地鐵隧道火災(zāi)的疏散與救援

　　地鐵作為大運(yùn)量的城市軌道交通工具，在世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)的北京、上海、廣州、天津、深圳、南京、武漢、重慶、長(zhǎng)春等城市的地鐵已在運(yùn)營(yíng)和建設(shè)中，對(duì)城市的公共交通起到了重要作用。

　　地鐵運(yùn)營(yíng)安全是非常突出的問題。在地鐵各類事故中，危害最大的主要是地鐵站臺(tái)和地鐵隧道內(nèi)燃燒、煙氣、毒害物質(zhì)的擴(kuò)散所造成的人員傷亡，而隧道火災(zāi)（列車停留）乘客疏散是地鐵各類事故救援的難點(diǎn)。因?yàn)樵诘罔F區(qū)間隧道內(nèi)，空間相對(duì)封閉、疏散條件差，若一旦發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生的熱煙氣較難控制排除，且火災(zāi)不易撲救，容易造成較大的傷亡事故。在目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程和規(guī)范中，尚未對(duì)地鐵隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)乘客疏散方式有較明確的規(guī)定，而國(guó)內(nèi)不同城市地鐵所采用的疏散方案不完全一致。所以，有必要對(duì)地鐵隧道內(nèi)火災(zāi)發(fā)生情況進(jìn)行分析。本文以地鐵隧道火災(zāi)（列車停留）為對(duì)象，根據(jù)有關(guān)專家對(duì)地鐵隧道火災(zāi)、煙氣擴(kuò)散與疏散的數(shù)值模擬分析結(jié)果，提出解決地鐵隧道火災(zāi)救援的思路和建議。

　　一、 地鐵隧道火災(zāi)的特殊性分析

　　地鐵隧道火災(zāi)與地面建筑相比有其特殊性：地鐵系統(tǒng)與外界的聯(lián)系主要為出入口，人員密集，排除熱量困難，因此比地面建筑火災(zāi)具有更大的危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生火災(zāi)，損失往往十分嚴(yán)重。主要表現(xiàn)在：

　　一是地鐵里面客流量大，人員集中，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易造成群死群傷。

　　二是地鐵列車的車座、頂棚及其它裝飾材料一旦發(fā)生火災(zāi)，容易造成火勢(shì)蔓延擴(kuò)大；有些材料燃燒時(shí)還會(huì)產(chǎn)生毒性氣體，加上地下供氧不足，燃燒不完全，煙霧濃，發(fā)煙量大；同時(shí)地鐵的出入口少，大量煙霧只能從一兩個(gè)洞口向外涌，與地面空氣對(duì)流速度慢，地下洞口的“吸風(fēng)”效應(yīng)使向外擴(kuò)散的部分煙霧又被洞口卷吸回來，容易令人窒息。

　　三是隧道內(nèi)設(shè)備或列車起火后，隧道內(nèi)的電源可能會(huì)因燒損而被自動(dòng)切斷，隧道風(fēng)機(jī)系統(tǒng)失效，失去通風(fēng)排煙作用。大量有毒煙霧和黑暗給疏散及救援工作造成困難。

　　四是列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，乘客在隧道中的逃生方向和煙氣的擴(kuò)散方向均由下往上，隧道口即是乘客的逃生出入口，可能也是噴煙口，含有大量毒害物質(zhì)的黑熱濃煙會(huì)令人窒息死亡。

　　二、 地鐵隧道火災(zāi)、煙氣擴(kuò)散分析

　　國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局安全科學(xué)技術(shù)研究中心在對(duì)廣州地鐵四號(hào)線工程進(jìn)行安全預(yù)評(píng)價(jià)時(shí)，采用計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算燃燒學(xué)和傳熱傳質(zhì)學(xué)等方法，對(duì)地鐵列車停靠站臺(tái)期間、停留隧道期間和在隧道內(nèi)運(yùn)行期間的燃燒、煙氣擴(kuò)散的影響進(jìn)行了深入的數(shù)值模擬研究，探討了不同的燃燒條件下的溫度分布、煙氣作用范圍、輻射分布規(guī)律。結(jié)論是：列車在隧道內(nèi)停留時(shí)發(fā)生的火災(zāi)和煙氣擴(kuò)散與列車在?？空九_(tái)時(shí)的情況類似。但是，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生900s后，隧道內(nèi)2m以下空間的煙氣平均溫度已達(dá)80℃，1000s左右接近100℃，煙氣溫度已對(duì)乘客構(gòu)成威脅。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生610s左右時(shí)，隧道內(nèi)2m以下空間的煙氣平均CO濃度已達(dá)0.025%，煙氣濃度對(duì)乘客構(gòu)成傷害。因此，乘客可利用的疏散時(shí)間為610s。

