高速铁路隧道防灾救援体系的研究

陈 娟

(天津铁道职业技术学院)

1 高速铁路长大隧道防灾救援体系

1.1 火灾防范系统

通过对国内外发生在隧道内的列车火灾事故的统计分析可知隧道内列车火灾事故中由列车电气设备导致的火灾所占比例最大。而灾害原因大致可分为高速列车本身起火及车与隧道内设备接触时起火两种。因此，防灾的重点在于列车本身防火和隧道内设备防火两方面。(1)列车车辆防火:在制造动车车辆时，列车的外壳、内衬、地板等均应采用新型耐火材料制作，使之能达到在火灾发生后的高温下，不会立刻着火，从而给旅客疏散预留出足够长的时间。动车组各车厢均应配置便携式灭火器。为了防止火势的蔓延，在动车车顶和顶板之间的整个断面上应设置至少可阻燃15 min的隔离墙。如CRH3动车的车身就采用了不燃的铝板作内饰顶板和风道，采用非金属材料玻璃作间壁和门板等，有效地降低了火情的传播。(2)隧道内设备防火:目前可采取的措施有:在施工中增加不计入隧道断面的额外混凝土作为起火后的保护层;在混凝土施工中加入聚丙烯纤维以提高混凝土的耐火性能;除此之外也可以采用在衬砌上喷涂无机纤维防火涂料或者粘贴隧道专用防火板材等方法来提高隧道的耐火极限。

1.2 探测和报警系统

一旦火灾发生，如能够尽早探得火源并且能尽快控制灾情的发展，那么将会大大降低灾害损失，要实现这个目的就需要在列车内和隧道内设置探测和报警系统。在隧道内设置的探测报警系统包括离子感烟探测器、紫外线火焰探测器、红外轴温探测器、红外热度监视器、有毒气体探测器等，与之配合的还需要设置摄像监控系统等。在西康线秦岭隧道的两端的车站设置了红外轴温探测装置以阻止带火列车继续运行，在隧道进出口设置火灾警告信号以避免后续列车进入灾情隧道。在隧道洞内的横通道处还设置了人工报警按钮。动车上的探测系统可以采用光学烟雾探测器及安装在地板或其他设备中的线性热感应探测器，使得在发生火情时，列车驾驶员和列车长能最快地接到信号，尽快利用列车上的报警按钮或报警电话报告火情。于此同时自动火灾报警系统可自动关闭火灾发生的车厢的空调系统。

1.3 消防灭火系统

消防灭火系统，包括动车上的放置的灭火器和隧道内设置的灭火设备。在动车上一般需要在每节车厢两端及车厢内配置灭火器，并且在司机室增加灭火器数量。隧道内的灭火设备一般采用消火栓、干粉或泡沫灭火器，这些装置是高速铁路隧道小型火灾最主要的消防方式。除此之外，在长大隧道的出入口处，作为消防用水储备，均应修建消防水源井或消防蓄水池。

1.4 通风系统

一般地，隧道内的运营通风系统可以同时具备火灾时的通风排烟功能。而高速铁路隧道对于防排烟系统有特殊说明，防排烟气流设计应根据疏散点位置、人员疏散路线及方向进行设计。如隧道内发生火灾，列车需临时停车时，应尽快通知隧道控制中心开启隧道内通风系统。在紧急救援站、紧急出口级避难所应采用机械加压送风防烟措施，送风应从隧道外引入清洁的新鲜空气。在防护门处的风速不应小于2 m/s。且要保证等待区的送风量满足10 m3/人·h 的最小要求。

1.5 通讯系统

为了保障指挥人员、救援人员与火灾现场人员之间实现通信畅通，动车及铁路隧道内的应设置有线应急电话系统，并且要充分利用铁路GSM－R 和450 MHz 无线列调等无线通信手段以供司乘人员与列控中心联络。隧道内每隔500 m 设置电话终端，并结合紧急救援站、横通道、避难所、紧急出口、隧道洞口等设置情况综合考虑。在隧道出入口、紧急出口等位置处设置视频采集点，并能将视频信息反映在铁路综合视频监控系统中。

1.6 供电系统

在救援疏散路线上应设置疏散照明和指示灯，在隧道洞口、紧急出口、横通道口、避难所口等应设置相应的标志灯，在隧道内设置的应急照明系统应有不小于1 h 的持续照明时间。列车供电系统必须有足够的电能储备以备电网失效时列车能够继续运行到“定点”区域。

