摘要：介紹了隧道火災(zāi)發(fā)生的原因及危害性,對隧道火災(zāi)中煙氣流動和火焰?zhèn)鞑ヌ匦赃M行了理論分析,并且通過典型事件針對突發(fā)情況時通風、照明等各個系統(tǒng)的工作情況和隧道火災(zāi)的控制預(yù)案進行說明。
　　關(guān)鍵詞：高速公路;隧道火災(zāi);應(yīng)急措施
　　
　　1 隧道火災(zāi)的原因及隱患
　　1.1 隧道火災(zāi)的原因:從國內(nèi)外隧道火災(zāi)事故案例可知,造成火災(zāi)事故的原因是多方面的。隧道火災(zāi)原因大致有以下幾個方面。
　　1.1.1 車輛本身故障引發(fā)的火災(zāi):車輛故障引發(fā)汽車火災(zāi)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(fā)火災(zāi)。
　　1.1.2 車輛撞擊起火:由于隧道內(nèi)車輛超速行駛和隧道能見度低,極易發(fā)生車輛之間、車輛與隧道及隧道設(shè)施相撞或擦掛,發(fā)生交通事故導(dǎo)致火災(zāi)的。
　　1.1.3 車輛上的貨物引起火災(zāi)的:隧道內(nèi)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(fā)火災(zāi)。
　　另外還有隧道內(nèi)的設(shè)施、設(shè)備著火而引起的隧道火災(zāi)等。
　　1.2 隧道火災(zāi)的隱患:據(jù)國際消防技術(shù)委員會(CTIF)近期對多國隧道的檢查中發(fā)現(xiàn),當前不少隧道由于設(shè)計和管理差錯,存在以下火災(zāi)隱患。
　　1.2.1 通風排氣道少:隧道中經(jīng)常運輸化學物品和多種易燃易爆物品,由于隧道內(nèi)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(nèi),不但傷害人體健康,而且遇到高溫和名火,及易發(fā)生火災(zāi)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(yōu)美,結(jié)構(gòu)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(fā)生火災(zāi),不但消防和救護車輛無法到現(xiàn)場,遇難者也難逃出,必然造成重大損失。
　　1.2.3 防火救護設(shè)備少:不少隧道內(nèi)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(fā)生火災(zāi),現(xiàn)場人員無法及時滅火救災(zāi)。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(shù)委員會多次火災(zāi)案例報告中所述,通過隧道運輸?shù)拿娣?、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(fā)生爆炸。隧道火災(zāi)危險性大于敞開空間火災(zāi)的危險性。

　　2 隧道火災(zāi)中煙氣流動和火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊奶匦?
　　日本隧道火災(zāi)研究所在隧道火災(zāi)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(nèi)燃料的燃燒速度是敞開空間的3倍,隧道火災(zāi)中,隧道內(nèi)溫度可達到1000℃。當隧道發(fā)生火災(zāi)時,向隧道內(nèi)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(zāi)煙氣流動和火焰?zhèn)鞑ァU散是十分復(fù)雜的現(xiàn)象。隧道火災(zāi)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(xiàn)為緩慢而非穩(wěn)定的流動擴散過程?；馂?zāi)初期階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(qū)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(tài)繼續(xù)擴散,已形成的流束狀煙氣也漸趨消失。其結(jié)果在隧道中形成大范圍、高濃度的煙氣危害區(qū),在火災(zāi)初期階段,利用煙霧和空氣的分層現(xiàn)象和擴散,將對控制隧道火災(zāi)、防災(zāi)起到積極作用。但是,當自由擴散形成煙氣危害區(qū)以后,將對防災(zāi)產(chǎn)生不利的影響。利用通風氣流改變這一流動擴散形態(tài),將對控制隧道火災(zāi)、防災(zāi)產(chǎn)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(xiàn)為:在下部煙氣區(qū),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(qū)空間。煙霧區(qū)位置和對煙霧的稀釋程度,是與火災(zāi)的發(fā)生位置和強度密切相關(guān)的。在少數(shù)特定的條件下,直接利用自然風控制火災(zāi)煙霧可以獲得良好的防災(zāi)效果,但大多數(shù)情況下將對防災(zāi)產(chǎn)生不利影響甚至嚴重后果。因此,利用風機對氣流的調(diào)節(jié)作用,改變煙霧的擴散形態(tài)對于控制火災(zāi)是十分必要的。
　　利用風機改變隧道中的自然風狀態(tài)(包括靜止狀態(tài)),這時的煙霧擴散完全被調(diào)控氣流所控制,稱為煙氣的強制擴散。由于氣流的調(diào)控不僅可以進行不同幅度的增速、減速調(diào)節(jié),而且還能改變流動的方向。因此,被調(diào)控氣流所控制的煙霧擴散濃度和擴散區(qū)域也隨之變化,這種煙霧擴散特性更能適應(yīng)隧道防災(zāi)的要求。從此意義上說,煙氣的強制擴散是控制隧道火災(zāi)的一種主要擴散形式。通過氣流的調(diào)控改變煙氣和火焰?zhèn)鞑U散特性,不僅是必要的,而且也是可行的。