浅谈公路隧道火灾特点

(重庆交通大学土木工程学院　重庆　400074)

一、公路隧道火灾发生概况

作为公路交通线路上的重要组成部分，公路隧道的稳定安全是对整个交通系统的重要保障，隧道内一旦发生火灾，会造成巨大的经济损失甚至人员伤亡。比如1949年位于美国纽约的Holland公路隧道，在车辆碰撞后发生了火灾，交通中断了56小时，造成了66人死亡的惨剧。1979年位于日本的Nihozaka隧道内4辆卡车与2辆轿车发生撞击，随后发生火灾，灾情持续了160小时。勃朗峰隧道全长11.6km，1999年隧道内发生火灾，起因是由于隧道内一辆载有黄油的大货车发生自燃，火势迅速蔓延，造成了23辆重型火车、9辆小汽车等共计34辆车被烧毁，41人死亡。1999年奥地利的托恩公路隧道内4辆轿车与2辆货车在隧道内约700m处发生车祸，相撞后发生火灾，造成14辆重卡以及26辆小汽车被烧毁，导致13人死亡，50人受伤。2001年10月瑞士圣哥达(St.Gotthard)隧道起火，造成20人死亡，128人失踪，出事地段顶部塌陷，这条最重要的南北通道被迫无限期关闭。2006年10月1日，石太铁路太行山隧道内电线出现短路现象，冒出的火花引发了火灾，通行的4辆车被烧毁。2011年4月份，甘肃境内“兰临高速”新七道梁隧道内发生油罐车撞击事故，引发爆炸，造成了4人死亡。2014年3月份，陕西省境内岩后隧道内发生车祸，事故车辆载有易燃物甲醇，事故发生后甲醇起火，将隧道内其余车辆引燃引爆，灾情持续近73小时，造成9人失踪，31死亡的悲剧。这些事故充分说明了公路隧道火灾事故的严重性，大多数人没有了解到火灾的危险性以及逃生意识，在火灾发生后没有紧急撤离，最后造成了伤亡。

a)火灾后的卡车残骸b)大火高温造成隧道混凝土穹窿全部沙化

图1勃郎峰公路隧道火灾

意识到隧道火灾严重性之后，全球有关隧道学者都开始对隧道防灾减灾进行研究，结果表明隧道内载有易燃易爆物的车辆发生碰撞起火是隧道内发生火灾的最主要的因素，其他因素还包括隧道内机电线路老化短路以及其他人为因素等。总的来说，隧道内发生火灾是一种突发事故，无法完全杜绝，只能通过加强管理来减少发生火灾的概率以及降低发生火灾造成的损伤。

二、公路隧道火灾特点

公路隧道结构狭长，仅有洞口与外界相同，其封闭环境造成了很多困难，比如火灾后疏散困难，救援困难，排烟困难和从外部灭火困难，这就造成了隧道火灾和地面火灾的特征明显不同，主要有以下几点：

(1)总体来说，公路隧道内发生火灾时，灾情蔓延速度快，温度高且烟雾浓度大，造成能见度低，毒性气体含量高，影响人员逃生。

(2)由于隧道洞内均为混凝土结构，为耐热材料，散热条件差，火灾时升温快、降温慢，车辆内饰大多为可燃物，火灾规模发展快。

(3)火灾过程中，隧道内氧气不足造成可燃物燃烧不充分，会产生大量烟雾以及有毒气体，比如CO等，人员在能见度极低的情况下无法顺利逃生，在吸收CO后会缺氧然后晕倒，造成伤亡。

(4)由于烟囱效应，隧道内发生火灾后，燃烧后产生的热量和温度会产生跳跃式传播，顺风测隧道内易燃物会被迅速加热燃烧，致使火灾蔓延速度加快。

(5)在隧道内发生火灾后，人员紧张恐惧，在能见度低的情况下，会出现拥挤、踩踏等困难，难以进行有效有序的安全疏散，极易发生次生灾害。

(6)隧道内发生火灾后，虽然隧道内衬砌为混凝土结构，耐热性能好，但是在高温条件下，混凝土也会发生破坏，并且隧道内照明、监控、通风等设施很容易被烧毁，对地下工程来说，修复是很困难的。

三、公路隧道火灾的破坏性

公路隧道火灾后，排烟与散热条件差、烟雾浓度大、能见度低、人员疏散困难、温度高而且上升速度快、消防、救火难度大，损坏程度严重，这主要体现在：

(1)火灾时由于隧道内氧气含量低，燃料不充分燃烧产生的大量有毒有害烟雾，降低了隧道内的能见度，影响人员逃生以及消防救援工作的开展，烟雾中的有毒气体也是造成人员伤亡的主要原因；

(2)火灾时由于隧道内散热性差，迅速产生的局部高温，能很大程度上烧坏隧道内部线缆以及消防监控设施，并且对衬砌产生巨大的损坏，致使结构的承载力降低或完全丧失，对隧道防水体系也会造成不同程度的破坏，有可能出现渗漏水等情况的发生，修复困难且影响隧道的正常运营；

(3)隧道内发生火灾时，致使使隧道内的机电设施以及线路被烧毁，导致照明、通风、消防等设备无法正常运转，致使救援难度增大；

(4)总体来看，隧道火灾最主要的破坏性还是会造成人员的伤亡、经济损失以及产生巨大的社会影响。由前文中公路隧道火灾事故概述可以知道，隧道火灾能够造成人员伤亡、车辆损毁以及隧道结构设施破坏等情况，人的生命只有一次，如果隧道内发生火灾概率较大并且后果严重，会造成人们对隧道的恐惧，那么这对于隧道的发展是非常不利的。

图2　火灾造成的隧道衬砌破损

目前国内外对公路隧道火灾做了很多的试验或数值模拟研究，其中实体试验开始较早：1965年在瑞士进行的奥芬耐格试验是最早进行公路隧道火灾通风方面排烟问题的研究性试验；1970年，英国火警研究站格拉斯哥隧道消防队基于格拉斯哥隧道研究了隧道火灾烟雾厚度和扩散情况；1974到1974年，奥地利研究人员在Zwenberg隧道的试验研究中发现不同通风方式对油料燃烧速度和烟气流向及温度影响较大；1985年德国研究机构在盖尔森基兴-俾斯麦市隧道得出不同通风方式和火灾荷载下温度与火灾持续时间的关系；1990-1993年，德国、芬兰、奥地利等九国进行的欧洲隧道防火计划中，研究了整个隧道内的温度分布及其对衬砌结构的损伤、热传导、烟气流量、烟气浓度及其对能见度的影响。随后欧洲各国及美国和日本都对隧道火灾通风进行了更深层次的研究，为隧道火灾提供逃生、事故管理、风险评价及交通控制等方面的解决方案。

【参考文献(Reference)】

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