鐵路隧道防災疏散救援技術應用探討

李旦

關鍵詞：鐵路隧道;防災疏散救援;技術應用

鐵路交通每年為國民經濟貢獻了巨大的財富，隨著國家對鐵路發展的支持，我國各種規模、類型的鐵路項目日漸實施，但鐵路隧道特殊的結構施工要求，使得在開展鐵路隧道施工建設和運營管理時，都應該關注防災疏散，以減少災害發生時所造成的各種損失。隨著人們防災救援意識的增強，我國乃至世界關于鐵路隧道防災疏散救援技術都取得了明顯的技術成效，未來隨著技術的不斷進步，防災疏散救援技術勢必會贏得更大的發展。

1我國鐵路隧道防災救援的發展及現狀

在經濟社會快速發展的趨勢下，我國的鐵路隧道事業也發展迅速，各種規模的鐵路隧道項目明顯增多，在此過程中，鐵路隧道的防災疏散救援越發引起了人們的關注，這一領域的有關專家，針對鐵路隧道的施工建設、事故類型和原因等開展了大量的研究，推進了防災疏散救援技術的進步。部分學者對救援站內疏散設施的設計參數開展了大量的分析，提出了參數優化策略;一些專家針對長大隧道內緊急救援站設置的必要性開展了相應的驗證，并提出了救援站設計規模、標準等方面的思路;一些學者利用數值模擬的方式，對隧洞內救援站的定點形式、長度與橫通道間距數量等開展了細分研究;還有一些學者，專門針對隧道救援站防災通風的主要影響因素展開了研究，發現風機位置、自然風、火災位置、火災規模等是關鍵性的因素。總之，關于鐵路隧道防災救援的研究越來越多，有效降低了災害風險和損失。

我國鐵路事業發展迅猛，不論是鐵路項目建設總量還是建設里程，都在全世界范圍內位居前列，完善的鐵路交通網絡，不僅給人們的出行帶來了巨大的便捷，更是給國家發展創造了巨大的經濟和社會效益。鐵路事業的這種發展趨勢，使得人們對鐵路隧道安全性、災害防治等都開展了大量的探索，尤其是針對鐵路隧道防災疏散方面，有關專家對具有代表性的長大隧道防災疏散救援技術開展了一系列的探索，如針對西康鐵路秦嶺隧道的研究，將研究的重點放在了火災成因、特點方面，以此為基礎提出了關于長大隧道防災疏散救援方面的技術思路;針對青藏線新關角隧道中對單洞雙線特長鐵路隧道防災技術的研究;石太客運專線太行山隧道、南梁隧道中關于特長鐵路隧道群的防災疏散救援技術展開了詳細的研究。原鐵道部在2007年對原有《鐵路工程設計防火規范》開展了修訂和實施，現行的是《鐵路工程設計防火規范》（TB10063-2016）行業標準，此規定修訂時，貫徹了國家消防安全標準，征集了近年來鐵路工程防火設計中的經驗和性能化設計成果，廣泛征求了設計、消防、運營等方面意見，結合鐵路運營安全需要，提出可靠技術措施，有效防止和減少火災危害，此規范出臺后的幾年內，給鐵路隧道的防災疏散救援工作提供了規范的指導，使得防災疏散救援技術有了顯著的發展。

2隧道內火災預防的必要性以及所采取的措施

2.1預防隧道內的列車發生火災的必要性

不論是哪種災害，對人和社會都會造成巨大的傷害，對災害的風險評估一般可從個人或者社會角度來進行，災害的個人風險為偶然事故所形成的個人傷害或者其他傷害。社會公眾的風險評估更多的是通過對特殊事故的嚴重程度來進行風險大小和災害損失的確定的。與較小的災害事件相比，巨大傷害的災害事件更容易引起人們的關注。因此，公眾對各種災害事件的關注，使得為從根本上減少各種災害事件的出現概率或者災害損失，都需要對可能存在的災害威脅采取有效的控制措施。鐵路隧道列車出現火災事故的概率一般要小于貨車，但從全社會來看，公眾對鐵路隧道列車火災的敏感度相對較高，也就使得有關部門要結合鐵路隧道列車火災，來采取有效的預防和控制措施，給鐵路運行創造相對安全的條件。

