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关于公路隧道火灾及事故通风的讨论 张祉道 (四川省交通厅公路规划勘察设计研究院成都610041) 摘要论文讨论了公路隧道火灾的特点以厦烟气分布和温度场，提出防灾通风应 分阶段用不同的通风方式和风速，文章还介绍了复杂通风网路的通风计算 方法及计算工具，可供设计应用。 关键词公路隧道火灾通风 由于交通事故或车辆起火，酿成隧道火灾并造成伤亡的例子国内外均很多，较近的如： 月，我国上海打浦路隧道发生火灾，一辆满载乘客的客车燃烧，多人伤亡。随着我国公路建设 的发展，长隧道及特长隧道不断增多，隧道内一旦发生火灾，往往造成灾难性事故，损失惨重。 因此发展公路隧道的防灾技术(尤其是火灾)，已引起国内外高度重视。 1．隧道火灾特点 (1)受隧道净空限制，火焰向水平方向延伸，炽热气流可顺风传播很远，可燃的能量最多 10％传给烟气，大部分传给衬砌和围岩，故烟气温度随距离的增加而迅速下降，但由于洞壁被 加热后的幅射热，温度可保持很长一段时间。 (2)隧道火灾多半是缺氧燃烧，产生高毒性一氧化碳气体，曾观察到火灾时洞内co浓度 达7％(0．2％的浓度几分钟即可致人于死命)。 温度直线下降；而洞外露天火灾的火场温度则是慢慢上升的，这主要是隧道内散热条件比洞外 差，所以温升快。 (4)由于炽热气流可顺风传播很远，一旦遇到易燃物即很快燃烧，这样火点即可从一辆车 跳越到另一辆车，实验中观察到最远的引燃点可距起火点50倍洞径。 (5)洞内火灾产生的热烟，首先集中在隧道顶部，而很长一段隧道的下部仍是新鲜空气。 当洞内有较大的纵向风流时，才会使隧道全断面弥漫烟气，使人迷失方向并可能中毒死 亡。 (6)隧道内火场引起的局部热气流可逆风移动，当洞内纵向风速小时，热气流甚至可以到 ’ 达上风方向洞口，从而使消防人员难以从上风方向到达火场救火。 。 2．隧道火灾的烟气分布与温度场 2．1浮力效应 隧道内着火后，其与露天火灾的重大区别在于 有浮力效应(图1)，热气流上升，在拱顶附近的隧洞 上部形成一定厚度的热烟气流，由于着火点源源不 断产生烟气，隧道顶部热的烟气流得以迅速扩大体 圈I 积，向两侧扩充，同时隧道下部冷空气流向火点进行 补充，此时火场两侧有对称的循环风流。 1 2．2回流现象 ， 。 、 !r ‘± 图l是隧道内无全隧道纵向风流情况，当有纵向通风时，火点两侧的烟气流不对称(图 2)，如纵向风速v较小，不足以克服反向的上层热烟气流时将产生回流现象，即火点上部之烟 气会逆着风向朝上风方向流动，这对于防止火灾蔓延(炽热空气将“点燃”上风方向停留车辆) 和消防队员救火是很不利的(消防队员需从上风方向接近火场)。因此，最好使人工风的速度 大于临界风速，使隧道火场烟流如图3，此时火场上风方向完全无烟，仅下风方向有烟。经计 算，中型火灾放热功率20MW时，纵坡3％的公路隧道临界风速为1．55m／s。、 f 置2 圈3 2．3风速与烟气分布关系 隧道内纵向风速与烟气形态与分布关系极大，当风速小于0．5m／s时，洞内烟气如图4所 示，该图取自日本在20世纪80年代的试验。相当于两辆小轿车相撞后燃烧，烟气从着火点向 下风方向扩散(上风方向未示)。一个很有趣的现象是，在开头的8min内，在距火场700m范围 内隧道的上半部完全是层状的烟雾，下半部则是由洞口流向火场的新鲜气流，这对于人员避难 逃生是很有好处的。只在8min以后，隧道下风方向才形成烟雾全断面推进。一般，人员逃生 速不大于0．5m／s，人员逃生是没有问题。 如果洞