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从技术上如何保障隧道行车安全
摘要
近几年来, 随着高速公路的不断发展, 世界各地隧道火灾事故频发, 造成了巨大的人员伤亡和财产损失, 已广泛引起人们的高度重视, 为减少类似事故的发生, 除了规范高速公路的管理工作及加强安全宣传、 教育外, 还要将更多的高新技术引入到了隧道的设计当中, 提高隧道的行车环境及应对突发事件的应急处理能力。
关键词: 隧道 火灾 保障 应急预案。
一、 引言
随着改革开放的进一步深入, 中国高速公路建设事业步入了一个历史上空前发展的时期, 随着已建高速公路里程的不断增加, 长隧道及特长隧道不断增多, 隧道是高速公路的中心枢纽, 如何安全管理好高速公路隧道, 充分发挥高速公路的经济效益与社会效益,是摆在了高速公路营运管理者面前的一个重要课题。
在中国, 隧道大多位处山脉纵横、 丘陵沟壑、 交通道路狭长、 气候环境恶劣、 通讯不畅等地域。隧道内空间狭小, 处于相对密闭状态, 视觉能见度低下, 而在隧道相对狭窄的行车空间内, 高速公路交通量、 车型、 车载可燃物等因素决定了高速公路隧道发生突发事故的多样性和不确定性。能够说, 一旦发生了突发事故, 可能只造成一辆车的损失, 也有可能造成群死群伤、 交通中断甚至隧道倒塌等重、 特大恶性事故。本文将着重介绍隧道机电设施对高速公路隧道行车安全的保障作用及应对突发事件时的应用。
二、 隧道机电设施构成
隧道内机电设施经过软件集成, 形成一套智能化控制操作系统, 能对隧道内的各类突发事件进行及时有效的处理。如下图是系统的联动流程图。
照明系统、 通风系统、 消防系统、 供配电系统, 事件执行层
中心智能系统
信息分析层
隧道监控系统
信息采集层

采集信息 分析数据、 制定方案 根据方案进行动作

监控中心智能处理系统主要是对隧道内采集到的信息进行分析处理。其运行模式分为系统自动响应处理和人工操作两种。自动模式下系统根据采集的数据触发响应的应急预案, 隧道内设备按照预先设定的方式进行动作; 人工模式主要依靠工作人员人为判断紧急状况并采取相应的措施对事态进行处理。
隧道监控系统主要包括监控摄像机、 车道指示器、 CO/VI一氧化碳及透过率检测器、 光纤光栅火灾报警系统、 手动报警装置、 风速风向检测器、 光强检测器。它能够实时地监测隧道的运行状态, 帮助管理人员随时掌握隧道内的各项情况, 保证了在隧道内发生紧急事件时应急救援人员能够在第一时间做出反应, 并能远程控制隧道内的相关设备, 对应急救援工作进行配合, 监控系统能够比喻为隧道内的”眼睛”, 隧道内的情况都是经过它反映到控制中心, 保证了隧道内运营状况的及时性、 准确性。
执行系统主要包括照明、 通风、 消防、 供配电, 作为执行机构, 其能够迅速对隧道内的不良状态及时反映、 消除安全隐患, 保障隧道的安全通畅。
隧道照明系统为隧道提供照明, 其经过洞内、 洞外光强检测器检测出的实时光强自动或人工调整开灯的数量, 保证了车辆驾驶员不会在进出隧道时因为光强变化产生视觉不适应感而造成交通事故。为应对突发情况, 洞内行车方向右侧一半的基本照明灯具设置为应急照明, 由变电所内EPS供电, 在异常原因导致供电中断的情况下为其提供应急电源, 保证隧道内的照明需要。
隧道通风系统由数量若干的射( 轴) 流风机组成, 结合隧道监控系统的各个检测器使用, 能够在隧道内粉尘过多造成能见度降低或汽车尾气中的CO超标的情况下将粉尘及CO排出隧道, 保证隧道良好的通行环境, 或用于发生火灾事故时, 根据监控系统生成的通风控制方案, 手动或自动地控制各组风机的启停及开启风向风速, 控制隧道内的空气流通。
隧道消防系统包括洞内、 洞外消防设施, 洞内设置了环状消防给水管网, 在洞口及洞内设置一定数量的控制闸阀, 这样即使有一段管道出现泄漏, 则可将泄漏部分两端关紧, 对整个消防管网不会造成任何影响, 上下行线间均有2根进水管, 水压由高位水池来维持, 管网压力为0.4Mpa, 隧道纵向每隔50米设置一处消防栓箱, 放置了水带、 水枪、 水成膜泡沫管枪和水成膜泡沫液, 并配备了,4具干粉灭火器。在洞外设置了两座消防水池及取水大口井, 两洞口边各设置地上消火栓和水泵接合器, 供灭火需要。
隧道供配电系统为隧道内的所有电气设备提供电力, 并能对灯具、 风机、 水泵等设备进行本地控制。同时配备的柴油发电机组及EPS、 UPS等设备能够在停电时提供可靠的备用电源, 在隧道内发生突发事故时保证隧道内关键设备的正常运行, 为应急救援工作提供照明、 通风等必要的条件, 同时能够保证隧道内被困人员经过隧道内手动报警装置及紧急电话第一时间向外界发出报警及求援。
三、 突发事故的应急处理
高速公路隧道突发事故一般分为交通事故、 火灾事故和二次事故三类, 交通事故为最基本的突发事故形态, 因车辆本身携带一定数量的燃油, 有时还运载相当数量的可燃品、 化学品、 危险品, 因此极易导致火灾事故及二次事故的发生, 本文以火灾事故为例, 详细讲解隧道内各机电设备在事故过程中的应用。
首先, 当有人工报警或自动检测出火灾时, 在隧道监控中心相应的工作站上会有声音告警信号, 而且显示出火灾报警的位置, 同时自动将故障地点的摄像机监控画面显示在相应的监视器、 投影仪或工作站显示器上。
中心的智能处理系统会对现场实时信息进行分析、 处理, 制定出相应的处理方案, 再由监控室值班人员人工确认相关信息后立即启动方案, 隧道内机电设备立即转入应急运行模式。
机电系统应急模式运行流程图:
人工或自动报警,
检测出火灾发生

