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城市地下隧道火災特性與救援

  
評論: 更新日期:2020年04月01日

?? 1969年11月11日,北京地鐵在試運行中(當時車內無乘客),在萬壽路站和五棵松站之間因內燃機車電器故障引發(fā)特大火災。調度室立即命令所有列車停止運行,并立即報警,由于當時北京消防部門沒有排煙車,防毒面具也十分缺乏,當時通訊用的步話機進入地鐵便失靈,通訊中斷。到場的消防隊員手持滅火器沖進地鐵滅火,此次火災導致8人死亡,其中1名消防隊員(通訊員),7名地鐵員工,在撲救中300多人中毒受傷,2輛客車被燒毀,造成地面TRANBBS交通中斷一天,引發(fā)多起地面交通事故,火災直接損失100多萬元。?
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?????? 1999年7月29日14:06分,廣州地鐵一號線東山口站降壓配電所因電器設備故障引發(fā)火災。車站控制室接到火災探測器報警后,一邊疏散乘客,一邊實施滅火并啟動隧道排煙設施。由于發(fā)現(xiàn)及時,處置得當,才未釀成人員傷亡事故,火災直接損失20.6萬元。
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??? TRANBBS城市地下隧道火災既具有地下建筑火災的共性,又具有隧道火災的特性,煙氣流動規(guī)律發(fā)生變化,煙氣流沿水平方向擴散迅速,以水平蔓延為主。1987年11月18日晚19:30分,倫敦皇十字地鐵車站在人流高峰期,由于乘客吸煙后將火柴扔進正在進行的4#自動扶梯內引發(fā)火災,火焰沿自動樓梯直往上竄并沿售票廳迅速水平蔓延,兇猛的火舌席卷售票廳。倫敦消防部門接到報警后迅速出動了4輛泵浦車、1輛云梯車、其它車2輛趕赴火場,第一輛消防車到場不到2分鐘便發(fā)生了“轟燃”,迷失方向的30名乘客當場死亡,消防中隊長湯斯利在攙扶一名被嚴重燒傷的乘客接近安全出口時,被濃烈的煙氣奪取了生命?!稗Z燃”導致火勢進一步擴大,當局相繼出動了36輛消防車(帶梯泵浦車11輛,泵浦車10輛,特種車15輛,救護車8輛),175余名消防隊員參加滅火救援。滅火救援工作一直持續(xù)到次日凌晨1:46分,經(jīng)過6小時17分的艱苦撲救,終于將大火撲滅。此次火災共造成32人死亡,其中一名消防中隊長,傷100多人,其中6名消防隊員,地下2層的2座自動扶梯和地下一層的售票廳被燒毀。
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??? 城市地下隧道火災既具有隧道火災的共性,也同時具有交通火災的特性,煙氣流擴散速度快,高速帶動的氣流使熱煙氣流向錯綜復雜,危害性增大。1987年倫敦地鐵火災中,高速行駛的列車帶動的氣流加劇了火勢的蔓延,地鐵部門立即下令各線路列車不準停靠該站。1979年7月11日18:42分,東京日本坂隧道內一輛小汽車鉆到大卡車下,另一輛又相撞引起油箱爆炸,造成4輛卡車與2輛轎車連續(xù)相撞,引發(fā)火災。前不能進,后不能退的進洞車輛排起了長龍,堵塞的車輛中有不少裝載著化學危險品,許多駕駛員棄車而逃。消防隊員到達現(xiàn)場后,由于濃煙不能展開進攻,車輛便向隧道內噴霧系統(tǒng)供水,但沒有效果,直到18日10:00滅火才結束。此次火災共導致7人死亡,2人受傷,189臺車輛被燒毀。由于長時間高溫炙烤,使隧道內1000余米頂部崩裂脫落。
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??? 由于隧道空間的相對封閉性,車輛起火燃燒后,溫度升高,空氣體積膨脹,壓力增高,熱煙氣流積聚,極易產生“轟燃”。據(jù)測試表明:一般“轟燃”的時間為起火后5—7分鐘。1987年倫敦地鐵火災中,起火6分鐘后發(fā)生了“轟燃”,給滅火帶來極大危險。另外消防救援人員在高溫、濃煙下,難以深入內部搶救人員和攻擊火點,使救援也很難迅速有效開展。日本九重州地鐵火災,曾令滅火經(jīng)驗豐富、設備先進的日本消防部門也進攻受阻,一籌莫展。
