高速鐵路隧道防災救援體系的研究

陳 娟

(天津鐵道職業(yè)技術(shù)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(tǒng)

通過對國內(nèi)外發(fā)生在隧道內(nèi)的列車火災事故的統(tǒng)計分析可知隧道內(nèi)列車火災事故中由列車電氣設(shè)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(nèi)設(shè)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(nèi)設(shè)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(nèi)襯、地板等均應(yīng)采用新型耐火材料制作，使之能達到在火災發(fā)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(yīng)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(yīng)設(shè)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(nèi)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(nèi)設(shè)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(tǒng)

一旦火災發(fā)生，如能夠盡早探得火源并且能盡快控制災情的發(fā)展，那么將會大大降低災害損失，要實現(xiàn)這個目的就需要在列車內(nèi)和隧道內(nèi)設(shè)置探測和報警系統(tǒng)。在隧道內(nèi)設(shè)置的探測報警系統(tǒng)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(jiān)視器、有毒氣體探測器等，與之配合的還需要設(shè)置攝像監(jiān)控系統(tǒng)等。在西康線秦嶺隧道的兩端的車站設(shè)置了紅外軸溫探測裝置以阻止帶火列車繼續(xù)運行，在隧道進出口設(shè)置火災警告信號以避免后續(xù)列車進入災情隧道。在隧道洞內(nèi)的橫通道處還設(shè)置了人工報警按鈕。動車上的探測系統(tǒng)可以采用光學煙霧探測器及安裝在地板或其他設(shè)備中的線性熱感應(yīng)探測器，使得在發(fā)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(tǒng)可自動關(guān)閉火災發(fā)生的車廂的空調(diào)系統(tǒng)。

1.3 消防滅火系統(tǒng)

消防滅火系統(tǒng)，包括動車上的放置的滅火器和隧道內(nèi)設(shè)置的滅火設(shè)備。在動車上一般需要在每節(jié)車廂兩端及車廂內(nèi)配置滅火器，并且在司機室增加滅火器數(shù)量。隧道內(nèi)的滅火設(shè)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(yīng)修建消防水源井或消防蓄水池。

1.4 通風系統(tǒng)

一般地，隧道內(nèi)的運營通風系統(tǒng)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(tǒng)有特殊說明，防排煙氣流設(shè)計應(yīng)根據(jù)疏散點位置、人員疏散路線及方向進行設(shè)計。如隧道內(nèi)發(fā)生火災，列車需臨時停車時，應(yīng)盡快通知隧道控制中心開啟隧道內(nèi)通風系統(tǒng)。在緊急救援站、緊急出口級避難所應(yīng)采用機械加壓送風防煙措施，送風應(yīng)從隧道外引入清潔的新鮮空氣。在防護門處的風速不應(yīng)小于2 m/s。且要保證等待區(qū)的送風量滿足10 m3/人·h 的最小要求。

1.5 通訊系統(tǒng)

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

1.6 供電系統(tǒng)

在救援疏散路線上應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)置相應(yīng)的標志燈，在隧道內(nèi)設(shè)置的應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)有不小于1 h 的持續(xù)照明時間。列車供電系統(tǒng)必須有足夠的電能儲備以備電網(wǎng)失效時列車能夠繼續(xù)運行到“定點”區(qū)域。

1.7 疏散救援系統(tǒng)

當列車在高速鐵路隧道內(nèi)發(fā)生火災時，有時不能在安全時間內(nèi)將列車完全駛離隧道，此時就需要在隧道內(nèi)停靠進行安全救援。(1)當列車無法繼續(xù)行駛時，或火災車廂內(nèi)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(shè)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(nèi)發(fā)生火災后，通過車廂內(nèi)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(qū)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(fā)生火災，如列車繼續(xù)運行不能及時駛?cè)搿岸c”區(qū)域，可在通知控制中心調(diào)整行車安排后，緊急制動逆向拉出洞外。(4)當發(fā)生火災時，無法及時通知控制中心啟動應(yīng)急預案，不能有效控制其他車輛進入隧道，或者隧道內(nèi)通風系統(tǒng)不能及時啟動時，列車不應(yīng)采用隨機停車的疏散方式。(5)高速動車每節(jié)車廂都設(shè)有應(yīng)急錘、逃生玻璃等，可供應(yīng)急救援，另外在酒吧車和司機室內(nèi)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(shè)施的設(shè)置有三種情況:(1)當長度為20 km及以上的隧道或隧道群應(yīng)設(shè)置“緊急救援站”，“緊急救援站”之間的距離不應(yīng)大于20 km。如全長39.4 km 的太行山、南梁隧道設(shè)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(yīng)在洞身段設(shè)置不少于1 處的緊急出口。如施工輔助坑道具備設(shè)置緊急出口條件時，可增設(shè)1 處緊急出口，如不滿足增設(shè)緊急出口條件時，應(yīng)設(shè)1 處避難所。當長度為5 ～10 km 時，應(yīng)在隧道洞身段設(shè)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(shè)置1 處緊急出口，如不滿足要求時，可不設(shè)置。如全長24 km 的大瑤山隧道群結(jié)合輔助坑道的分布情況，設(shè)置了13 處緊急出口。(3)雙洞單線隧道一般間隔400 ～500 m 設(shè)置一個橫通道作為疏散口。并在橫通道與主隧道之間設(shè)置防火門。

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，高速鐵路隧道兩邊設(shè)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(shè)置疏散標志，并配以照明。

1.8 監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)《鐵路隧道防災救援疏散工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:高速鐵路的防災救援設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)能對隧道內(nèi)通風、照明(包括緊急安全疏散標識設(shè)備)、消防(排水泵)等設(shè)備進行監(jiān)控。但這都是總體性、原則性的規(guī)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(shè)置了防災救援監(jiān)控，但都存在構(gòu)架不合理、功能不完備、參與聯(lián)動的設(shè)備子系統(tǒng)不全、響應(yīng)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(jiān)控系統(tǒng)可參照現(xiàn)有的防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的方案進行制定，使之具備調(diào)度中心級功能、工務(wù)段功能、車站功能和現(xiàn)場功能。

2 結(jié) 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(guī)范，但是對于每種不同的隧道結(jié)構(gòu)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(jié)合隧道類型、長度、地質(zhì)情況及施工輔助坑道的設(shè)置情況具體選擇消防及救援方案的設(shè)計。盡管隧道防災救援系統(tǒng)投資較大，但是綜合安全性的考慮，有必要開發(fā)出經(jīng)濟合理安全的災害預防與救援設(shè)備。

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

［2］茅為中，張念.鐵路隧道火災預防及救援探討［J］.隧道建設(shè)，2010，(2):20－23.

［3］安玉紅.鐵路隧道防災救援疏散工程設(shè)計研究［J］.石家莊鐵道大學學報(自然科學版)，2013，(9);99－104.

［4］余顏麗，王志強.鐵路隧道防災救援監(jiān)控系統(tǒng)方案研究［J］.鐵路通信信號工程技術(shù)，2013，(6):28－31.

［5］顏志偉.武廣客運專線大瑤山隧道群防災救援疏散設(shè)計研究［J］.鐵道工程學報，2011，(8):7－12.