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水消防技术在隧道火灾控制中的应用

字号+ 作者:admin 来源:未知 2010-10-26 19:33 我要评论( )

摘要: 隧道内车辆的火灾一旦发生就可能发展成重大事故,因此对隧道火灾进行正确的预防和控制非常重要。隧道内的水消防技术主要包括消火栓系统、水成膜泡沫系统和 自动喷水灭火系统等,在隧道火灾控制中起到重要作用。隧道内设置的水消防设施在火灾发生后的

 

    摘要: 隧道内车辆的火灾一旦发生就可能发展成重大事故,因此对隧道火灾进行正确的预防和控制非常重要。隧道内的水消防技术主要包括消火栓系统、水成膜泡沫系统和 自动喷水灭火系统等,在隧道火灾控制中起到重要作用。隧道内设置的水消防设施在火灾发生后的正确使用将影响火灾控制的效果,因此对人员的培训和火灾时消防 组织也非常重要。


    1.前言 

 

 

    随着我国“五纵七横”国道主干线系统的实施,公路平面线形及纵坡的要求不断提高,丘陵、山岭地段的隧道不仅 在数量上不断增加,而且在规模上不断提高。城市交通的发展,也使各类城市隧道日益增多。根据统计,隧道内的火灾事故发生次数并不多,但是,由于隧道是相对 封闭的交通空间,车辆自身就是可燃体,火灾一旦发生,就可能发展成重大事故。因此,对隧道火灾进行正确的预防和控制非常重要。

    目前,我国在隧道建设中使用的火灾控制技术已经比较全面,包括预防事故发生的通风照明设施、交通管制设备、紧急停车带和危险品车辆的通行限制, 以及对火灾发生后防止受害扩大的紧急电话、按钮式火灾报警装置、火灾监控系统和火灾消防设施等。水消防技术在隧道火灾消防中得到了广泛的应用。

    水是人类最早使用的灭火剂,是最常用、最低廉、最安全的灭火剂,被广泛应用于各类消防领域。目前在隧道中使用的水消防技术主要包括消火栓系统、水成膜泡沫灭火系统、水喷淋系统、泡沫一水联用喷淋系统等。
  
    2.消火栓系统 

    消火栓系统是使用最广泛。最经济有效的灭火设备,目前在长度500m以上的高等级公路隧道内均设置了消火栓系统。消火栓系统主要由水源、供水设备、管道、消火栓、水枪、水带等组成。隧道内的消火栓系统一般布置在隧道一侧。
  消火栓的保护半径  R=Ld+Ls=25*0.9+10*0.71=29.6m
  R:消火栓保护半径:m
  Ld:水带敷设长度(为实际90%),m
  Ls:水枪射流向上按45??计算时充实水柱在平面上的投影,m
  消火栓间距  S=2(R2-b2)1/2=2(29.62-102)1/2=55.7m
  S:消火栓间距,m;
  R:消火栓保扩半径,m;
  b:消火栓最大保护宽度(隧道内取10m),m;
  
    消火栓选用双阀双栓消火栓,按《公路隧道设计规范》间距取50m。为了便于非专业人员及时扑救火灾,在消火栓箱内配置盘式消防水喉。
  
    隧道的消防用水水源对水质没有特殊要求,除了市政水源以外,天然水源或消防水池均可。不过,利用天然水源作为消防水源时,要采用必要的技术措 施,以确保供水的可靠性。公路隧道一般地处偏避山区,可采用消防水池作为水源,消防水池的水源可以来自山间溪水、深井水或隧道内渗透水。消防水池的储水量 至少考虑消防用水量201/s,火灾延续时间2h。对于长隧道以及特长隧道,可适当增加消防用水量和火灾延续时间。
  
    隧道消防给水方式可分为高压给水系统,临时高压给水系统和稳高压给水系统。高压给水系统指管网内经常保持灭火时所需的流量和压力;扑救火灾时不 需启动消防水泵加压而直接使用消火栓进行灭火。 临时高压给水系统是指管网内最不利点平时水压和流量不能满足灭火的需要,需在水泵房内设消防泵,火灾时启动消防水泵,使管网内的压力和流量达到灭火时的要 求。稳高压系统是指管网内经常保持的足够的压力由稳压泵或气压给水设备等设施来保证。三种高压给水系统的区别如表1。

    三种消防给水系统的区别 表1
  
    从表1中我们可以看到,如果条件许可的话,高压给水系统是满足消防要求,最经济、运营管理最简单方便的系统。隧道周围一般均有设置满足水压要求的高位水池的场所,因此目前隧道的消防给水系统均采用高压给水系统。

