廣州地鐵隧道火災(zāi)應(yīng)急排煙技術(shù)探討

劉海強(qiáng)

摘 要：隨著廣州地鐵線路規(guī)模不斷增大，客流持續(xù)增長，事故風(fēng)險(xiǎn)也在提高，在發(fā)生列車火災(zāi)或大量煙氣侵入事故時(shí)的應(yīng)急處置顯得尤為重要，同時(shí)且地鐵站分布在市區(qū)各地區(qū)，地面情況復(fù)雜，一旦發(fā)生地鐵外部建筑物火災(zāi)，煙氣侵入地鐵區(qū)間隧道，輕則影響運(yùn)營，重則將會(huì)造成直接的人員傷亡和直接的經(jīng)濟(jì)損失，隧道發(fā)生煙氣入侵時(shí)，如何高效、準(zhǔn)確、合理、有效地進(jìn)行排煙是減少對(duì)運(yùn)營影響，保障廣大乘客和地鐵工作人員生命財(cái)產(chǎn)損失的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道；火災(zāi)；煙氣控制；火災(zāi)模式；探討

1 概述

2003年2月，韓國大邱地鐵發(fā)生人為縱火事件，造成190多人死亡、100多人燒傷，地鐵車站設(shè)施損壞等嚴(yán)重后果。

2005年7月7日，英國倫敦市地鐵和公交車連續(xù)發(fā)生多起爆炸恐怖事件，造成50多人死亡，710人受傷。

國內(nèi)外地鐵的火災(zāi)歷史證明：地鐵發(fā)生火災(zāi)時(shí)造成的人員傷亡，絕大多數(shù)是因?yàn)闊煔庵卸竞椭舷⑺拢罔F也是市民密集的公眾場(chǎng)所，發(fā)生火災(zāi)或煙氣其損失和影響將更為嚴(yán)重。

2 區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)特點(diǎn)

列車在地下區(qū)間隧道運(yùn)行中發(fā)生火災(zāi)，是地鐵火災(zāi)中最復(fù)雜也是對(duì)乘客生命安全最具威脅的類型，區(qū)間隧道一般相對(duì)車站深層，區(qū)間狹小且鋪設(shè)了鋼軌不利于疏散，有接觸軌的還有觸電的危險(xiǎn)，列車運(yùn)行中迫停在區(qū)間隧道疏散困難，隧道中光線不足，滅火器材不足，人員最為集中，難于滅火，甚至存在一個(gè)區(qū)間兩列車的情況等等，都是不利的因素。廣州地鐵含有不少長大區(qū)間。對(duì)于長大區(qū)間，發(fā)生火災(zāi)時(shí)乘客疏散難，另外長大區(qū)間一般都有中間風(fēng)亭，防排煙模式復(fù)雜。如何快速處理好區(qū)間列車的火災(zāi)直接關(guān)系到成百上千人的生命安全。

3 區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)的處理原則

（1）隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的控制著火區(qū)間（或通風(fēng)區(qū)域）內(nèi)的氣流方向與多數(shù)乘客疏散方向相反。

（2）列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)，若列車位于兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道中部時(shí)按與行車一致方向送風(fēng)。

（3）接到列車發(fā)生火災(zāi)，5分鐘內(nèi)無法判斷列車上著火點(diǎn)位置時(shí)以及確認(rèn)列車中部火災(zāi)但不能確定列車在區(qū)間的位置時(shí)按與行車一致方向送風(fēng)。

（4）為確保區(qū)間隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙效果，除用作乘客疏散的路徑外，其它的門、屏蔽門均應(yīng)最大限度的保證關(guān)閉以防止氣流短路的現(xiàn)象。

（5）列車在運(yùn)行時(shí)發(fā)生火災(zāi)應(yīng)盡量駛向前方車站，在前方車站疏散乘客、排煙和滅火。

（6）一旦出現(xiàn)列車發(fā)生火災(zāi)且停在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)，應(yīng)立即啟動(dòng)相應(yīng)的火災(zāi)運(yùn)行模式。