　　而當(dāng)列車在隧道中運(yùn)行時(shí)，車廂內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)和煙氣擴(kuò)散，在隧道內(nèi)氣流的作用下，從起火車廂處產(chǎn)生的高溫氣體被氣流攜帶向下游車廂蔓延，而煙氣也隨之向起火車廂的下游車廂蔓延。在這一高溫氣體和煙氣傳播規(guī)律的支配下，位于起火車廂后部的車廂內(nèi)乘客應(yīng)采取灼傷和煙氣毒害的應(yīng)對(duì)措施。而在起火車廂內(nèi)除應(yīng)采取高溫灼傷和煙氣毒害的應(yīng)對(duì)措施外，還應(yīng)采取防范缺氧導(dǎo)致乘客傷亡的應(yīng)對(duì)措施。

　　三、 地鐵隧道火災(zāi)的疏散時(shí)間分析

　　假設(shè)一輛滿載乘客（4節(jié)編組，1203人）的列車運(yùn)行到3km長(zhǎng)的隧道中央處，按區(qū)間隧道同一時(shí)間一條線只有一節(jié)B型車廂突然發(fā)生火災(zāi)事故。

　?。ㄒ唬┝熊囍?，駛向前方車站停靠后的疏散時(shí)間

當(dāng)列車著火，繼續(xù)行駛到前方車站?？渴枭⒊丝?，大約需要行駛60s就能到達(dá)站臺(tái)。若不考慮煙氣濃度和煙氣溫度對(duì)乘客疏散行為的影響，1203人從12個(gè)1.4m寬的車廂側(cè)門疏散到站臺(tái)，經(jīng)測(cè)算得出最后一個(gè)從車廂出來的人員的疏散時(shí)間為95.7s。根據(jù)火災(zāi)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在60～70s，煙氣濃度和溫度就會(huì)對(duì)人造成傷害。因此，列車在隧道內(nèi)著火且向前方車站行駛而后進(jìn)行疏散的方法，仍然存在著危險(xiǎn)。

　?。ǘ?隧道內(nèi)就地疏散的分析

　　由于各種原因，列車著火后必須在隧道內(nèi)就地進(jìn)行疏散時(shí)，隧道內(nèi)的溫度和煙氣濃度均小于臨界危險(xiǎn)條件。乘客離開事故列車的方法有兩種，即通過列車側(cè)門到隧道側(cè)向疏散平臺(tái)或通過列車端頭門下車。

　　如果通過與列車側(cè)門腳踏板平行的隧道側(cè)向疏散平臺(tái)進(jìn)行疏散，則乘客在隧道中可以利用的疏散時(shí)間與疏散平臺(tái)的乘客通過量有關(guān)。人在隧道內(nèi)的正常疏散速度為1.5m/s，但在有煙氣的情況下可能只有1m/s。乘客從起火車廂（列車中部）撤離至隧道平臺(tái)再步行到隧道出口（一般是前方車站站臺(tái)），所需的時(shí)間約30分鐘?；究梢哉J(rèn)為，乘客在隧道中可以利用的疏散時(shí)間（610s）很有限。

　　如果通過列車端頭門下車（在隧道側(cè)壁沒有疏散平臺(tái)的情況下），乘客在隧道中幾乎沒有可以利用的疏散時(shí)間。因?yàn)槌丝椭荒軓牧熊嚨膬啥祟^門疏散。就疏散門通道的面積來講，遠(yuǎn)小于車站站臺(tái)，而且在隧道中行動(dòng)不方便，從車廂疏散到隧道的時(shí)間大大超過隧道內(nèi)可利用的疏散時(shí)間，對(duì)疏散過程造成困難。

　　四、 解決地鐵隧道火災(zāi)疏散的思路

　　通過上述分析可以看到，列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)并停留，其危害性最大，可造成群死群傷的特大事故，是隧道內(nèi)火災(zāi)疏散和救援的重點(diǎn)。所以，目前現(xiàn)行的各國(guó)規(guī)程、規(guī)范中均特別強(qiáng)調(diào)：若列車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)事故或火災(zāi)時(shí)，應(yīng)盡可能將列車駛?cè)肭胺杰囌?，在前方車站疏散乘客，利用前方車站的消防設(shè)施滅火和排煙。

