本文闡述了國內外的公路隧道內發生火災事故的主要特點，并且歸納總結了現階段國內外對于公路隧道火災的研究現狀，同時以此為基礎，通過火災初期報警、自動消防設施配置以及人員安全疏散等方面提出解決方案，從而提高公路隧道中的安全等級。

　　1.發生于公路隧道內部火災的概述

　　現階段，國內公路系統中的隧道工程隨著宏觀經濟的高速發展進步而取得了顯著的發展。隧道工程在空間布局、結構設計層面所具有的特殊性質和特點，盡管在公路交通系統中隧道工程可以為廣大民眾提供較大的方便性，不過也會給消防安全救援工作帶來更為嚴峻的挑戰。

　　目前在世界各地經常會發生隧道工程內部的火災事故，這樣的事故對于廣大民眾的日常生產生活秩序及道路交通相關的基礎設施帶來了嚴重的傷害。在1996年，位于英吉利海峽的海底隧道內部發生了一場重大的火災事故，事故造成海底隧道的交通中斷將近一個月之久。1993年法國與意大利之間的勃朗峰隧道內部發生了一場特大的火災事故，這是一場持續了十天之久的地下慘劇，事故導致了隧道工程的主體結構遭到了非常嚴重的破壞，交通活動中斷一年半之久。

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　　隧道工程火災事故盡管是一種小概率的事件，不過其危害性非常嚴重。公路系統隧道工程目前已經受到社會各界人士的普遍關注，公路系統隧道工程的相關施工技術也取得了持續改進和升級，相關領域的科研人員與消防部門也對其進行了更為深入的研究，世界范圍內的學者們通常使用小尺寸的模擬試驗的方式進行研究、計算機數值模擬仿真研究、大尺寸規模乃至全尺寸試驗的研究方式等3種試驗研究方法。因為隧道工程結構的特殊性質以及其巨大的長寬比屬性，通常采用無量綱形式的小尺寸的工程模擬試驗的研究方案在隧 道工程火災事故領域中以及獲得了大范圍的實際運用。

　　自從20世紀70年代起的英國、瑞典、挪威、德國、法國等發達國家就實施了一系列的全尺寸規模的試驗嘗試。國內的隧道工程火災事故的研究起步相對比較晚，中國科學技術大學以 及云南消防總隊進行通力合作，在昆明地區實施了12次全尺寸規模的工程試驗，研究了不同火災外部邊界條件以及風速條件之下煙氣在隧道內部的運動狀態，這些研究為完善云南省的相關建筑工程的技術標準《公路隧道消防技術規程》提供了大量寶貴的技術參數支持。

　　2.公路隧道工程內部火災事故的特點

　　2.1煙氣的溫度比較高

　　隧道內部起火之后，火焰的燃燒將會釋放出大量的熱量，在隧道內的狹小空間內，熱量不易散發，氣流將會在浮力的效應作用之下，在隧道內部拱頂位置處聚集成非常厚的熱煙氣，由于在起火的位置會持續地產生煙氣，因此隧道內部的拱頂位置的煙氣將會越來越多，煙氣體積的持續膨脹將會造成煙氣朝向隧道的兩端蔓延。煙氣在隧道內部的拱頂處持續積累的時候，在拱頂處將會形成一個最高的溫度，這樣的情況將是對于隧道主體結構的耐火性能的一項嚴峻的考驗。

　　2.2火焰燃燒的速率比較快

　　隧道工程部分的外圍空間通常為土壤以及巖石，通風以及孔洞的面積相對比較狹小，接近于一類封閉的空間。自然狀態的通風條件下，一旦發生火災，火焰燃燒受到空間的影響，會沿著隧道的兩邊進行蔓延，炙熱的煙氣容易在隧道內部積累，造成隧道內部的溫度急劇上升，進而造成轟燃的現象。經過消防部門的持續攻關，在隧道工程內部火災的模擬試驗研究過程中，其內部火焰的燃料速度將會比空曠的敞開型空間的燃燒快3倍以上。

