0~150m范圍內時間更短,否則會對聽力造成傷害,連續(xù)在噪聲中暴露時間與允許聲級的關系如表2所示。
4.4? 采取隧道消防給水管網和消防車接力供水相結合供水的方法,為現(xiàn)場滅火和降溫保證不間斷供水
一是充分利用隧道內部消防給水管網供水。通過開啟室內消火栓系統(tǒng)滅火,同時通過水泵接合器補水和消防水池水泵補水,這是最有效最直接的供水方法。因隧道消防用水量一般不超過25L/s,滅火冷卻時應注意開啟室內消火栓的數(shù)量。二是采用消防車接力供水保證不間斷供水。在隧道口在非事故隧道就近出口至著火點或者在事故隧道上風方向,通過消防車鋪設干線水帶向事故現(xiàn)場供水;就近利用天然水源,或者調派灑水車運水供水保證現(xiàn)場水源;由于隧道較長,要第一時間調派足夠數(shù)量的大口徑水帶到場。
4.5? 在政府部門和單位間建立統(tǒng)一的通信頻率,在事故點與指揮部之間建立有線無線通信,解決現(xiàn)場通信不暢的問題
一是由應急管理部門牽頭,建立政府各相關單位統(tǒng)一的通信頻率并配備相應通信裝備,到場后統(tǒng)一指揮手段,形成統(tǒng)一指揮;或者將消防救援隊伍配備的公網和350M對講機,發(fā)放給相關單位和專業(yè)隊伍負責人,構建暢通的指揮手段。二是事故點距離隧道出口較遠的情況下,可以鋪設光纜等有線通信,或者架設自組網通信設備通信,解決內外音視頻無法聯(lián)絡的問題;及時將隧道內部視頻監(jiān)控系統(tǒng)(下轉第16頁)(上接第12頁)接入現(xiàn)場指揮部,構建現(xiàn)場指揮部與前方指揮部的互聯(lián)互通。三是協(xié)調住建部門修改相關技術規(guī)范,明確隧道內部建立固定通信設備,并將其明確為消防供電保障,從本質上解決隧道內部通信不暢的問題。四是轄區(qū)消防救援站按照“最不利、最難、最復雜”的要求,配備自組網無線中斷設備,加強現(xiàn)有通信分隊技能訓練,到場后第一時間在隧道內部架設通信設備,確保后續(xù)增援隊伍現(xiàn)場的通信暢通。
4.6? 制作隧道斷面封堵裝置和增設自動噴淋滅火系統(tǒng),提升特長高速公路隧道滅火的效率
一是設計隧道斷面封堵裝置進行窒息滅火。斷面封堵裝置使用耐高溫不燃材料制作,在事故隧道事故點上風和下風方向適當位置打開,向裝置內充氣,直至完全封堵隧道口斷面。隧道雙洞之間的車行或人行橫洞破損后,也可以事先制作固定規(guī)格尺寸的封堵裝置進行封堵。目前,湖北省消防救援總隊在此方面進行了研究,并進行了相關的測試,如圖8所示。筆者在此次事故中采用了現(xiàn)場制作石棉布的方法,對破損的防火卷簾和防火門進行封堵,對于阻止煙氣向非事故隧道蔓延起了一定的作用,如圖10所示。二是制定相關技術規(guī)范和標準,在特長高速公路隧道頂部和緊急停車帶增設噴淋裝置,確保初期火災發(fā)生后,通過固定消防設施快速撲救初期火災。
5? 結語
筆者結合一起典型的特長高速公路隧道火災撲救,對特長高速公路隧道火災撲救暴露出的難點進行了分析,提出了建立建強特長隧道專職消防隊,中長隧道和短隧道配備專(兼)職消防員;以雙洞隧道非事故隧道和單洞隧道的上風方向作為進攻通道,配齊配強內攻搜救小組供氣和搜索裝備;采用固定射流軸流風機與2臺排煙車交替推進排煙相結合的方法進行排煙;利用隧道內部固定給水管網和消防車接力供水相結合保障現(xiàn)場供水;在政府部門和單位間建立統(tǒng)一的通信頻率,在事故點與指揮部之間建立有線無線通信;設計隧道斷面封堵裝置和增設自動噴淋滅火系統(tǒng)等方法,提高特長高速公路隧道滅火救援的能力。
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Consideration of extra-long highway tunnel firefighting
Chen Jian
Fire and Rescue Corps of Hunan Province
Abstract: Based on a typical vehicle combustion accident occurred in the Xuefeng mountain extra-long tunnel, combined with the location of tunnel, ventilation appliance, water-supplement equipment, some problems on firefighting and rescue are analyzed, and some suggestions are proposed, which are meaningful to the firefighters and commanders when dealing with the extra-tunnel fire.
Keywords: extra-long highway tunnel; fire; firefighting