隧道是我們利用地下空間的一種建筑形式。1970年,國際經濟合作與發(fā)展組織將隧道定義為:以某種用途、在地下用方法按照規(guī)定形狀和尺寸修筑的斷面面積大于2㎡的洞室。按照用途,隧道主要分為交通隧道、水工隧道、礦山隧道、市政隧道、人防隧道等。
交通隧道是與人類社會生活、生產活動關系為密切的一類隧道,主要用于人員、機動車、火車、船舶等通行,按照其使用功能分為公路隧道、鐵路隧道、城市地下鐵路隧道、航運隧道和人行隧道等。
由于隧道建筑空間特性、交通工具及其運輸方式,不僅決定了隧道火災危害后果與一般工業(yè)與民用建筑火災之間存在的差別,也決定了不同隧道火災之間的差異。隧道火災具有人員傷亡眾多、經濟損失巨大、次生災害嚴重的特點,其特有的次生災害和間接損失,甚至比人員傷亡、直接經濟損失對社會、生活以及區(qū)域經濟的影響更為嚴重。
針對公路隧道火災特點,設計人員對隧道工程采取主動防火和被動防火兩種措施,作為主動防火的措施,隧道內設置的消防設施主要有:消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、滅火器、應急照明和疏散指示標志等。
一、滅火設施
根據隧道類別不同,其配置的滅火設施也不盡相同。級別越高,配置的滅火設施越齊全。
常用滅火設施布置
(1)消火栓系統(tǒng)。隧道內應設置獨立的消防給水系統(tǒng),隧道內的消火栓用水量不應小于20L/s,洞口的消火栓用水量不應小于30L/s,消火栓給水管網應布置成環(huán)狀;嚴寒地區(qū)隧道洞口處消火栓給水干管宜設置保溫設施。如有危險品運輸車輛通行的隧道,宜設置泡沫消火栓系統(tǒng)。
(2)自動噴水滅火系統(tǒng)。對于危險級別較高的隧道,為保護隧道的主體結構,有些還采用自動噴水滅火系統(tǒng),其類型一般為水噴霧滅火系統(tǒng)或泡沫水噴霧聯(lián)用滅火系統(tǒng),以達到更好的滅火及保護效果。水霧噴頭宜采用側式安裝的隧道遠近射程水霧噴頭。
(3)滅火器。隧道內滅火器設置按中危險級考慮。隧道內應選擇水基型滅火器、磷酸銨鹽干粉滅火器、泡沫滅火器等。
二、報警設施
除隧道內需設置火災報警設施外,其配套設備用房如:變壓器室、配電室、機房等也應配有警鈴、手報、廣播、探測器等相應的報警和警報設施。
1、一般規(guī)定
隧道入口處100m~150m處,應設置報警信號裝置。一、二類通行機動車輛的隧道應設置火災自動報警系統(tǒng),無人值守的變壓器室、高低壓配電室、照明配電室、弱電機房等主要設備用房,宜設置早期火災探測報警系統(tǒng)。其他用房內可采用智能煙感探測器對火災進行檢測、報警。隧道封閉長度超過1000m時,應設置消防控制中心。
2、系統(tǒng)設置
(1)火災報警控制器數(shù)量設置。隧道長度L小于1500m時,可設置一臺火災報警控制器;長度L大于等于1500m的隧道,可設置一臺主火災報警控制器和多臺分火災報警控制器,其間宜采用光纖通信連接。
(2)火災探測器選擇和設置。國內交通隧道中主要采用雙波長火災探測器和光纖分布式溫度監(jiān)測(差溫)系統(tǒng),一般≤45m范圍內設一只,安裝在隧道的側壁或頂部;光纖分布式溫度監(jiān)測(差溫)系統(tǒng)以長線形(二車道)和環(huán)形(三車道)方式在探測區(qū)域從頭至尾敷設,安裝在隧道的頂部。車行隧道內一般每隔50m設置手動報警按鈕。
三、防排煙系統(tǒng)
隧道工程的防排煙范圍包括行車道、疏散通道及設備管理用房等。采用的排煙模式通??煞譃榭v向、橫向(半橫向)及重點模式,以及由基本模式派生的各種組合模式。
1、一般規(guī)定
當隧道長度短、交通量低時,火災發(fā)生概率較低,人員疏散比較容易,可以采用洞口自然排煙方式。長度較長、交通量較大的隧道應設置機械排煙系統(tǒng)。