4 廣州區(qū)間隧道火災(zāi)的各種情況

區(qū)間隧道火災(zāi)情況最多的線路共有12種情況：

情況1：列車頭部著火且停在區(qū)間內(nèi)任意位置，按與行車一致的方向送風(fēng)。當(dāng)列車車頭著火時(shí)，乘客只能往車尾方向疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的控制著火區(qū)間（或通風(fēng)區(qū)域）內(nèi)的氣流方向與多數(shù)乘客疏散方向相反，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況2：列車尾部著火且停在區(qū)間內(nèi)任意位置，按與行車相反的方向送風(fēng)。當(dāng)列車車尾著火時(shí)，乘客只能往車頭方向疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的控制著火區(qū)間（或通風(fēng)區(qū)域）內(nèi)的氣流方向與多數(shù)乘客疏散方向相反，即按與行車相反的方向送風(fēng)。

情況3：隧道內(nèi)的一切情況均不清楚時(shí)，按與行車一致的方向送風(fēng)。隧道內(nèi)的火災(zāi)情況不清楚時(shí)；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，接到列車發(fā)生火災(zāi)，5分鐘內(nèi)無法判斷列車上著火點(diǎn)位置時(shí)以及確認(rèn)列車中部火災(zāi)但不能確定列車在區(qū)間的位置時(shí)按與行車一致方向送風(fēng)。

情況4：列車中部著火且停在Z01（Y01）區(qū)域，按與行車一致的方向送風(fēng)。當(dāng)列車中部著火且列車靠近前方車站時(shí)，乘客往后方車站疏散比往前方車站疏散的距離遠(yuǎn)；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況5：列車中部著火且停在Z02（Y02）區(qū)域，按與行車一致的方向送風(fēng)。當(dāng)列車中部著火且列車位于區(qū)間中部時(shí)，乘客往后方車站疏散與往前方車站疏散的距離一樣遠(yuǎn)；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)，若列車位于兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道中部時(shí)按與行車一致方向送風(fēng)，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況6：列車中部著火且停在Z03（Y03）區(qū)域，按與行車相反的方向送風(fēng)。當(dāng)列車中部著火且列車靠近后方車站時(shí)，乘客往前方車站疏散比往后方車站疏散的距離遠(yuǎn)；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)，即按與行車相反的方向送風(fēng)。

情況7：前方列車車頭火災(zāi)，后方列車停在中間風(fēng)井后，按與行車一致的方向送風(fēng)。兩列車同時(shí)在同一區(qū)間隧道中間風(fēng)亭的兩側(cè)，前方列車車頭著火，所有乘客只能往后方車站方向疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的控制著火區(qū)間（或通風(fēng)區(qū)域）內(nèi)的氣流方向與多數(shù)乘客疏散方向相反，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況8：前方列車車尾火災(zāi)，后方列車停在中間風(fēng)井后，按與行車相反的方向送風(fēng)。兩列車同時(shí)在同一區(qū)間隧道中間風(fēng)亭的兩側(cè)，前方列車車尾著火，前車的乘客全部往前方車站方向疏散，后車的乘客往后方車站疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)。因?yàn)樵搮^(qū)間有中間風(fēng)亭，列車著火位置靠近中間風(fēng)亭，所以可以從前方車站送風(fēng)，往中間風(fēng)亭排煙，這樣兩邊疏散的乘客都可以避免被煙熏，因此，此時(shí)按與行車相反的方向送風(fēng)。