　　2.3人員撤離的條件比較差

　　隧道內部的CO，CO2及別的有毒有害氣體的濃度增大的原因主要為，內部的通風能力及隧道內部的結構不夠合理，導致了火焰的燃燒無法充分進行，進而氣體的濃度快速上升。當CO氣體的含量為0.6%、空氣中的氧含量低于16%的時候，隧道內部的被困人員將會有生命危險。隧道內部設置的電纜支架、消防備品箱、排水溝槽等裝置也會延緩被困人員的撤離速度，容易出現擁擠甚至踩踏事故。

　　2.4著火位置的移動特點

　　公路系統隧道內部的車輛發生火災事故的初期，往往不易被駕駛員所發覺，在車輛發生輕微的起火情況下依舊會繼續移動，這就造成起火的位置并非發出火災報警的初始位置。與此同時，火源的移動將會造成煙氣的蔓延以及熱量的擴散加速，使得相關煙氣擴散的對稱規律被破壞，影響了機械式通風系統的臨界風速，對于火焰撲救和被困人員的逃生帶來不利的影像。

　　2.5火災撲救的難度比較大

　　隧道通常會遠離市區，如果發生火災，造成交通出現堵塞的情況，消防車輛抵達火場的速度將會受到影響。隧道的進、出口少，消防人員抵達后無法有效對火情進行偵查、延誤了救援的時機。公路系統周圍的水源比較少，水量以及水壓無法得到保證，很難有效控制火勢。

　　3.公路隧道防火研究的主要研究方向

　　通常情況下，公路隧道內部的防火工程，主要是為了保證在公路隧道內部行駛過程中的車輛以及相關人員免于受到火災事故的危害進而實施的各類防火措施和方案。防火工程的基本要求是要以火災險情的預防為主要的方向。一般來講，涉及的防火相關技術有如下幾大類:

　　(1)在公路隧道內部的整個結構貫穿始終來設置全視角的閉路電視視頻監控系統、報警用的固定電話、煙感探測裝置、火災自動報警裝置、隧道洞外的警報顯示裝置、警報信號燈、危險信號發生裝置等。并且在設計隧道結構的時候需要考慮其內部空間的布局、通風系統和照明系統、消防裝置的布置、報警、滅火以及疏散系統之間的相互關系。(2)在公路隧道內部的整體結構的內部配備噴淋類型的滅火系統、滅火劑、滅火器、消火栓、消防專用的車輛等裝備。

　　(3)在公路隧道內部的上、下行兩條并行的隧道之間配置單條或者多條(具體情況要根據公路隧道的實際長度確定)聯絡用的輔助通道，在公路隧道的內部每隔特定的距離需要設置出一個逃生通道的出口，如果公路隧道的內部出現了火災事故，則內部被困的人員就能夠借助相應的逃生通道撤離到岸邊或者穿過另外一條隧道撤離到另外一條沒有發生火災的隧道，順利撤離險境。

　　4.公路隧道工程防火研究的解決方案

　　4.1隧道內部的建筑結構以及材料的使用

　　隧道火災救援中，工程主體結構是否保持支撐能力是一個難題。依據相關研究，隧道工程中水泥混凝土如果長時間處于高溫作用下將會爆裂，在火災發生初期的半個小時內混凝土將會出現爆裂現象，導致隧道將會處于更為危險的狀態之下。

　　一般來講，強度比較高的混凝土結構在外界溫度為460℃的情況下將會損失其45%左右的抗壓強度能力，環境溫度達到650℃的情況下，隧道內部的抗壓強度能力將會失去至少75%左右。為此火災事故中隧道內部坍塌的防止對防火建設工程來講非常關鍵，通常的解決方案為：噴涂材料進行混凝土保護以及板材加固保護2類。防火涂料通常為F66飾面涂料，使用此類方案的主要缺點是涂料層在污染程度比較嚴重的環境之下比較容易發生失效。因此，在繼續大力推進更具持久耐火性能的防火涂料的同時，還應注重建筑構件后期的防火性能維護，確保防火噴涂材料發揮效能。