2.2預防隧道內列車發生火災所遵循的原則

鐵路隧道列車在出現了火災以后，因為隧道結構、環境的特殊性，使得人們逃生困難，救援難度大，短時間內就可能造成巨大的損失，因此，為盡可能保障隧道列車乘客的安全，有關部門應對鐵路隧道做好防災疏散救援工作，結合國家有關的防災救援工作標準和要求，來進行相應的設備設施配置、人員調配。鐵路隧道列車火災應從預防出發，除了要制定有效的預防策略外，專業人員還需結合隧道列車火災的發生特點等，來進行火災發生后一系列問題的考慮，以使得在出現了這一災害事件以后，可在最短的時間內制訂應急預案。隧道列車火災預防，同樣要求有關部門要做好對隧道中運行車輛、路線和通信設備等的全面監控，制定最為科學的火災救援處理方案與流程。

2.3對隧道列車發生火災時減輕事故影響所采取的措施

鐵路隧道火災救援難度大，災害所導致的人員傷亡、經濟損失都是非常大的，因此，為保障防災疏散救援工作的有效性，減小災害影響和損失，可從以下方面來實施：

（1）當隧道內出現了火災事件以后，在條件允許的情況下，部分車輛應立即駛離隧道區，并對周邊的無關行人開展一定的疏散，讓出救援通道，及時對列車開展消防工作。

（2）當與隧道出口距離相對較遠，且火災列車無法快速駛離隧道的情況下，應安排專人立即在隧道的對應位置上進行緊急救援站的設置，嚴禁過往車輛進入救援區域。

（3）火災列車沒有停在隧道內的條件時，為了使火災損失降至最小，應立即根據現場的情況采取有效的緊急處理措施。

3鐵路隧道防災疏散救援關鍵技術

伴隨著我國鐵路隧道災害事件的頻繁發生，為減少此類災害，鐵路部門對隧道防災疏散救援工作愈發重視，陸續出臺了各種的法律法規和政策文件，比如，對鐵路隧道防災疏散救援工程設計規范的多次修訂，開展了多次的專題研究，集中在隧道群定義、緊急救援站定義、緊急出口和避難所設計參數、疏散通道布置、火災規模與人員疏散標準上，這一系列的工作實施，都給鐵路隧道防災疏散救援提供了相應的規范指導和約束，使得我國的鐵路隧道防災疏散救援工作取得了矚目的成就。

（1）從我國的基本國情來看，隧道群明線長度的劃分標準，將直接影響到隧道本身是否能夠容納一級旅客列車的停靠要求，給現場人員的疏散創造條件，根據當下的研究成果，在鐵路隧道群的劃分方面，主要采用的是洞口間距不超過一列客車長度的相鄰隧道的概念。我國鐵路事業在長時間的發展條件下，旅客列車編組的最大程度是SS9單機牽引20輛車，長達554m，如果面臨僅運行動車組線路，其編組最大程度為429m。

（2）對鐵路隧道防災疏散救援工作的研究方面，很多的專家學者也針對國外的鐵路隧道災害事故展開了一系列的研究，經由對歐美一些國家的調研情況，再加上公安部天津消防研究所關于旅客攜帶行李的燃燒發展速度曲線，清晰對比了FDS數值計算與現場試驗的結果，綜合考慮了我國旅客列車的材料特征和乘車人情況后，基本也就掌握了不同列車的火災規模，針對這一情況確定了在鐵路隧道方面風壓計算的可用方法。

（3）結合我國鐵路列車的運行情況，當鐵路列車出現了火災以后，其殘余運行能力基本上保持在80km/h左右，當處于直線坡道上的運行條件下，大約可保持15min左右的殘余運行時間，經由對應的計算，也就基本可以確定：緊急救援站設置的最大間距不得超過20km，給鐵路隧道的緊急救援站設置和參數設計提供了參考。

（4）結合我國鐵路隧道火災事故的特點，在緊急救援站設置上，一般可選用兩種的結構型式，主要以隧道內緊急救援站和隧道口緊急救援站為主，前者包含加密橫通道型、兩側平導型、單側平導型幾種，而后者包含洞口輔助坑道型、洞口橫通道加密型兩種。

（5）-系列的研究下，基本也確定了緊急救援站中各項參數的設計方法，各個參數的設計如下：①緊急救援站設計長度：高速鐵路與客貨共線鐵路、城際鐵路分別可取450m、550m、230m。隧道口緊急救援站長度指的是明線段與兩端洞口段長度的總和，明線段與任意一端隧道長度的和應在列車長度之上。②站臺設計參數，寬度與站臺面高于軌道的尺寸應分別不小于2. 3m、0.3m。③橫通道間距與橫通道斷面凈空尺寸，這兩個參數同樣是緊急救援站的關鍵性參數，根據設計經驗，橫通道間距不應超過60m，而橫通道斷面凈空尺寸不應小于4. 5mx4m（寬×高），縱坡坡度要嚴格控制在12%以內。

