城市明挖隧道防災(zāi)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

沈碧輝，鄒金杰，蔣宗富，羅丹

（中國(guó)水電顧問集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 310014）

0 引言

近年來，隨著城市交通量逐年增長(zhǎng)，土地空間與道路資源需求的矛盾日益突出，城市隧道不斷修建，由于隧道環(huán)境封閉，逃生條件差，救援難度高，一旦發(fā)生火災(zāi)，其造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失往往是巨大的，近20年來國(guó)內(nèi)外都發(fā)生過特大火災(zāi)事故[1-2]，隧道防災(zāi)問題已逐漸成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)。本文以紹興主城區(qū)某明挖隧道為例，介紹了人員及車輛疏散通道設(shè)置特點(diǎn)、消防設(shè)施的配置要求及防災(zāi)聯(lián)動(dòng)方式，可為類似城市隧道工程提供設(shè)計(jì)參考。

1 工程概況

隧道位于紹興主城區(qū)（見圖1），采用明挖法施工，隧道設(shè)計(jì)時(shí)速50 km/h，雙向四車道，總長(zhǎng)1.87 km，其中封閉段長(zhǎng)度為1 572 m，屬城市二類隧道，采用箱型雙室鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，見圖2。

圖1 隧道平面圖

圖2 隧道橫斷面圖（單位：cm）

2 防災(zāi)原則及防災(zāi)思路

隧道防災(zāi)貫徹“以防為主、防消結(jié)合”的原則，集中考慮人員的生命安全、財(cái)產(chǎn)保護(hù)及隧道使用的連續(xù)性這三方面的防火安全設(shè)計(jì)要求[3]。首先通過提高工程的安全度，從源頭上降低發(fā)生災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)；災(zāi)害發(fā)生后，則需要采取恰當(dāng)?shù)拇胧p少危害程度或影響范圍，組織救援，確保人員安全和財(cái)產(chǎn)安全。隧道防災(zāi)目標(biāo)為：以人為本，兼顧工程安全，確保人員安全是防火設(shè)防的核心目標(biāo)。

3 事故概率分析

（1）城市隧道交通分析

為提高城市隧道運(yùn)營(yíng)安全性，同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)及管理成本，隧道內(nèi)主要通行小型車及客車，禁止通行載重貨車、油罐車及裝載易燃、易爆物品車輛。經(jīng)交通量預(yù)測(cè)分析，隧道單洞高峰小時(shí)交通量為1 920（pcu/h），年平均日交通量為 11 290（pcu/h）。

（2）事故概率計(jì)算與分析

隧道內(nèi)的年事故數(shù)可按式（1）計(jì)算[4]：

式中：P——隧道內(nèi)年事故數(shù)；

L——隧道長(zhǎng)度（m）；

q——隧道單洞年平均日交通量（pcu/d）；

α——事故率（事故數(shù)/百萬車公里）。

經(jīng)過對(duì)國(guó)內(nèi)各大城市已運(yùn)營(yíng)城市隧道的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)隨隧道投入運(yùn)營(yíng)的時(shí)間增長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)管理的加強(qiáng)，年事故率一般都明顯下降，事故以車輛追尾居多，火災(zāi)事故率約為0.01，經(jīng)計(jì)算，隧道內(nèi)年事故數(shù)約為0.065次。

4 疏散通道設(shè)置

（1）規(guī)范要求

根據(jù)規(guī)范要求[5]，隧道應(yīng)設(shè)置人行橫通道或人行疏散通道，橫通道間距宜為250～300 m；隧道應(yīng)設(shè)置車行橫通道或車行疏散通道，間距宜為200～500 m。

城市明挖交通隧道基本采用人行橫通道及車行橫通道進(jìn)行人員與車輛的疏散。

（2）人行橫通道設(shè)置形式

明挖隧道一般設(shè)置為合并式，考慮橫通道設(shè)置距離較近，有利于救援疏散，且隧道設(shè)置橫通門基本不增加工程投資，因此人行橫通道（門）設(shè)置間距為120～150 m，防火門規(guī)格為1M01-2121（甲）。

