隧道消防技术的应用研究
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摘 要 随着我国铁路运营规模的逐渐扩大，铁路消防安全也日益受到相关部门的重视，尤其是铁路隧道条件的特殊性，其消防技术的研究工作更为重要。本文主要阐述消防技术在铁路隧道中的应用，着重介绍如何扑灭油槽列车在隧道内的消防技术。
关键词 消防技术；铁路隧道；消防设备
中图分类号 TU998.1 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0189-01
我国目前的铁路隧道超过5000座，总长度超过2500公里，随着我国铁路运输能力的不断提升，必将出现更多的铁路隧道。铁路隧道消防事故不仅造成大量车辆和设施损毁，还会中断铁路运输和善后处理工作。因此加强铁路相仿技术也就相当重要。
1 隧道消防技术概述
1.1 隧道消防事故的特点
铁路隧道消防火灾发生频率为100万公里/次，而隧道外的消防安全事故发生的频率我170万公里/次，由此可见铁路消防事故发生概率比较高。铁路火灾的火焰会沿着水平方向向洞口延伸，延伸距离比较长，能够在缺氧的情况 下燃烧。铁路消防事故产生的浓烟会在隧道顶部聚集，形成明显的不与空气混合的烟层，因此铁路隧道的送风装置避免安装在隧道顶部。油罐车在铁路隧道内30秒以内就能快速燃烧，2分钟之后的温度超过1200度，同时铁路隧道由于空间狭小，温度下降比较缓慢，无形之中增加扑灭和救援难度，这使得铁路消防事故具有扑救难度比较高的特点。
1.2 隧道消防技术的现状
1.2.1 固定式消防设备
目前国内铁路隧道中设置消防设备和设施的还不多，并且这些设备和设施都是固定式，例如灭火器、消防栓等，这些设备适合于铁路工作人员自行扑灭初期火灾。通讯监控系统能够传递消防指令和阻止后续车辆进入事故现场以及指挥车辆离开是故现场；通风自动控制系统可以通过检测隧道中的CO自动控制隧道的通风量和风机的启停；火灾报警系统能够自动发出火灾报警信号；中央控制系统负责对火灾现场信息的处理，指挥消防灭火系统参与现场灭火工作。在一些特长的铁路隧道中还设有固定式自动消防地段，将发生事故的列车运行到相仿地段进行灭火，对于不能够移动的列车则是采取水帘幕封闭方式进行封闭窒息灭火。上述的固定消防设施投资比较大，很难处理隧道消防事故。
1.2.2 移动式消防设备
铁路移动式消防设备在国外已经开始应用。例如德国研发了隧道火车救援列车参与铁路消防救援工作，大大提高了消防救援能力，这也是铁路消防设备发展的方向之一。
1.3 矿井隧道灭火技术
矿井中应用的消防灭火技术和装备已经比较成熟，这为铁路消防救援工作提供参考，下面介绍一些矿井灭火技术。燃气除氧灭火装置，原理是在机械送风条件下，通过燃油喷嘴喷出适量的喷油，产生剧烈的燃烧，进而制造大量的惰性气体，然后经过水套烟道输送到火灾现场，实现灭火的目的。氮气灭火技术是向封闭区域注入液氮，通过液氮升温膨胀使得火灾区域很快成为缺氧状态进而熄灭，同时液氮还具有良好的降温效果。高倍数泡沫灭火技术是将高倍数的泡沫灭火剂采用机械的方法产生泡沫凝聚体，泡沫凝聚体能够排除有毒气体、扑灭明火和形成灭火隔离带，这种灭火技术能够迅速填充火灾空间，可以适用于任何环境的火灾事故。
2 隧道消防技术
助燃剂、可燃物质和着火源是发生燃烧的三个必要条件，要想维持燃烧必须具有足够的助燃剂和燃烧物质。隧道油槽车着火之后具有充足的可燃物质，这也很难将可燃物质撤离火灾现场，这必须寻求其他消防技术。
2.1 隧道洞口灭火方法