（6）確定了緊急救援站中排煙計算的方式，為提高緊急救援站的防災能力，橫通道防護門處的風速應超過2m/s，保持風可從非火災隧道吹向火災隧道。

（7）隧道口緊急救援站的明線段長度應超過250m，這種情況下，可不進行防災通風系統的設計，當明線段長度不超250m的情況下，必須要進行防災通風系統的設置，但該系統中的風速應在1. Sm/s以上。

（8）指出了隧道中緊急救援站中安全疏散時間的計算方式，一般要確保緊急救援站中安全疏散時間在6min以上。

（9）緊急出口與避難所設計型式與參數方面，應遵守以下的設計標準：對于結構型式，可綜合選擇橫洞式、平導式、斜井式和豎井式幾種，針對緊急出口與避難所設置，如果面臨的是長度在10km或者超過10km的單洞隧道，洞身段設置的緊急出口、避難所應至少設置1處;對于長度在Skm到10km之間的單洞隧道，需結合結構特點和要求，來進行輔助坑道的科學布設，緊急出口與避難所都應進行機械通風的設計。

4研究與展望

4.1火災燃燒特性與機制研究

未來關于鐵路隧道防災疏散救援技術的研究，可從火災燃燒特性和機制的角度出發，相關部門需結合鐵路隧道火災事故的原因和特點，逐步構建鐵路隧道、地鐵隧道、公路隧道等不同類型列車與汽車車體、旅客行李、載運貨物等可燃物類別、火災事故情況等完整的數據庫，在此基礎上形成隧道鐵路防災疏散救援體系，通過實施全尺寸隧道火災燃燒特性、煙流控制試驗，形成更為可行的防災救援體系，指導實際的救援工作。

4.2復雜土建結構設計選型與優化

土建結構設計選型與優化，同樣是鐵路隧道防災疏散救援研究的一個重要方向，為使得復雜土建結構根據科學性與合理性，就需要有關設計人員要根據鐵路隧道中火災事故的發生特點，來綜合考慮行車組織方式、地質條件、防災救援、空氣動力學效應、工程造價等各種因素，來使得特長區間隧道、深埋地下車站防災疏散救援土建結構設計體系，并根據每一個隧道的布局特點，來進行疏散通道等的科學規劃。

4.3機電設備設施功能保障與優化配置

機電設備設施功能保障與優化配置，同樣可大大提升隧道的防災疏散救援能力，專業人員應分析不同速度條件下軌旁防災疏散救援設備設施的空氣動力學效應，根據相應的試驗結果，對低周高頻氣動荷載作用下有關設備設施的耐久性、穩定性等基本特性開展細化分析，經由相應的試驗結果，結合防災疏散救援工作標準，進行對應的設備設施配置，比如，可配置智能化傳感器。

4.4智能化監控系統的研發應用

信息時代到來以后，我國的鐵路隧道防災疏散救援領域，加大了對智能化技術的應用，在一些大型的鐵路隧道防災疏散救援方面，甚至開發出了一套智能化監控系統，該系統可在鐵路隧道的運行過程中，有效進行有關參數的智能化監控和識別，這種智能化監控方式下，可使得防災能力和水平大大提高。

4.5簡統化公鐵綜合疏散與救援策略制定與實踐

伴隨著我國鐵路交通覆蓋范圍的擴大，很多的鐵路隧道工程處于一些極端惡劣的條件下，比如，部分鐵路隧道處于高海拔地區，因為自然地理和地形地質條件的巨大限制，使得在隧道出現了災害以后，無法在第一時間內開展對應的救援工作。針對這一情況，就需要在未來的隧道防災疏散救援中，加大對公鐵綜合疏散和救援策略的制定，細化救援預案，并細分相關部門的工作責任。

結語

鐵路隧道項目逐步增多的過程中，應注重防災疏散救援工作的開展，相關部門在日常的工作中，應結合隧道火災的特點，加強對防災疏散救援技術的創新，并配置各種的防災救援設施和設備，加強不同部門和崗位人員的聯動性，減少災害損失。

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