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??? 煙霧大,能見度差,疏散距離相對比較遠,疏散和滅火時間長。2001年10月24日9:45左右,瑞士圣哥達隧道內兩輛載重卡車在距隧道南端出口2公里處迎面相撞發(fā)生爆炸并引起大火,大量的車輛無法掉頭。事故發(fā)生后,瑞士派出了150名消防隊員前往救援。瑞士軍隊也派了直升機參加救援工作,消防隊員使用特別配備的裝備,設法使隧道內的溫度降低到大約1000度,好讓消防人員能更接近火焰,由于火勢猛烈,加之隧道內一輛運載輪胎的卡車起火燃燒,產生大量有毒的黑煙,消防人員無法進入隧道滅火,加上天黑,致使救援工作難以展開,直到26日下午大火才基本撲滅。此次由車禍引發(fā)的大火使部分隧道頂部塌陷,隧道內100多輛小汽車有40多臺被燒毀,除部分人員逃出外,許多人員被困在隧道內,當禾證明死亡10人,包括卡車司機,128人下落不明,估計被濃煙熏死的被困者有數(shù)十人。這條歐洲最重要的南北通道被迫無限期關閉,交通頓時陷入癱瘓。
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??? 由于隧道內熱煙氣流的錯綜復雜,高溫煙氣難以排出,又因為熱煙氣流具有減光性、毒害性、恐怖性等特點,極易造成群死群傷事故。燃燒產生的濃煙使隧道變成煙霧的通道,煙霧擴散極為迅速,由于隧道建筑的特殊性使高溫濃煙的排除極為困難。1995年10月28日夜里,阿塞拜疆首都巴庫地鐵由于電動機車電路故障發(fā)生一起惡性地鐵火災慘劇。由于地鐵車廂大部分材料采用易燃物質,火勢異常猛烈,有毒濃煙霧彌漫,地鐵司機也沒有按照常規(guī)要求千方百計將列車開出去,然后再采取救援措施,卻把列車停在了隧道內,被困乘客紛紛打碎車窗玻璃奪路而逃,在濃煙中亂成一團,大火直到第二天凌晨才被撲滅。這場火災造成558人死亡,其中3名消防隊員,269人受傷。據(jù)調查,死亡的558名乘客中大多數(shù)不是被燒死,而是被窒息而死。
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??? 許多城市地下隧道與大樓地下設施及地下街合為一體,稍有不慎,會帶來極大危險。1983年8月16日下午14:46分,通向日本名古屋市中心街和中央公園地下街的市營東山地鐵車站其變電所整流器短路發(fā)生大火。當局出動了40輛消防車(3輛排煙車)趕赴現(xiàn)場,消防隊到場時,隧道內濃煙滾滾,不斷從地面出口噴涌而出。在地下街和月臺3000米范圍內濃煙滾滾,地下街有50家店鋪放下卷簾防火門逃離,地下管理處的職員30人奮力將5000名顧客和行人安全疏散至地面,由于停電,運行中的2列列車在隧道中“拋錨”,約700名乘客被困在黑暗的地道中。由于變電所設備不能射水,否則造成直接損失5億日元,經(jīng)過反復研究,在耽誤1個多小時以后,消防部門才開始噴射干粉滅火劑,但由于長時間的高溫持續(xù)燃燒,滅火作業(yè)幾乎無法開展。2名救援隊員進入地下一層入口10米處便倒下了,一名救援隊員因防毒面具的氧氣用完,一名救援隊員因吸入超高熱氣而相繼死亡,另有3名救援隊員受傷,經(jīng)醫(yī)院搶救才脫險。這些在特殊火災面前具有豐富經(jīng)驗的日本專業(yè)消防隊員,傷的傷,死的死,在當?shù)匾鸷艽笳痼@。此次大火持續(xù)燃燒了3個小時,大火到當天下午6時零2分才被撲滅。在火災中,地鐵停電4個小時,上下152輛列車停駛,13萬7千多人受驚。