情況9：前方列車中部著火且停在Z01（Y01）區(qū)域，后方列車停在中間風(fēng)井后，按與行車一致的方向送風(fēng)。兩列車同時(shí)在同一區(qū)間隧道中間風(fēng)亭的兩側(cè)，前方列車中部著火且列車靠近前方車站，前車的乘客一部分往前方車站方向疏散，另一部分往后方車站方向疏散，且乘客往中間風(fēng)亭疏散比往前方車站疏散的距離遠(yuǎn)，后車的乘客全部往后方車站疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況10：前方列車中部著火且停在Z02（Y02）區(qū)域，后方列車停在中間風(fēng)井后，按與行車一致的方向送風(fēng)。兩列車同時(shí)在同一區(qū)間隧道中間風(fēng)亭的兩側(cè)，前方列車中部著火且列車位于前方車站和中間風(fēng)亭的中間，前車的乘客一部分往前方車站方向疏散，另一部分往后方車站方向疏散，顯然，乘客往中間風(fēng)亭疏散與往前方車站疏散的距離一樣遠(yuǎn)，后車的乘客全部往后方車站疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)，若列車位于兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道中部時(shí)按與行車一致方向送風(fēng)，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況11：前方列車中部著火且停在Z03（Y03）區(qū)域，后方列車停在中間風(fēng)井后，按與行車相反的方向送風(fēng)。兩列車同時(shí)在同一區(qū)間隧道中間風(fēng)亭的兩側(cè)，前方列車中部著火且列車靠近中間風(fēng)亭，前車的乘客一部分往前方車站方向疏散，另一部分往后方車站方向疏散，顯然，乘客往前方車站疏散比往中間風(fēng)亭疏散的距離遠(yuǎn)，后車的乘客全部往后方車站疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，列車中部發(fā)生火災(zāi)時(shí)，列車靠近車站或聯(lián)絡(luò)通道的一端排煙，遠(yuǎn)端送風(fēng)。因?yàn)樵搮^(qū)間有中間風(fēng)亭，列車著火位置靠近中間風(fēng)亭，所以可以從前方車站送風(fēng)，往中間風(fēng)亭排煙，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

情況12：前方列車著火停在區(qū)間內(nèi)，后方列車相對(duì)中間風(fēng)井與前方列車停在同一側(cè)，按與行車一致的方向送風(fēng)。兩列車同時(shí)在同一區(qū)間隧道中間風(fēng)亭的同一側(cè)，前方列車著火且列車停在區(qū)間內(nèi)，前車的乘客一部分往前方車站方向疏散，另一部分往后方車站方向疏散，后車的乘客全部往后方車站疏散；按照區(qū)間隧道火災(zāi)處理原則，隧道內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的控制著火區(qū)間（或通風(fēng)區(qū)域）內(nèi)的氣流方向與多數(shù)乘客疏散方向相反，即按與行車一致的方向送風(fēng)。

5 探討隧道火災(zāi)的處理難點(diǎn)

當(dāng)發(fā)生列車在區(qū)間火災(zāi)時(shí)，環(huán)調(diào)需要立即收集相關(guān)信息（上下行線、列車公里標(biāo)、著火位置、是否有中間風(fēng)亭、前后聯(lián)絡(luò)通道距離等），在短時(shí)間內(nèi)要求準(zhǔn)確的計(jì)算出火災(zāi)模式；由于時(shí)間短，計(jì)算過程復(fù)雜，具體火災(zāi)排煙模式計(jì)算如下：當(dāng)列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)且停止運(yùn)行時(shí)，收集全以上五個(gè)必備條件，可按照下面的三個(gè)步驟算出具體的火災(zāi)模式，根據(jù)公里標(biāo)，在地鐵四號(hào)線線路示意圖上確定位置，找出最靠近該公里標(biāo)左右兩邊的車站端墻門或區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的公里標(biāo)a和d（假設(shè)d>a）。將線段ad平均分成三份，分別為Z01、Z02、Z03（下行線為Y01、Y02、Y03）。根據(jù)計(jì)算出來的b和c的數(shù)值，即可判斷發(fā)生火災(zāi)列車的公里標(biāo)位置落在哪個(gè)區(qū)域。