系统经过分析数据, 制
定相应的应急处理方案

改变车道指示器灯具
开启风机排烟
开启防火卷帘门
情报板发布信息
开启全部灯具

火灾扑灭, 事故现场清理完毕, 机电设备切换至正常工作模式

1、 照明灯具全部开启, 保证被困人员安全撤离, 以及后续救援工作的照明需要。
2、 改变隧道外信号灯及隧道内的车道指示器, 引道事故现场下游及非事故隧道内的车辆驶出隧道, 禁止其它车辆再驶入隧道, 避免发生二次事故。
3、 在沿线情报板上发布隧道火灾事故信息, 提示往隧道方向行驶的车辆立即靠右侧停放, 严禁驶入隧道。
4、 根据系统制定的方案开启隧道内风机进行排烟, 隧道内排烟的原则是沿乘客安全疏散方向相反的方向送风。这样既能够阻止烟气与人同向流动, 又给疏散逃生人员及救援人员送去新鲜的空气。
5、 当非事故隧道上游已无车辆通行时, 开启横洞防火卷帘门, 引道被困车辆经过非事故隧道撤离。
救援人员到达现场后, 利用隧道内消防设施进行火灾的扑救工作, 高、 低位水池内均配置了液位控制仪器, 在水位降到最低下限时马上驱动水泵进行自动补水, 保障水池的蓄水量, 消防车辆可经过洞口的水泵接合器向洞内补水, 充分保证了消防用水的充分。
当救援结束后, 将机电设备切换至正常工作模式。
四、 总结
隧道不同于一般的地面建筑, 隧道地形复杂, 结构封闭, 交通拥挤, 一旦发生火灾或交通事故会给人民生命财产造成严重危害。随着国家经济的不断发展, 长大隧道的建设任务越来越重, 对技术的要求也会越来越高, 高速公路隧道安全通行的设计、 施工是当前国内外研究的热点领域之一, 相信高新技术的不断发展更新对于高速公路隧道安全管理, 保护人身和财产安全, 是十分必要的, 也是势在必行的。
参考文献
1、 利用隧道环境监控设施实现火灾排烟联动控制——《消防科学与技术》 第09期
2、 高速公路隧道火灾监控系统探讨——《运输经理世界》 第04期
3、 谈高速公路隧道火灾及其应急措施--《中国应急救援》 第05期