1.7 疏散救援系统

当列车在高速铁路隧道内发生火灾时，有时不能在安全时间内将列车完全驶离隧道，此时就需要在隧道内停靠进行安全救援。(1)当列车无法继续行驶时，或火灾车厢内的旅客不能及时疏散到其他车厢时，就必须采用就地临时停车进行疏散的方式。这种随机停车疏散模式在两座单线隧道设置横通道的情况下方便救援，但在单洞隧道中效果就受影响。(2)当车内发生火灾后，通过车厢内的消防措施不能有效控制火情，可先将旅客通过车间风挡疏散至相邻相对安全的车厢并封闭端门，待列车开入隧道中的“定点”区域后进行疏散。此种方式为高速铁路长大隧道较好的救援方式。(3)当列车刚开进隧道即发生火灾，如列车继续运行不能及时驶入“定点”区域，可在通知控制中心调整行车安排后，紧急制动逆向拉出洞外。(4)当发生火灾时，无法及时通知控制中心启动应急预案，不能有效控制其他车辆进入隧道，或者隧道内通风系统不能及时启动时，列车不应采用随机停车的疏散方式。(5)高速动车每节车厢都设有应急锤、逃生玻璃等，可供应急救援，另外在酒吧车和司机室内还配置有逃生梯。但需要注意，不管是哪种疏散方案，都需要在列车停下来才能进行救援和逃生，因为若在列车运动中砸碎玻璃，可能会加剧火势的蔓延。

救援疏散设施的设置有三种情况:(1)当长度为20 km及以上的隧道或隧道群应设置“紧急救援站”，“紧急救援站”之间的距离不应大于20 km。如全长39.4 km 的太行山、南梁隧道设计了2 座间隔约15km 的“紧急救援站”。(2)对于单洞隧道，当长度为10 km 以上时，应在洞身段设置不少于1 处的紧急出口。如施工辅助坑道具备设置紧急出口条件时，可增设1 处紧急出口，如不满足增设紧急出口条件时，应设1 处避难所。当长度为5 ～10 km 时，应在隧道洞身段设置1 处紧急出口或避难所。当长度为3 ～5 km 时，如有满足紧急出口标准的辅助坑道，可在隧道洞身设置1 处紧急出口，如不满足要求时，可不设置。如全长24 km 的大瑶山隧道群结合辅助坑道的分布情况，设置了13 处紧急出口。(3)双洞单线隧道一般间隔400 ～500 m 设置一个横通道作为疏散口。并在横通道与主隧道之间设置防火门。

在进行结构设计时，高速铁路隧道两边设置了贯通的救援通道，救援通道一般为150 cm(宽)×220 cm(高)。紧急出口宽度一般不小于230 cm，高度不小于250 cm。且在救援通道上，每隔200 m 左右的位置处设置疏散标志，并配以照明。

1.8 监控系统

根据《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》规定:高速铁路的防灾救援设备监控系统能对隧道内通风、照明(包括紧急安全疏散标识设备)、消防(排水泵)等设备进行监控。但这都是总体性、原则性的规定，并无具体方案。在已实施的隧道防灾救援工程中，如石太线太行山－南梁隧道群及渝怀线圆梁山隧道都设置了防灾救援监控，但都存在构架不合理、功能不完备、参与联动的设备子系统不全、响应速度低、自动化程度不高等问题，而且没有普遍性。建议隧道防灾救援监控系统可参照现有的防灾安全监控系统的方案进行制定，使之具备调度中心级功能、工务段功能、车站功能和现场功能。

2 结 语

我国高速铁路隧道防灾救援已基本形成体系。在火灾预防、预警等方面都已制定了切实可行的规范，但是对于每种不同的隧道结构与施工方法，所采取的措施与具体的救援疏散方案也不尽相同，需要结合隧道类型、长度、地质情况及施工辅助坑道的设置情况具体选择消防及救援方案的设计。尽管隧道防灾救援系统投资较大，但是综合安全性的考虑，有必要开发出经济合理安全的灾害预防与救援设备。

［1］铁道部工程设计鉴定中心.高速铁路隧道［M］.北京:中国铁道出版社，2006.

［2］茅为中，张念.铁路隧道火灾预防及救援探讨［J］.隧道建设，2010，(2):20－23.

［3］安玉红.铁路隧道防灾救援疏散工程设计研究［J］.石家庄铁道大学学报(自然科学版)，2013，(9);99－104.

［4］余颜丽，王志强.铁路隧道防灾救援监控系统方案研究［J］.铁路通信信号工程技术，2013，(6):28－31.

［5］颜志伟.武广客运专线大瑶山隧道群防灾救援疏散设计研究［J］.铁道工程学报，2011，(8):7－12.