具體方法如下：

說明：a、d也可以是聯(lián)絡(luò)通道

b=a+■ c=a+■

通過具體的公里標(biāo)確定a和d的值；通過上面兩個(gè)公式算出b和c的值；通過上下行確定前方車站和后方車站，靠前方車站的為Z01（下行線為Y01）。

如果列車中部著火，且停在Z01（Y01）區(qū)域，則屬于情況4。

如果列車中部著火，且停在Z02（Y02）區(qū)域，則屬于情況5。

如果列車中部著火，且停在Z03（Y03）區(qū)域，則屬于情況6。

如果前方列車車頭火災(zāi)，后方列車停在中間風(fēng)井后，則屬情況7。

如果前方列車車尾火災(zāi)，后方列車停在中間風(fēng)井后，則屬情況8。

如果前方列車中部著火且停在Z01（Y01）區(qū)域，后方列車停在中間風(fēng)井后，則屬于情況9。

如果前方列車中部著火且停在Z02（Y02）區(qū)域，后方列車停在中間風(fēng)井后，則屬于情況10。

如果前方列車中部著火且停在Z03（Y03）區(qū)域，后方列車停在中間風(fēng)井后，則屬于情況11。

如果前方列車著火停在區(qū)間內(nèi)，后方列車相對(duì)中間風(fēng)井與前方列車停在同一側(cè)，則屬于情況12。

但發(fā)生火災(zāi)時(shí)容易導(dǎo)致地鐵控制中心環(huán)調(diào)在高度緊張的情況下進(jìn)行計(jì)算，高度緊張容易出差錯(cuò)，應(yīng)急執(zhí)行決策錯(cuò)誤，直接導(dǎo)致擴(kuò)大火災(zāi)事故，造成更大的人員傷亡事故，所以，我們更加需要通過一些手段，對(duì)應(yīng)急處置進(jìn)行優(yōu)化，確保決策正確，保障乘客生命安全。

6 探討隧道火災(zāi)煙氣處理技術(shù)

當(dāng)列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)且停止運(yùn)行時(shí)，應(yīng)急模式執(zhí)行決策準(zhǔn)確、高效，直接影響隧道火災(zāi)處理結(jié)果。從地鐵隧道12種隧道氣流組織原則，如何更快更準(zhǔn)確的做出選擇，是環(huán)調(diào)應(yīng)急處置中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)系到排煙救災(zāi)，盡快將煙氣直接排出隧道，直接關(guān)系到火場(chǎng)的乘客安全。為了準(zhǔn)確、高效的計(jì)算出正確的火災(zāi)煙氣組織模式，在傳統(tǒng)火災(zāi)模式計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，把該地鐵線路所有的隧道火災(zāi)類型及其對(duì)應(yīng)的火災(zāi)模式預(yù)先計(jì)算出來做成一個(gè)統(tǒng)模式數(shù)據(jù)庫，目前地鐵四號(hào)線該地鐵線路組由我牽頭，把所有模式數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，錄入系統(tǒng)，并按區(qū)間分配每一位控制中心環(huán)調(diào)進(jìn)行核對(duì)錄入模式，環(huán)調(diào)組通過多次的模擬實(shí)踐對(duì)比，運(yùn)用傳統(tǒng)手算和系統(tǒng)計(jì)算方式進(jìn)行核對(duì)，核對(duì)過程發(fā)現(xiàn)錯(cuò)漏，及時(shí)修改，完善，確保系統(tǒng)結(jié)果可靠性和準(zhǔn)確性。當(dāng)該區(qū)間隧道真正火災(zāi)模式時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)具體的情況直接從預(yù)先計(jì)算出來的火災(zāi)模式統(tǒng)計(jì)表中找到其對(duì)應(yīng)的火災(zāi)模式，并推算出IBP盤火災(zāi)模式號(hào)，從而可以在最短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行正確的火災(zāi)模式，保障廣大乘客的生命安全。

7 地鐵隧道火災(zāi)煙氣處理技術(shù)效果

通過多次的模擬實(shí)踐對(duì)比，當(dāng)接到列車火災(zāi)相關(guān)信息后。通過傳統(tǒng)方法計(jì)算，到下發(fā)決策所需要的時(shí)間平約為3分鐘。而通過優(yōu)化軟件計(jì)算，所需時(shí)間僅為1分鐘。效率提升明顯，大大縮短火災(zāi)后排煙時(shí)間，優(yōu)化后的軟件可以直觀清楚的顯示出來，要執(zhí)行什么模式，具體中文詳細(xì)描述（包括車站，區(qū)間，模式編號(hào)），還有相應(yīng)的備用模式顯示，環(huán)調(diào)可在傳統(tǒng)方法計(jì)算出隧道火災(zāi)模式后，再以該系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)模式的準(zhǔn)確性，為當(dāng)?shù)叵聟^(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)快速有效地組織排煙提供了可靠安全的依據(jù)。

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