高速鐵路隧道防災救援體系的研究

陳 娟

(天津鐵道職業技術學院)

1 高速鐵路長大隧道防災救援體系

1.1 火災防范系統

通過對國內外發生在隧道內的列車火災事故的統計分析可知隧道內列車火災事故中由列車電氣設備導致的火災所占比例最大。而災害原因大致可分為高速列車本身起火及車與隧道內設備接觸時起火兩種。因此，防災的重點在于列車本身防火和隧道內設備防火兩方面。(1)列車車輛防火:在制造動車車輛時，列車的外殼、內襯、地板等均應采用新型耐火材料制作，使之能達到在火災發生后的高溫下，不會立刻著火，從而給旅客疏散預留出足夠長的時間。動車組各車廂均應配置便攜式滅火器。為了防止火勢的蔓延，在動車車頂和頂板之間的整個斷面上應設置至少可阻燃15 min的隔離墻。如CRH3動車的車身就采用了不燃的鋁板作內飾頂板和風道，采用非金屬材料玻璃作間壁和門板等，有效地降低了火情的傳播。(2)隧道內設備防火:目前可采取的措施有:在施工中增加不計入隧道斷面的額外混凝土作為起火后的保護層;在混凝土施工中加入聚丙烯纖維以提高混凝土的耐火性能;除此之外也可以采用在襯砌上噴涂無機纖維防火涂料或者粘貼隧道專用防火板材等方法來提高隧道的耐火極限。

1.2 探測和報警系統

一旦火災發生，如能夠盡早探得火源并且能盡快控制災情的發展，那么將會大大降低災害損失，要實現這個目的就需要在列車內和隧道內設置探測和報警系統。在隧道內設置的探測報警系統包括離子感煙探測器、紫外線火焰探測器、紅外軸溫探測器、紅外熱度監視器、有毒氣體探測器等，與之配合的還需要設置攝像監控系統等。在西康線秦嶺隧道的兩端的車站設置了紅外軸溫探測裝置以阻止帶火列車繼續運行，在隧道進出口設置火災警告信號以避免后續列車進入災情隧道。在隧道洞內的橫通道處還設置了人工報警按鈕。動車上的探測系統可以采用光學煙霧探測器及安裝在地板或其他設備中的線性熱感應探測器，使得在發生火情時，列車駕駛員和列車長能最快地接到信號，盡快利用列車上的報警按鈕或報警電話報告火情。于此同時自動火災報警系統可自動關閉火災發生的車廂的空調系統。

1.3 消防滅火系統

消防滅火系統，包括動車上的放置的滅火器和隧道內設置的滅火設備。在動車上一般需要在每節車廂兩端及車廂內配置滅火器，并且在司機室增加滅火器數量。隧道內的滅火設備一般采用消火栓、干粉或泡沫滅火器，這些裝置是高速鐵路隧道小型火災最主要的消防方式。除此之外，在長大隧道的出入口處，作為消防用水儲備，均應修建消防水源井或消防蓄水池。

1.4 通風系統

一般地，隧道內的運營通風系統可以同時具備火災時的通風排煙功能。而高速鐵路隧道對于防排煙系統有特殊說明，防排煙氣流設計應根據疏散點位置、人員疏散路線及方向進行設計。如隧道內發生火災，列車需臨時停車時，應盡快通知隧道控制中心開啟隧道內通風系統。在緊急救援站、緊急出口級避難所應采用機械加壓送風防煙措施，送風應從隧道外引入清潔的新鮮空氣。在防護門處的風速不應小于2 m/s。且要保證等待區的送風量滿足10 m3/人·h 的最小要求。

1.5 通訊系統

為了保障指揮人員、救援人員與火災現場人員之間實現通信暢通，動車及鐵路隧道內的應設置有線應急電話系統，并且要充分利用鐵路GSM－R 和450 MHz 無線列調等無線通信手段以供司乘人員與列控中心聯絡。隧道內每隔500 m 設置電話終端，并結合緊急救援站、橫通道、避難所、緊急出口、隧道洞口等設置情況綜合考慮。在隧道出入口、緊急出口等位置處設置視頻采集點，并能將視頻信息反映在鐵路綜合視頻監控系統中。

1.6 供電系統

在救援疏散路線上應設置疏散照明和指示燈，在隧道洞口、緊急出口、橫通道口、避難所口等應設置相應的標志燈，在隧道內設置的應急照明系統應有不小于1 h 的持續照明時間。列車供電系統必須有足夠的電能儲備以備電網失效時列車能夠繼續運行到“定點”區域。