　　若由于各種原因，列車著火后必須在隧道內(nèi)就地進(jìn)行疏散時(shí)，則要采取下列措施予以救援：

　?。ㄒ唬?隧道火災(zāi)排煙模式的原則

　　若列車因爆炸、火災(zāi)而被迫停在區(qū)間隧道時(shí)，通風(fēng)排煙及乘客疏散的基本原則為：

　　1．應(yīng)立即啟動(dòng)環(huán)控風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、排煙、降溫。

　　2．列車上人員僅需單方向疏散時(shí)，應(yīng)向與人員撤離方向的相反方向送風(fēng)，同時(shí)另一端排煙，引導(dǎo)人員逆風(fēng)撤離。

　　3．列車前部或后部發(fā)生火災(zāi)，且列車上人員需往列車頭尾兩端分別雙方向疏散時(shí)，應(yīng)向與多數(shù)人員撤離的方向相反的方向送風(fēng)，同時(shí)另一端排煙，誘導(dǎo)多數(shù)人能逆風(fēng)撤離。

　　4．列車中部發(fā)生火災(zāi)，且人員需往列車頭尾兩端分別雙方向疏散時(shí)，離列車近的車站應(yīng)排煙，而離列車遠(yuǎn)的車站則應(yīng)同時(shí)送風(fēng)；而當(dāng)列車此時(shí)恰好位于區(qū)間隧道中間時(shí)，應(yīng)往列車的行車方向進(jìn)行送風(fēng)、另一端同時(shí)排煙。

　　5．無法判斷列車上火災(zāi)位置時(shí)，按列車中部火災(zāi)模式組織疏散和采取環(huán)控模式。

　?。ǘ├檬枭⑵脚_(tái)和聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行疏散

　　目前，多數(shù)地鐵隧道均設(shè)置了隧道側(cè)向疏散平臺(tái)，是乘客遇到火災(zāi)的情況下逃生的通道，是較為成熟的區(qū)間隧道消防方式。疏散平臺(tái)的寬度不小于600mm，并設(shè)置了扶手，以便在最不利的火災(zāi)情況下，能保證乘客較快離開著火車廂，安全疏散。

　　在長(zhǎng)區(qū)間隧道中，每隔500m距離設(shè)置了聯(lián)絡(luò)通道，與疏散平臺(tái)配套使用，高度與疏散平臺(tái)相當(dāng)。所以，列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)而必須就地疏散時(shí)，應(yīng)充分利用兩條隧道之間的聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)行疏散，以便延長(zhǎng)乘客在隧道中可以利用的疏散時(shí)間。

　?。ㄈ┰诘罔F列車上應(yīng)用細(xì)水霧滅火技術(shù)

　　在對(duì)地鐵隧道火災(zāi)、煙氣擴(kuò)散的分析中可以看到，列車在隧道內(nèi)著火，增加了消防救援的難度，也增加了乘客疏散的難度。雖然火災(zāi)發(fā)生后隧道風(fēng)機(jī)立即啟動(dòng)，并按隧道火災(zāi)排煙模式進(jìn)行排煙，但是在隧道內(nèi)氣流的作用下，從起火車廂處產(chǎn)生的高溫氣體被氣流攜帶向起火車廂的下游車廂蔓延，而煙氣也隨之蔓延。這時(shí)，沿順風(fēng)方向疏散的乘客可能會(huì)受濃煙傷害。這些都是不能忽視的危險(xiǎn)因素，必須采取應(yīng)對(duì)措施。

　　筆者認(rèn)為，在地鐵列車上應(yīng)用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)，可解決車廂火災(zāi)蔓延和煙氣擴(kuò)散的問題，從而在火災(zāi)中起到降煙、控火的作用，延長(zhǎng)乘客可利用的疏散時(shí)間，減少事故損失，或直至達(dá)到滅火作用。

　　有關(guān)技術(shù)資料表明，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)具有持續(xù)控火、冷卻、消煙、除塵直至窒息滅火的特點(diǎn)，另外還具有安全、環(huán)保等特性，可用于A、B類和電氣類各類火災(zāi)，因此，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)受到各個(gè)國(guó)家的重視。例如，西班牙馬德里地鐵從1996年開始，先后在6～10號(hào)線的75個(gè)列車上采用了瓶組式高壓細(xì)水霧自動(dòng)滅火系統(tǒng)，噴頭按4m間距設(shè)計(jì)，系統(tǒng)按10分鐘噴水時(shí)間設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象是列車車廂內(nèi)的各種可燃物，采用以控火為主的全淹沒滅火原理，其結(jié)果是要達(dá)到降煙、降溫、控火的目的。