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城市地下隧道火災(zāi)特性與救援

  
評(píng)論: 更新日期:2020年04月01日

?? 1969年11月11日,北京地鐵在試運(yùn)行中(當(dāng)時(shí)車內(nèi)無(wú)乘客),在萬(wàn)壽路站和五棵松站之間因內(nèi)燃機(jī)車電器故障引發(fā)特大火災(zāi)。調(diào)度室立即命令所有列車停止運(yùn)行,并立即報(bào)警,由于當(dāng)時(shí)北京消防部門沒(méi)有排煙車,防毒面具也十分缺乏,當(dāng)時(shí)通訊用的步話機(jī)進(jìn)入地鐵便失靈,通訊中斷。到場(chǎng)的消防隊(duì)員手持滅火器沖進(jìn)地鐵滅火,此次火災(zāi)導(dǎo)致8人死亡,其中1名消防隊(duì)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(zāi)直接損失100多萬(wàn)元。?
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?????? 1999年7月29日14:06分,廣州地鐵一號(hào)線東山口站降壓配電所因電器設(shè)備故障引發(fā)火災(zāi)。車站控制室接到火災(zāi)探測(cè)器報(bào)警后,一邊疏散乘客,一邊實(shí)施滅火并啟動(dòng)隧道排煙設(shè)施。由于發(fā)現(xiàn)及時(shí),處置得當(dāng),才未釀成人員傷亡事故,火災(zāi)直接損失20.6萬(wàn)元。
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??? TRANBBS城市地下隧道火災(zāi)既具有地下建筑火災(zāi)的共性,又具有隧道火災(zāi)的特性,煙氣流動(dòng)規(guī)律發(fā)生變化,煙氣流沿水平方向擴(kuò)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(jìn)正在進(jìn)行的4#自動(dòng)扶梯內(nèi)引發(fā)火災(zāi),火焰沿自動(dòng)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(bào)警后迅速出動(dòng)了4輛泵浦車、1輛云梯車、其它車2輛趕赴火場(chǎng),第一輛消防車到場(chǎng)不到2分鐘便發(fā)生了“轟燃”,迷失方向的30名乘客當(dāng)場(chǎng)死亡,消防中隊(duì)長(zhǎng)湯斯利在攙扶一名被嚴(yán)重?zé)齻某丝徒咏踩隹跁r(shí),被濃烈的煙氣奪取了生命?!稗Z燃”導(dǎo)致火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大,當(dāng)局相繼出動(dòng)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(hù)車8輛),175余名消防隊(duì)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(guò)6小時(shí)17分的艱苦撲救,終于將大火撲滅。此次火災(zāi)共造成32人死亡,其中一名消防中隊(duì)長(zhǎng),傷100多人,其中6名消防隊(duì)員,地下2層的2座自動(dòng)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(zāi)既具有隧道火災(zāi)的共性,也同時(shí)具有交通火災(zāi)的特性,煙氣流擴(kuò)散速度快,高速帶動(dòng)的氣流使熱煙氣流向錯(cuò)綜復(fù)雜,危害性增大。1987年倫敦地鐵火災(zāi)中,高速行駛的列車帶動(dòng)的氣流加劇了火勢(shì)的蔓延,地鐵部門立即下令各線路列車不準(zhǔn)??吭撜?。1979年7月11日18:42分,東京日本坂隧道內(nèi)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(zāi)。前不能進(jìn),后不能退的進(jìn)洞車輛排起了長(zhǎng)龍,堵塞的車輛中有不少裝載著化學(xué)危險(xiǎn)品,許多駕駛員棄車而逃。消防隊(duì)員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后,由于濃煙不能展開進(jìn)攻,車輛便向隧道內(nèi)噴霧系統(tǒng)供水,但沒(méi)有效果,直到18日10:00滅火才結(jié)束。此次火災(zāi)共導(dǎo)致7人死亡,2人受傷,189臺(tái)車輛被燒毀。由于長(zhǎng)時(shí)間高溫炙烤,使隧道內(nèi)1000余米頂部崩裂脫落。
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??? 由于隧道空間的相對(duì)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(chǎn)生“轟燃”。據(jù)測(cè)試表明:一般“轟燃”的時(shí)間為起火后5—7分鐘。1987年倫敦地鐵火災(zāi)中,起火6分鐘后發(fā)生了“轟燃”,給滅火帶來(lái)極大危險(xiǎn)。另外消防救援人員在高溫、濃煙下,難以深入內(nèi)部搶救人員和攻擊火點(diǎn),使救援也很難迅速有效開展。日本九重州地鐵火災(zāi),曾令滅火經(jīng)驗(yàn)豐富、設(shè)備先進(jìn)的日本消防部門也進(jìn)攻受阻,一籌莫展。