1.7 疏散救援系統

當列車在高速鐵路隧道內發生火災時，有時不能在安全時間內將列車完全駛離隧道，此時就需要在隧道內停靠進行安全救援。(1)當列車無法繼續行駛時，或火災車廂內的旅客不能及時疏散到其他車廂時，就必須采用就地臨時停車進行疏散的方式。這種隨機停車疏散模式在兩座單線隧道設置橫通道的情況下方便救援，但在單洞隧道中效果就受影響。(2)當車內發生火災后，通過車廂內的消防措施不能有效控制火情，可先將旅客通過車間風擋疏散至相鄰相對安全的車廂并封閉端門，待列車開入隧道中的“定點”區域后進行疏散。此種方式為高速鐵路長大隧道較好的救援方式。(3)當列車剛開進隧道即發生火災，如列車繼續運行不能及時駛入“定點”區域，可在通知控制中心調整行車安排后，緊急制動逆向拉出洞外。(4)當發生火災時，無法及時通知控制中心啟動應急預案，不能有效控制其他車輛進入隧道，或者隧道內通風系統不能及時啟動時，列車不應采用隨機停車的疏散方式。(5)高速動車每節車廂都設有應急錘、逃生玻璃等，可供應急救援，另外在酒吧車和司機室內還配置有逃生梯。但需要注意，不管是哪種疏散方案，都需要在列車停下來才能進行救援和逃生，因為若在列車運動中砸碎玻璃，可能會加劇火勢的蔓延。

救援疏散設施的設置有三種情況:(1)當長度為20 km及以上的隧道或隧道群應設置“緊急救援站”，“緊急救援站”之間的距離不應大于20 km。如全長39.4 km 的太行山、南梁隧道設計了2 座間隔約15km 的“緊急救援站”。(2)對于單洞隧道，當長度為10 km 以上時，應在洞身段設置不少于1 處的緊急出口。如施工輔助坑道具備設置緊急出口條件時，可增設1 處緊急出口，如不滿足增設緊急出口條件時，應設1 處避難所。當長度為5 ～10 km 時，應在隧道洞身段設置1 處緊急出口或避難所。當長度為3 ～5 km 時，如有滿足緊急出口標準的輔助坑道，可在隧道洞身設置1 處緊急出口，如不滿足要求時，可不設置。如全長24 km 的大瑤山隧道群結合輔助坑道的分布情況，設置了13 處緊急出口。(3)雙洞單線隧道一般間隔400 ～500 m 設置一個橫通道作為疏散口。并在橫通道與主隧道之間設置防火門。

在進行結構設計時，高速鐵路隧道兩邊設置了貫通的救援通道，救援通道一般為150 cm(寬)×220 cm(高)。緊急出口寬度一般不小于230 cm，高度不小于250 cm。且在救援通道上，每隔200 m 左右的位置處設置疏散標志，并配以照明。

1.8 監控系統

根據《鐵路隧道防災救援疏散工程設計規范》規定:高速鐵路的防災救援設備監控系統能對隧道內通風、照明(包括緊急安全疏散標識設備)、消防(排水泵)等設備進行監控。但這都是總體性、原則性的規定，并無具體方案。在已實施的隧道防災救援工程中，如石太線太行山－南梁隧道群及渝懷線圓梁山隧道都設置了防災救援監控，但都存在構架不合理、功能不完備、參與聯動的設備子系統不全、響應速度低、自動化程度不高等問題，而且沒有普遍性。建議隧道防災救援監控系統可參照現有的防災安全監控系統的方案進行制定，使之具備調度中心級功能、工務段功能、車站功能和現場功能。

2 結 語

我國高速鐵路隧道防災救援已基本形成體系。在火災預防、預警等方面都已制定了切實可行的規范，但是對于每種不同的隧道結構與施工方法，所采取的措施與具體的救援疏散方案也不盡相同，需要結合隧道類型、長度、地質情況及施工輔助坑道的設置情況具體選擇消防及救援方案的設計。盡管隧道防災救援系統投資較大，但是綜合安全性的考慮，有必要開發出經濟合理安全的災害預防與救援設備。

［1］鐵道部工程設計鑒定中心.高速鐵路隧道［M］.北京:中國鐵道出版社，2006.

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