（3）車行橫通道設(shè)置形式

車行橫通道主要用于車輛疏散及救援使用，車輛通過橫通道疏散至非事故隧道，明挖隧道不同于分離式礦山法隧道，允許車輛轉(zhuǎn)彎路徑較短，以小型車為例（5.5 m×2.1 m），其內(nèi)、外輪最小轉(zhuǎn)彎半徑分別為4.94 m、7.5 m[6]，轉(zhuǎn)彎、掉頭難度較大，見圖3、圖4。

圖3 小型汽車轉(zhuǎn)彎軌跡

圖4 雙向四車道車輛轉(zhuǎn)彎示意圖

為減少車行橫通道處故障車輛對(duì)疏散救援的影響，同時(shí)增大車輛允許轉(zhuǎn)彎半徑，車行橫通道需結(jié)合緊急停車帶設(shè)置，見圖5。

圖5 結(jié)合緊急停車帶車輛轉(zhuǎn)彎示意圖

5 主要消防設(shè)備的配置

為確保隧道內(nèi)運(yùn)營(yíng)安全，需配置完備的消防設(shè)備，主要設(shè)備及功能見表1。

表1 隧道內(nèi)主要消防設(shè)施及功能表

6 火災(zāi)疏散救援流程

6.1 火災(zāi)疏散救援流程

為保證隧道在災(zāi)難情況下，救援及時(shí)、疏散有效，隧道的防災(zāi)救援應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)化的反應(yīng)程序，以使應(yīng)急救援活動(dòng)能迅速、有序地按照計(jì)劃和最有效的步驟來進(jìn)行，一般由以下幾個(gè)步驟：

（1）事故預(yù)防：通過危險(xiǎn)辨識(shí)、事故后果分析，采用技術(shù)和管理手段控制危險(xiǎn)源、降低事故發(fā)生的可能性。

（2）應(yīng)急響應(yīng)：發(fā)生事故后，明確分級(jí)響應(yīng)的原則、主體和程序。

（3）應(yīng)急保障：是指為保障應(yīng)急處置的順利進(jìn)行而采取的各種保證措施。

（4）應(yīng)急處置：一旦發(fā)生事故，具有應(yīng)急處理程序和方法，能快速反應(yīng)處理故障或?qū)⑹鹿氏诿妊繝顟B(tài)的初期階段，使可能發(fā)生的事故控制在局部，防止事故的擴(kuò)大和蔓延。

（5）搶險(xiǎn)救援：采用預(yù)定的現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)和搶救方式，在突發(fā)事件中實(shí)施迅速、有效的救援，指導(dǎo)群眾防護(hù)，組織群眾撤離，減少人員傷亡，拯救人員的生命和財(cái)產(chǎn)。

（6）后期處置：是指突發(fā)公共事件的危害和影響得到基本控制后，為使生產(chǎn)、工作、生活、社會(huì)秩序和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)正常狀態(tài)所采取的一系列行動(dòng)。

6.2 疏散救援系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制

（1）火災(zāi)報(bào)警及啟動(dòng)預(yù)案

a.火災(zāi)檢測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、緊急電話發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)時(shí)，監(jiān)控中心值班人員立即將監(jiān)測(cè)畫面切換至相應(yīng)的攝像機(jī)監(jiān)測(cè)區(qū)段進(jìn)行火災(zāi)驗(yàn)證；

b.確認(rèn)發(fā)生火災(zāi)后，立即向監(jiān)控中心負(fù)責(zé)人報(bào)告火災(zāi)案情，授權(quán)后執(zhí)行相應(yīng)的火災(zāi)預(yù)案，進(jìn)行消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制；

