公路隧道典型火灾探测与灭火技术比较研究
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摘 要：公路隧道火灾的防治一直是社会关注的重点与热点，为解决公路隧道内的消防问题，涌现了一系列火灾探测与灭火的消防技术与设备。本文对近年来出现的几种新型消防技术进行了比较分析，为公路隧道内消防技术的应用和发展提供参考。
关键词：公路隧道火灾；光纤火灾探测；双波段火灾探测；细水雾灭火
中图分类号：[U24] 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
今年来，我国公路隧道建设取得了飞跃式的发展，随着公路隧道数目和通车里程的增加，公路隧道内车行数量和密度的提升，公路隧道火灾在今年来时有发生。隧道安全问题得到设计、施工、运营多方的关注，消防安全作为隧道安全的一个重要方面也日益受到重视。为解决隧道内消防问题，近年来，在我国涌现了一批公路隧道内探测、灭火新技术，如双波段火焰探测技术、图像型火灾探测技术、光纤感温火灾探测技术、泡沫-水喷雾灭火技术、细水雾灭火技术等。
胡隆华等在云南阳宗隧道、大风垭口隧道、元江一号隧道开展了公路隧道火灾的全尺寸试验，研究分析了烟气的运动情况和纵向风速对火灾发展的影响，并对光纤测温系统的应用进行了实验测试，双波段火焰探测器在日本的公路隧道也有较多应用案例。泡沫-水喷雾近年来在我国的公路隧道，尤其是过江水底隧道内应用较多；细水雾灭火系统则在西欧的马德里公路隧道等地得到了成功的应用。本文重点比较光纤测温系统和双波火灾探测系统两类探测系统，泡沫水喷雾灭火系统和细水雾灭火系统两类灭火系统，并在此基础上阐述光纤测温系统、细水雾灭火系统在公路隧道内的应用。
1 公路隧道内火灾探测系统
火灾是一种失去人为控制并造成一定损害的燃烧过程，即在时间和空间上失去控制并造成一定损害的燃烧过程。发生火灾的基本要素是可燃物、助燃物、点火源以及它们之间的相互作用，构成一个燃烧三角形。火灾发展过程是可燃物和助燃物在一定条件下发生剧烈的化学反应，并伴有发热和发光的物理化学现象。火灾探测就是通过对这些火灾参量的测量和分析，来确定火灾的过程。
隧道中常用的火灾探测器按其探测目标的不同主要分为两类：一是感温探测器，二是火焰探测器含图像探测器。其他类型的火灾探测器，譬如烟雾火灾探测器，由于隧道内粉尘多、湿度高、风速大、空气质量低等原因，导致烟雾探测器在隧道中使用效果不理想，同样气体火灾探测器也存在上述问题。
表1火灾探测器在隧道工程中的应用
本文讨论的光纤火灾探测器属于感温探测器，它的工作原理是：主处理器将激光光源沿着光纤注入光脉冲，脉冲大部分能传到光纤末端并消失，但一小部分拉曼散射光沿着光纤反射回来，主处理器对该后向散射光进行信号采集并分析，然后将信号送至火灾报警控制器，显示出温度分布图，可同时进行温度监测和差/定温复合报警。光纤感温火灾探测器包括：光纤光栅感温探测器和分布式光纤感温探测器。
双波段火焰探测器属于火焰探测器。双波段火焰探测器是通过感光窗感知火焰，并由光学过滤器检测出火焰辐射光的两个特殊波段（长波和短波），然后进行处理比较，从而判断是否有火灾发生，并将报警信号传送给火灾报警控制器。
综上所述，在目前的技术水平下，光纤感温火灾探测技术与双波段火焰探测技术，在公路隧道内各有优劣，但从投资、维护、可靠性等角度而言，公路隧道内选用光纤测温技术更为合适。
2 公路隧道自动灭火系统
由于公路隧道的是土壤或岩石，只有内部空间。由于较长隧道近似封闭空间，火灾发生较之于正常界面，具有明显的特点：烟雾大，温度高；易爆炸，燃烧快；疏散难，伤亡大；环境复杂，难以扑救等。由于隧道火灾具有上述特点，使得对隧道火灾扑救显得尤为重要。
在公路隧道内细水雾灭火系统与泡沫-水喷雾灭火系统是目前较为常用的两种自动灭火系统。
细水雾灭火系统是由一个或多个细水雾喷头、供水管网、加压供水设备及相关控制装置等组成，能在发生火灾时向保护对象或空间喷放细水雾并产生扑灭、抑制或控制火灾效果的自动系统。它是在自动喷水灭火技术的基础上发展起来的，具有无环境污染（不会损害臭氧层或产生温室效应）、灭火迅速、耗水量低、对防护对象破坏性小的特点。细水雾灭火系统已在A86 West隧道、Kluuvi隧道、马德里隧道等公路隧道成功应用。
泡沫-水喷雾灭火系统是采用高效合成泡沫灭火剂通过气压式喷雾达到灭火的目的，该灭火系统由储液罐、合成泡沫灭火剂、启动装置、驱动装置、电磁控制阀、水雾喷头和管网等组成。泡沫-水喷雾灭火系统在我国的厦门翔安隧道，宁波市常洪隧道、南京玄武湖隧道等。
表3公路隧道火灾灭火技术比较
相较于传统的隧道内灭火系统：消火栓、水喷淋灭火系统、水喷雾灭火系统，细水雾灭火系统和泡沫—水喷雾灭火系统灭火效率更高，更可靠。但从系统的工程造价、安装、维护的角度而言，细水雾更具有优势。
3. 结束语
公路隧道作为交通的咽喉要道，一旦发生火灾，往往会造成惨重的人员伤亡和重大的经济损失，后果难以预料，在隧道内设置消防系统是必不可少的。相较于双波段火焰探测技术，光纤光栅感温火灾探测技术由于其自身的优势，在公路隧道中得到了更广泛的关注和应用；细水雾灭火系统作为清洁、高效的灭火技术，其在隧道的应用也越来越受到重视。在本文对公路隧道典型火灾探测和灭火技术进行比较分析的基础上，针对公路隧道的火灾危险性，建议可在公路隧道内设置光纤火灾感温探测系统进行火灾的早期探测，设置细水雾灭火系统进行火灾的有效扑救。
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