　　4.2公路隧道發生火災時的安全疏散措施

　　公路隧道的安全疏散設施一般包含人行橫道、車輛行駛通道、救生滑梯、公路隧道安全出口及入口、安全通道標識、應急照明系統及防煙與排煙裝置等。在公路隧道發生火災險情的過程中，處在公路隧道兩側出口的車輛及人員進行疏散是非常容易實現的，然而處在公路隧道中間人員的疏散難度極大。在通常狀況下，公路隧道內的被困人員最小疏散速度是1.55m/s，在煙氣較濃的狀況下僅為1.25m/s。

　　相關公路隧道工程技術人員在進行疏散救援的過程中，隧道內部火災現場的最高溫度必須控制在小于81.25℃，而且在此溫度條件下救援時間需要控制在15.5min以內。所以在大中型公路隧道內部必須搭建人員臨時避難場所。與此同時，人員臨時避難場所的耐火極限不允許低于公路隧道自身并且可以隔離高溫氣體及煙霧，并且必須安裝獨立的防煙及排煙系統。

　　4.3公路隧道火災報警系統

　　公路隧道火災探測裝置能夠迅速發現并且在第一時間對火災險情進行行之有效的處理，然而伴隨著公路隧道內部的溫度、通風速度、車輛尾氣及粉塵的排放及各類線纜電路發出的電磁干擾都會對探測情況產生不利影響。因此為避免誤報，實際工作中經常會遇到火災自動報警系統設于手動狀態的情況，一旦發生火災極易錯過最佳報警及火災撲救時間。

　　相關公路隧道工程技術人員在大規模火災試驗的研究過程中根據相關試驗數據得出，在熱空氣蔓延至公路隧道頂端的進程中，周圍環境空氣迅速減少，導致公路隧道頂端煙氣的溫度偏低，不能滿足纜式線性感溫探測裝置的正常工作溫度;在公路隧道內部風速為2.45m/s時，這時火源的額定功率為1.15兆瓦，在公路隧道頂的端煙氣溫度僅為41.25℃，因此相關公路隧道工程技術人員在選擇公路隧道火災探測裝置的過程中，必須完全考慮具有強抗污染能力、短響應時間及低誤報率等技術要求。

　　4.4公路隧道自動滅火系統

　　公路隧道工程或是建造在遠離城市的區域，在出現火情的過程中很難獲得及時的消防救援支持;抑或是位于城市要道常年車流量大，在出現火情時消防車難以短時間進入隧道內部進行處置。因此只有提高自助救援的能力才可以防止特大火情事故的發生，相關公路隧道工程技術人員在公路隧道防火安全系統的規劃設計過程中，公路隧道的消防水系統一般包含消火栓及自動噴水滅火系統。

　　滅火裝置通常選擇干粉滅火裝置、CO2滅火裝置及泡沫滅火裝置。消火栓及自動噴水滅火系統主要依賴于消防水源是否能夠正常工作。國內相關消防安全法規及標準中規定，長距離公路隧道必須建造消防蓄水池系統，并且消防用水的儲存量必須滿足相關最低消防救援使用要求，確保最低安全消防救援水壓的相關技術要求。

　　5.結語

　　綜上所述，公路隧道構造及空間的特殊排布造成公路隧道建筑工程的火災分析與探索不能僅限于民用建筑物的火災參數及理論基礎，而是必須進行數量眾多的大規模及小規模火災試驗研究。在公路隧道構造安全系數、自動消防設施配置及火災預防方法等層面有更深層次的研究，進而促進公路隧道的消防系統處于安全工作的狀態下，確保廣大人民群眾的生命財產與安全。

　　作者：黃凌燕