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??? 煙霧大,能見度差,疏散距離相對(duì)比較遠(yuǎn),疏散和滅火時(shí)間長(zhǎng)。2001年10月24日9:45左右,瑞士圣哥達(dá)隧道內(nèi)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(wú)法掉頭。事故發(fā)生后,瑞士派出了150名消防隊(duì)員前往救援。瑞士軍隊(duì)也派了直升機(jī)參加救援工作,消防隊(duì)員使用特別配備的裝備,設(shè)法使隧道內(nèi)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(shì)猛烈,加之隧道內(nèi)一輛運(yùn)載輪胎的卡車起火燃燒,產(chǎn)生大量有毒的黑煙,消防人員無(wú)法進(jìn)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(nèi)100多輛小汽車有40多臺(tái)被燒毀,除部分人員逃出外,許多人員被困在隧道內(nèi),當(dāng)禾證明死亡10人,包括卡車司機(jī),128人下落不明,估計(jì)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(wú)限期關(guān)閉,交通頓時(shí)陷入癱瘓。
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??? 由于隧道內(nèi)熱煙氣流的錯(cuò)綜復(fù)雜,高溫?zé)煔怆y以排出,又因?yàn)闊釤煔饬骶哂袦p光性、毒害性、恐怖性等特點(diǎn),極易造成群死群傷事故。燃燒產(chǎn)生的濃煙使隧道變成煙霧的通道,煙霧擴(kuò)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(kù)地鐵由于電動(dòng)機(jī)車電路故障發(fā)生一起惡性地鐵火災(zāi)慘劇。由于地鐵車廂大部分材料采用易燃物質(zhì),火勢(shì)異常猛烈,有毒濃煙霧彌漫,地鐵司機(jī)也沒(méi)有按照常規(guī)要求千方百計(jì)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(nèi),被困乘客紛紛打碎車窗玻璃奪路而逃,在濃煙中亂成一團(tuán),大火直到第二天凌晨才被撲滅。這場(chǎng)火災(zāi)造成558人死亡,其中3名消防隊(duì)員,269人受傷。據(jù)調(diào)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(shè)施及地下街合為一體,稍有不慎,會(huì)帶來(lái)極大危險(xiǎn)。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(yíng)東山地鐵車站其變電所整流器短路發(fā)生大火。當(dāng)局出動(dòng)了40輛消防車(3輛排煙車)趕赴現(xiàn)場(chǎng),消防隊(duì)到場(chǎng)時(shí),隧道內(nèi)濃煙滾滾,不斷從地面出口噴涌而出。在地下街和月臺(tái)3000米范圍內(nèi)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(yùn)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(shè)備不能射水,否則造成直接損失5億日元,經(jīng)過(guò)反復(fù)研究,在耽誤1個(gè)多小時(shí)以后,消防部門才開始噴射干粉滅火劑,但由于長(zhǎng)時(shí)間的高溫持續(xù)燃燒,滅火作業(yè)幾乎無(wú)法開展。2名救援隊(duì)員進(jìn)入地下一層入口10米處便倒下了,一名救援隊(duì)員因防毒面具的氧氣用完,一名救援隊(duì)員因吸入超高熱氣而相繼死亡,另有3名救援隊(duì)員受傷,經(jīng)醫(yī)院搶救才脫險(xiǎn)。這些在特殊火災(zāi)面前具有豐富經(jīng)驗(yàn)的日本專業(yè)消防隊(duì)員,傷的傷,死的死,在當(dāng)?shù)匾鸷艽笳痼@。此次大火持續(xù)燃燒了3個(gè)小時(shí),大火到當(dāng)天下午6時(shí)零2分才被撲滅。在火災(zāi)中,地鐵停電4個(gè)小時(shí),上下152輛列車停駛,13萬(wàn)7千多人受驚。