c.報(bào)告交警、火警、急救中心等相關(guān)單位，安排專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行疏散救援工作。

d.關(guān)閉隧道禁止車輛繼續(xù)駛?cè)胨淼?，并發(fā)布火災(zāi)信息。

（2）疏散救援（見圖6）

a.關(guān)閉隧道禁止車輛繼續(xù)駛?cè)胨淼?，并發(fā)布火災(zāi)信息。

b.按照火災(zāi)情況下開啟相應(yīng)的風(fēng)機(jī)，進(jìn)行火災(zāi)通風(fēng)，阻止煙霧逆流。

c.火災(zāi)上游的車道指示器正面改顯紅燈，禁止車輛繼續(xù)前行，火災(zāi)隧道下游的車道指示器不變，引導(dǎo)隧道內(nèi)車輛開出隧道；非火災(zāi)隧道車道指示器改為雙向交通模式。

d.開啟火災(zāi)隧道上游車行橫通門，車輛通過橫通道疏散至非火災(zāi)隧道；為避免人員傷亡，臨近火源處車行橫通道指示燈為紅燈，廣播提示受困司機(jī)棄車，經(jīng)橫通道疏散到非火災(zāi)隧道。

e.在人員疏散完成后，組織相關(guān)人員進(jìn)行滅火。

f.滅火后，由交警部門和道路管理部門進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，共同研究決定隧道采用何種交通控制模式。

7 管理措施

（1）建立完備的管理制度

首先，需重視交通隧道的管理，建立完備的管理制度。對(duì)于隧道的管理要實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、制度化，成立專門的安全領(lǐng)導(dǎo)小組，責(zé)任到人。

（2）加強(qiáng)防災(zāi)預(yù)案演練

結(jié)合隧道運(yùn)營(yíng)狀況及周邊消防、救援資源情況，制定合理的隧道火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案，并定期進(jìn)行演練，并不斷改進(jìn)和完善預(yù)案，積極尋求適應(yīng)隧道特點(diǎn)的最佳防災(zāi)救援方案。

（3）廣泛宣傳隧道安全

隧道運(yùn)營(yíng)初期，應(yīng)發(fā)動(dòng)社會(huì)媒體對(duì)隧道安全進(jìn)行大力宣傳，并向全市駕車人員發(fā)放隧道安全指南，使安全駕駛、遵章守規(guī)成為廣大駕駛?cè)藛T的自己行為。

（4）配備專業(yè)防災(zāi)救援隊(duì)伍

為減少隧道火災(zāi)損失，提高救災(zāi)效率，配備專業(yè)防災(zāi)救援隊(duì)伍必不可少。

（5）定期檢查消防設(shè)備

定期派專人檢查隧道內(nèi)消防設(shè)備運(yùn)營(yíng)情況，對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更換、修理，確?；馂?zāi)時(shí)能迅速投入使用。

圖6 隧道火災(zāi)疏散救援示意圖

（6）交通管理

增強(qiáng)隧道內(nèi)外交通管控，如隧道內(nèi)出現(xiàn)交通堵塞狀況，需及時(shí)封閉隧道進(jìn)口，并及時(shí)疏導(dǎo)交通；此外，需在隧道入口處，派專人檢查車輛的安全狀況，嚴(yán)禁貨車、油罐車及裝載易燃、易爆物品車輛進(jìn)入隧道。

8 結(jié)語(yǔ)

隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，消防救援難度較大，難以避免會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡，因此隧道防災(zāi)應(yīng)堅(jiān)持以防為主，強(qiáng)化隧道使用、管理人員的消防意識(shí)，從各方面消除火災(zāi)隱患。當(dāng)然，從隧道設(shè)計(jì)人員出發(fā)，應(yīng)根據(jù)各類隧道的特點(diǎn)，制定有效、經(jīng)濟(jì)、合理的防災(zāi)救援方案，達(dá)到防災(zāi)、減災(zāi)的目的。

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