2、排煙模式
排煙模式應根據隧道種類、火災疏散方式,并結合隧道正常工況的通風模式確定,將煙氣控制在范圍之內,以保證乘客疏散路徑滿足逃生環(huán)境要求,并為消防滅火創(chuàng)造條件。
(1)縱向排煙。火災時,隧道內煙氣沿隧道縱向流動的排煙模式為縱向排煙模式,這是一種常用的煙氣控制方式,可通過懸掛在隧道內的射流風機或其他射流裝置、風井送排風設施等及其組合方式實現(xiàn)。
該排煙方式較適用于單向行駛、交通量不高的隧道。縱向通風排煙時,氣流方向與車行方向一致。以火源點為分界,火源點下游為煙區(qū),上游為清潔區(qū),司乘人員向氣流上游疏散。
由于高溫煙氣沿坡度向上擴散速度很快,當坡道上發(fā)生火災、采用縱向通風控制煙流、通風氣流逆坡向時,必須使縱向氣流的流速高于臨界風速。
(2)橫向(半橫向)排煙。橫向(半橫向)也是一種常用的煙氣控制方式。排煙和平時隧道通風系統(tǒng)兼用,橫向方式通常是設置風道均勻排風、均勻補風,半橫向方式通常是設置風道均勻排風、集中補風或不補風?;馂那闆r下,利用排風風道均勻排煙。
橫向(半橫向)排煙方式適用于單管雙向交通或交通量大、阻塞發(fā)生率較高的單向交通隧道。
(3)重點排煙。重點排煙是將煙氣直接從火源附近排走的一種方式,從兩端峒口自然補風,隧道內可形成一定的縱向風速。該方式在隧道縱向設置排煙風道,并設置一定數(shù)量的排煙口。火災時,火源附近的排煙口開啟,將煙氣快速有效地排離隧道。
重點排煙適用于雙向交通的隧道或交通量較大、阻塞發(fā)生率較高的隧道。排煙口的大小、間距對煙氣的控制有較明顯的影響。
四、通信系統(tǒng)
通信系統(tǒng)主要包括:消防電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)視系統(tǒng)、消防無線通信系統(tǒng)等。
1、消防電話系統(tǒng)
防災控制室應與消防部門設置直線電話。隧道內應設置消防緊急電話,一般每100m宜設置一臺。
2、廣播系統(tǒng)
火災事故廣播無需單獨設置,可與隧道運營廣播系統(tǒng)合用?;馂氖鹿蕪V播具有優(yōu)先權。
3、電視監(jiān)視系統(tǒng)
在防災控制室內設置獨立的火災監(jiān)視器,監(jiān)視隧道內的災情,其他電視監(jiān)視設備與運營監(jiān)視等共用。
4、消防無線通信系統(tǒng)
應將城市地面消防無線通信電波延伸至隧道內,當發(fā)生災害時可通過無線通信系統(tǒng)進行指揮、協(xié)調。系統(tǒng)方案應根據當?shù)叵罒o線通信系統(tǒng)的制式、頻點進行設置。
五、應急照明和疏散指示標志
1、一般規(guī)定
高速公路隧道應設置不間斷照明供電系統(tǒng)。長度大于1000m的其他交通隧道應設置應急照明系統(tǒng)。應急照明應采用雙電源雙回路供電方式,并保證照明中斷時間不超過0.3s。
2、設置方式
長度不大于1.3km及以下的隧道可采用低壓供電;長度在1.3km~3km的隧道宜在出、入口處各設一座變、配電所,分別采用低壓供電方式;長度大于3km的隧道宜根據隧道的長度、負荷分布情況在隧道中部合理設置應急照明變、配電裝置。
一般應急照明和疏散指示標志宜在變電所采用集中式應急電源供電;長大隧道宜采用按區(qū)段集中式應急電源供電方式。
3、電纜選擇和線路敷設
公路隧道應采用阻燃耐火型電纜;城市隧道應采用無鹵低煙阻燃耐火型電纜;長、大隧道應急照明主干線宜采用礦物絕緣電纜。
穿管明敷時應采用阻燃耐火型電線,并在鋼管外面刷防火涂料或采用其他防火措施。
穿管暗敷時應采用阻燃耐火型電線,并敷設在非燃燒結構內,其保護層厚度不小于30mm。