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??? 地下隧道火災(zāi)與地面建筑火災(zāi)最大不同之處就是煙的活動(dòng)不同,地面建筑火災(zāi)的煙霧總是向上方或不同方向擴(kuò)散,消防隊(duì)員可以想辦法巧妙地避開煙霧,然而地下隧道火災(zāi)煙霧總是向隧道兩端擴(kuò)散。要成功解決城市地下隧道的滅火救援問(wèn)題,歸根到底取決于煙氣的解決問(wèn)題,煙氣問(wèn)題解決了,就可以迎刃而解。據(jù)俄羅斯國(guó)家消防學(xué)院研究:隧道、特別是地鐵隧道內(nèi)上方有大大小小的通風(fēng)、排氣孔與地面相連,當(dāng)高速行駛的列車在隧道內(nèi)來(lái)回往返時(shí),由于隧道空間的相對(duì)封閉性,運(yùn)轉(zhuǎn)形成的強(qiáng)大氣流,會(huì)讓地面的空氣通過(guò)隧道上方的通風(fēng)排氣孔形成一種上下抽動(dòng)式的反應(yīng)一“活塞效應(yīng)”,產(chǎn)生帶動(dòng)的強(qiáng)大不穩(wěn)定逆轉(zhuǎn)氣流加大火災(zāi)的燃燒與擴(kuò)散蔓延,使火災(zāi)危險(xiǎn)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(yīng)”的發(fā)生,一要“堵口滅火”;二要停止隧道內(nèi)車輛的運(yùn)轉(zhuǎn),因?yàn)樵诔鞘械叵滤淼乐?,還存在一個(gè)行駛帶來(lái)的風(fēng)速問(wèn)題。據(jù)美國(guó)資料分析:車輛以一般速度行駛時(shí),從水平方向吹過(guò)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)速為48—56公里川、時(shí),而當(dāng)車輛在隧道內(nèi)高速行駛時(shí),其車速相當(dāng)于從車頭吹向車尾的風(fēng)速,發(fā)生火災(zāi)后,大大加快了火災(zāi)的發(fā)展過(guò)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(guò)程中的煙霧問(wèn)題,要靈活運(yùn)用“排”與“堵”。
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??? 隧道火災(zāi)的有效撲救,首先還是要充分利用隧道內(nèi)固定滅火設(shè)施的作用,但也不能完全依靠固定滅火設(shè)施,要靈活運(yùn)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(dòng)脈,全長(zhǎng)2045米,里面設(shè)施齊全而先進(jìn),有電視監(jiān)控系統(tǒng),1000多只水噴淋,40多個(gè)消火栓,300多個(gè)探測(cè)器。但是發(fā)生火災(zāi)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(chǎn)生的大量濃煙超過(guò)了通風(fēng)系統(tǒng)的排煙能力。圣哥達(dá)隧道之所以被認(rèn)為是歐洲最安全的隧道,是因?yàn)樗粌H有一條平行的應(yīng)急隧道,主隧道內(nèi)還安裝了最先進(jìn)的火災(zāi)偵察系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng),發(fā)生事故后15分鐘便可以將隧道內(nèi)的有毒氣體排出,另外每隔250米修建了一個(gè)掩體,每個(gè)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(zāi):1981年10月6日凌晨4:05分,百根運(yùn)輸公司一輛裝有18.5噸動(dòng)力鏟的25噸大卡車駛進(jìn)福井縣敦賀隧道,油箱冒煙起火并蔓延到另一輛對(duì)面開來(lái)的卡車上。敦賀消防部門接警后出動(dòng)6輛消防車滅火,由于隧道內(nèi)換氣用的排氣風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)增加,并改變了運(yùn)轉(zhuǎn)方向,致使高溫濃煙逆轉(zhuǎn)方向,消防隊(duì)只好緊急撤離。在火災(zāi)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(nèi)的設(shè)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(gè)難題。米蘭市將該系統(tǒng)在該市50余公里長(zhǎng)的地鐵上投入裝備運(yùn)行,證明“噴水堵煙裝置”具有科學(xué)性、先進(jìn)性、安全性等優(yōu)點(diǎn),這也是在當(dāng)今一種能有效安全疏散地鐵內(nèi)受煙霧威脅人員的先進(jìn)設(shè)施。

??? 綜合參考國(guó)外的眾多隧道火災(zāi)案例,在滅火救援過(guò)程中外部盡量不要盲目采取“排”的戰(zhàn)術(shù)解決煙霧問(wèn)題,因?yàn)樗淼谰嚯x長(zhǎng),特別是地鐵往往都在地下10—50米深處,而且火災(zāi)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(nèi)部要立足于“堵”,“排”與“堵”相互結(jié)合,靈活運(yùn)用,這也是國(guó)外處置城市地下隧道事故的發(fā)展方向。

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