    3.水成膜泡沫(AFFF)灭火系统

    隧道内的火灾主要是汽车火灾,其中汽车相撞导致油箱汽油起火更为严重,相当于300L汽油的火灾,它会很快引燃汽车本身及车上装载的可燃物,在 风压、温度等外部环境作用下,火灾很可能烧到前后车辆,甚至会蔓延到整个隧道。所以扑灭该类火灾关键是扑灭初期油类火灾。对于可燃液体的火灾普遍采用泡沫 灭火,泡沫灭火剂主要有普通蛋白泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂和水成膜泡沫灭火剂。水成膜泡沫灭火剂(A~eous Film FomingFomn),简称AFFF,是国际上20世纪60年代发展起来的一种高效泡沫灭火剂,并被普遍采用。因此在长隧道及特长隧道的火灾消防设计中 除设置消火栓系统外,还设置有水成膜泡沫灭火系统。
  
    水成膜泡沫灭火剂的灭火原理是依靠泡沫和水膜双重作用下以达到灭火目的。由于水成膜泡沫灭火刑中的氟碳表面活性刑和碳氢表面活性刑共同作用,在 可燃液体的表面形成一层水膜,且有很好的流动性,泡沫能在液面上迅速扩展,在水膜的共同作用下,隔绝空气,使火窒息,从而阻止了燃烧。水成膜泡沫灭火系统 主要由箱体,泡沫液容器、比例混合器、软管、喷枪及导向架组成。泡沫液与水经比例混合器混合后,直接对准火源喷洒,非常方便。

    4.水喷淋系统(自动喷水灭火系统)

    目前国内的公路隧道中尚无设置水喷淋灭火系统,但该系统已 在美国、日本等国家的隧道 中设置。虽然也有反对意见认为隧道内设水喷淋系统将恶化环境,降低能见度,不利于消防人 员灭火,但是我们建议在防灾特别重要和允许装运危险货物的车辆在无人护送情况下通过的 隧道内设置水喷淋系统,并且宜考虑设AFFF(水成膜泡沫)喷淋。在水喷淋系统的设计中,应结合隧道内的火灾探测系统而设计成开式系统,管网分区,每个区 间设独立的比例阀来控制水泡沫混合比。参考国内的《自动喷水灭火系统设计规范》及日本、欧美相应规范,隧道的火灾危险等级以中危险等级考虑,设计用水强度 6L/mln,作用面积160m2。隧道内设置水喷淋系统,关键是确保不会误喷水,因此可设计成手动,或者由控制室根据监控反馈信息控制开启。
  
    控制室内设有完整的水喷淋系统的分区图表,防火探测系统的分区图表,隧道通风系统图表,紧急停车带和横洞位置图表,这样操作人员可以做出正确及 时的判断。设有水喷淋系统的隧道的消防用水量应考虑喷淋的水量,火灾延续时间为1ho另外,水喷淋系统还可以设计成水幕系统作为隧道防火分区的隔断,以阻 止火灾向未发生地区的蔓延。水的强大的冷却作用还可以降低烟在隧道顶部分层的能力,从而更容易被隧道通风设备集中。 

    5.工程实例

    在隧道水消防的设计实际工作中,长度为500m以下的隧道只在隧道侧壁隔50m设灭火器箱,内置3个磷酸铵 盐干粉灭火器。长度500m至1000m的隧道内设置消火栓系统及灭火器,长度1000m以上的隧道设置消火栓系统,水成膜泡沫灭火系统以及灭火器。以我 院设计的京福高速公路美菰林隧道为例,该隧道为双洞四车道,左洞长5566m,右洞长5560m,洞内消防设施布置如图1。

 


    图1 隧道洞内消防设施布置示意图(尺寸单位:m)
    由于该隧道设竖井通风,我们在竖井处设置了加密喷头,起到冷却降温作用。洞外供水流程如图2。

 


    图2 洞外消防供水流程图
  
    消防用水采用利用山势设置的500t消防蓄水池,两洞消防供水干管布置成环状,实现可靠的双向供水,并考虑在隧道管理队处配备消防车及专业兼职消防人员。

    6.消防组织

    隧道内设置的水消防设施在火灾发生后的正确使用将影响火灾控制的效果,因此对各类人员的培训和火灾时消防组 织也非常重要。根据隧道的实际情况,隧道的消防组织可分为三个梯队的形式。第一梯队:由隧道的公众组成,包括驾驶员和乘客,他们首先面临火灾,但是缺乏专 门的消防知识,一般可使用的灭火设备有灭火器和消防水喉。第二梯队:隧道管理所的专业兼职消防人员,他们是火灾发生后一段时间到达现场,具有专门灭火技 能,能熟练使用隧道内设置的灭火设施,是隧道消防的中坚力量。第三梯队•附近地区专业消防队、他们是灭火的最强力量,但却是最后到达现场,因此及时通知他 们是非常重要的。只有使三个梯队的消防组织充分发挥作用,才能使隧道的火灾控制达到最佳效果。

    7.结束语

  随着各类隧道的不断修建,隧道的防灾问题日益突出。水消防技术只是隧道防灾工程的一部分,也是相当重要的一部分,希望通过我们专业人员的不断努力,学习和交流,使隧道水消防技术得到进一步完善和提高,使整个隧道的防灾能力得到提高。

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