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??? 地下隧道火災與地面建筑火災最大不同之處就是煙的活動不同,地面建筑火災的煙霧總是向上方或不同方向擴散,消防隊員可以想辦法巧妙地避開煙霧,然而地下隧道火災煙霧總是向隧道兩端擴散。要成功解決城市地下隧道的滅火救援問題,歸根到底取決于煙氣的解決問題,煙氣問題解決了,就可以迎刃而解。據(jù)俄羅斯國家消防學院研究:隧道、特別是地鐵隧道內上方有大大小小的通風、排氣孔與地面相連,當高速行駛的列車在隧道內來回往返時,由于隧道空間的相對封閉性,運轉形成的強大氣流,會讓地面的空氣通過隧道上方的通風排氣孔形成一種上下抽動式的反應一“活塞效應”,產生帶動的強大不穩(wěn)定逆轉氣流加大火災的燃燒與擴散蔓延,使火災危險性加大。
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??? 在城市地下隧道滅火救援中要防止“活塞效應”的發(fā)生,一要“堵口滅火”;二要停止隧道內車輛的運轉,因為在城市地下隧道中,還存在一個行駛帶來的風速問題。據(jù)美國資料分析:車輛以一般速度行駛時,從水平方向吹過汽車發(fā)動機的風速為48—56公里川、時,而當車輛在隧道內高速行駛時,其車速相當于從車頭吹向車尾的風速,發(fā)生火災后,大大加快了火災的發(fā)展過程;其次要將起火車輛盡量開出或拖出隧道,疏散車輛。
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??? 城市地下隧道滅火救援過程中的煙霧問題,要靈活運用“排”與“堵”。
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??? 隧道火災的有效撲救,首先還是要充分利用隧道內固定滅火設施的作用,但也不能完全依靠固定滅火設施,要靈活運用。東京日本坂隧道位于東京—大坂—名古屋的高速公路上,是日本的大動脈,全長2045米,里面設施齊全而先進,有電視監(jiān)控系統(tǒng),1000多只水噴淋,40多個消火栓,300多個探測器。但是發(fā)生火災后,水噴淋工作80分鐘后就停止噴水,高溫使電視監(jiān)控系統(tǒng)失去作用,產生的大量濃煙超過了通風系統(tǒng)的排煙能力。圣哥達隧道之所以被認為是歐洲最安全的隧道,是因為它不僅有一條平行的應急隧道,主隧道內還安裝了最先進的火災偵察系統(tǒng)和空調系統(tǒng),發(fā)生事故后15分鐘便可以將隧道內的有毒氣體排出,另外每隔250米修建了一個掩體,每個掩體可容納70人,即使如此,悲劇未能避免。日本福井縣敦賀隧道火災:1981年10月6日凌晨4:05分,百根運輸公司一輛裝有18.5噸動力鏟的25噸大卡車駛進福井縣敦賀隧道,油箱冒煙起火并蔓延到另一輛對面開來的卡車上。敦賀消防部門接警后出動6輛消防車滅火,由于隧道內換氣用的排氣風扇運轉臺數(shù)增加,并改變了運轉方向,致使高溫濃煙逆轉方向,消防隊只好緊急撤離。在火災中一輛卡車被燒毀,一輛卡車部分燒毀,隧道中央155米范圍內的設備幾乎全被燒毀。
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??? 意大利米蘭市CHUBB.SIA公司推出了一種“噴水堵煙系統(tǒng)”,較好的解決了城市地下隧道滅火救援的這個難題。米蘭市將該系統(tǒng)在該市50余公里長的地鐵上投入裝備運行,證明“噴水堵煙裝置”具有科學性、先進性、安全性等優(yōu)點,這也是在當今一種能有效安全疏散地鐵內受煙霧威脅人員的先進設施。

??? 綜合參考國外的眾多隧道火災案例,在滅火救援過程中外部盡量不要盲目采取“排”的戰(zhàn)術解決煙霧問題,因為隧道距離長,特別是地鐵往往都在地下10—50米深處,而且火災情況下煙霧濃烈,滾滾不斷,要將煙霧排至地面是十分困難的。隧道內部要立足于“堵”,“排”與“堵”相互結合,靈活運用,這也是國外處置城市地下隧道事故的發(fā)展方向。

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