火灾扑灭实践证明风度隧道洞口能够阻断助燃剂的供给，这是扑灭油槽车在隧道中着火的重要方法之一。有关资料显示，1千克汽油完全燃烧需要11立方米的空气，而1公里的隧道中全部空气仅能够维持2700千克的汽油燃烧，当空气中的含氧量降到14.5%之后燃烧就会停止，一公里的隧道在封闭之后只能够燃烧1000千克的汽油，这就是隧道洞口封闭灭火的原理，因此短距离隧道中的油槽车着火之后只需要封堵洞口就可以达到灭火的目的。该灭火技术的优点是洞口封堵措施比较简单和安全，着火区的温度也不会太高，对隧道建筑设施的破换程度比较低，一般使用在大规模的火势情况下。
封堵方法有沙袋封堵法和石膏喷注密闭法，石膏密闭封堵法的密闭效果比较好，耐爆性能强，操作人员也比较安全。封堵步骤：首先封堵隧道洞口上风方向的洞口，截断空气向隧道补给，然后封堵下风方向洞口，最后封堵下风方向洞口的上部断面和洞顶断面。封闭过程还需要喷注液氮使得火灾能够尽快熄灭。
2.2 隧道洞内灭火方法
对于距离超过5公里的隧道，发生油槽车火灾使用洞口封堵方法的效果不是很明显，这时候可以采取在隧道洞内选择合适的地点封堵灭火。具体方法：利用高倍数泡沫技术，以泡沫发生器为核心，从位于上风方向向前方和四周发射泡沫，形成随车移动的泡沫密闭墙，进而控制火势。在发射泡沫过程中应该及时构建石膏密闭墙，在石膏密闭墙具有一定强度之后才可以在下风方向的隧道洞口采取封闭措施，最后实现封闭火灾区域的目的。
2.3 隧道内设置自动消防系统
当隧道距离超过15公里之后，可以设置自动消防系统对初期火灾进行自动探测和灭火处理，将火灾扑灭在初期阶段。灭火过程：由自动探测系统将火灾信息传递到中央控制中心，控制中心发出各种指令，将能够运行的油槽车运行至临时消防地段进行扑灭，对于不能够运行的油槽车则需要启动水帘幕进行封闭灭火。这种灭火技术需要各种监测和控制系统的紧密联系，否则在扑灭火再的过程中产生新的事故。
2.4 封闭火区的降温
对于隧道油槽车火灾，封闭火灾现场是第一步，如何降低着火点的温度是关键。降温措施有很多，例如注水降温、高倍数泡沫降温和注入液氮降温等。
注水降温的成本比较低，将水注入火灾区域能够吸收大量的热量，可以迅速降低火灾现场的温度。但是隧道一般都是中间高，两端洞口比较低，这无疑会增加注水的难度，同时这种降温方法的用水量比较大，在水资源比较短缺的地方可操作性不强。
高倍数泡沫能够降低温度和控制火势，并且泡沫在接近热源很容易受热气话，可以吸收大量的热量，降温效果比较明显，用水量也会大大减少，适合于各种环境。液氮受热之后汽化能够膨胀700多倍，可以有效地实现窒息灭火和降温的目的。
3 封闭火区的检测技术
隧道发生火灾的区域封闭之后，需要了解和掌握封闭区域的可燃物质、有毒气体、助燃剂、温度、火势等情况，这就需要随时检测和取样分析火灾现场情况。
封闭火区在燃烧过程中，气体成分也必将发生明显的变化，当火灾区域的温度、水温与火灾前后相同或者氧气含量在14.5%以下，则可以认为燃烧物质的燃烧已经停止。火灾熄灭之后必须抓紧时间启封封闭区域，排烟驱毒，尽快恢复交通。
封闭火区的检测主要通过封堵洞口过程中预设的各种监测装置和取样途径，通过试验和取样的分析方法判断火灾区域的燃烧情况，以便采取各种相应的措施，这是扑灭火灾的重要依据
之一。
4 结束语
隧道油槽车虽然发生火灾的概率比较低，一旦发生扑救难度比较高，给我们带来严重的经济损失，必须要做好铁路隧道消防安全工作，这也是保障铁路运输能力和安全的需要。
参考文献
[1]赵运臣，方正.长大交通隧道防灾设计探讨 [J].铁道工程学报2007，3.
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