摘要：隧道火災(zāi)對隧道的破壞是巨大的，通過對隧道火災(zāi)事故原因的分析，本文提出的公路隧道火災(zāi)預(yù)防措施，對我國隧道火災(zāi)預(yù)防方法和防火設(shè)計有一定的積極意義?！　￡P(guān)鍵詞：公路隧道；

火災(zāi)；

事故樹分析法　　在隧道發(fā)生火災(zāi)時保證生命安全的有效安全體系取決于一些子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)作用。它們包括火災(zāi)探測、報警、事故定位、通風(fēng)控制、人員疏散、煙流的通風(fēng)控制和滅火系統(tǒng)。給定的各種子系統(tǒng)是相互依賴的，因此，缺少任何一個子系統(tǒng)都會影響取得總系統(tǒng)的安全等級。目前，通過在隧道火災(zāi)方面取得的經(jīng)驗，以及來自于各種研究和開發(fā)，包括理論分析研究和通過現(xiàn)場測試對隧道防災(zāi)設(shè)計和應(yīng)用提供了重要參數(shù)，并在火災(zāi)中發(fā)揮了各系統(tǒng)的作用，發(fā)展更完善的公路隧道火災(zāi)防災(zāi)救援安全體系結(jié)構(gòu)已成為可能。而火災(zāi)預(yù)防安全體系又是最重要的，本文依托秦嶺終南山特長公路隧道防災(zāi)救援技術(shù)課題的研究[1]，對火災(zāi)預(yù)防安全體系進行了論述，其它子系統(tǒng)安全性將在其它文章進行論述。　　1.公路隧道火災(zāi)事故成因　　1.1

公路隧道交通環(huán)境　　公路隧道交通環(huán)境是由“人—車—隧道”組成的系統(tǒng)?！　?.“隧道”的因素——隧道環(huán)境特征　　(1)

阻斷特征。正在駕駛車輛高速行駛的駕駛員，遠方1km甚至再遠點的地方突然出現(xiàn)一座橫在前方的大山，必然會影響駕駛員對路線走勢的判斷，產(chǎn)生一種“阻斷感”。　　(2)

“瓶頸”感。隧道不可能象路段上那樣將路基做得較寬，另外，由于隧道中視線受阻以及“墻效應(yīng)”影響，都會使人感覺隧道有一種狹窄感，就像瓶頸一樣。　　(3)

管道特征。隧道本身就像一條長長的管道，不管發(fā)生任何情況，前方出入口均只有一個，這樣對駕駛員會產(chǎn)生慢進洞、快出洞的心理，車速不知不覺就會加速，隧道越長，這種情況越明顯?！　?4)

車流特征。由于隧道內(nèi)禁止超車，車流就如同不可壓縮的流體一樣，只能跟在別的車輛后面“隨波逐流”，這種環(huán)境容易造成駕駛員的煩躁心理?！　?.“人”的因素——隧道中駕駛員的反應(yīng)　　(1)

阻斷感對于駕駛員來說心理上容易產(chǎn)生緊張、恐懼感。進入隧道洞口時會產(chǎn)生“黑洞效應(yīng)”，正常人的眼睛適應(yīng)需要l0~15s，這就有可能導(dǎo)致汽車車流中的車輛相撞。這是洞口是事故多發(fā)地段的主要原因?！　?2)

在隧道這個半封閉的管道中，僅靠燈光照明，遠沒有洞外日光明亮、舒適，而周圍所看到的只是有限的空間和視線范圍，環(huán)境狀況遠不如外面開闊、悅目，尤其車輛被夾在兩邊的邊墻中，活動范圍有限，難免產(chǎn)生一種壓抑、不悅感。　　(3)

洞內(nèi)車輛的發(fā)動機運轉(zhuǎn)聲，輪胎與路面的摩擦聲，車輛與隧道中空氣的摩擦聲，洞內(nèi)風(fēng)聲和各種噪聲等相互交織在一起，并通過墻體的反射，形成一種混響噪聲，再加上車輛在洞內(nèi)的震動引起的共振，容易引起駕駛員的煩躁、不安?！　?4)

洞內(nèi)車輛排放的有害氣體，如CO在通風(fēng)不良的情況下在某些地段的積蓄會使人感到不適，當(dāng)超過一定濃度時會使人中毒窒息。而排放出的煙霧則造成隧道霧狀環(huán)境，使透視率降低，使駕駛員的視線受阻，對行車安全亦不利?！　?5)

由于駕駛員可能對洞內(nèi)有關(guān)信號、報警、消防等設(shè)施缺乏相應(yīng)的認(rèn)識，在發(fā)生緊急情況時對出現(xiàn)的某些燈光提示信號，報警聲響缺乏理解，以致延誤時間、失去救援良機?！　?6)

隧道環(huán)境中大量安裝的監(jiān)控設(shè)備，各種配電洞、消防、滅火器洞、風(fēng)機等如果無規(guī)律排列，會在駕駛員的心目中造成雜亂無章的感覺。同樣，照明器的排列不當(dāng)亦會對駕駛員形成眩目感，這種對大腦皮質(zhì)紊亂的刺激，不利于規(guī)則、連續(xù)、完整的思維過程的形成?！　?7)

由于懼怕一旦洞內(nèi)發(fā)生非常情況時無法脫身，加上前述幾點因素，駕駛員駕車進入洞內(nèi)后想急于離開隧道環(huán)境，而導(dǎo)致違章超速，甚至超車進而誘發(fā)事故?！　?.“車”的因素——高速隧道內(nèi)的車輛狀況因素　　高速公路上車輛需要有較好的車況和技術(shù)性能。由于部分車輛設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，技術(shù)性能差，各部件不適應(yīng)高速度運行的需要，以至機械部件失靈，造成交通事故；另一種情況是爆胎。部分汽車輪胎不能適應(yīng)長時間高速運行。在高速、長時間行駛后，輪胎內(nèi)部產(chǎn)生熱量積聚，引發(fā)高壓爆胎。車輛的被動安全性能差，導(dǎo)致交通事故帶來的損失更加嚴(yán)重。

2 隧道火災(zāi)事故樹分析　　為清楚地分析隧道的火災(zāi)成因，本節(jié)將安全系統(tǒng)工程中的事故樹分析法FTA（Fault Tree

Analysis）引入隧道火災(zāi)預(yù)防體系進行隧道火災(zāi)成因分析。FTA是以系統(tǒng)不希望發(fā)生的重大或較大事件（頂端事件）作為分析目標(biāo)，通過層層分析其發(fā)生的各種可能的原因。一般是將特定的事故和各層原因（危險因素）之間用邏輯門符號連接起來，得到形象、簡潔的表達其邏輯關(guān)系的邏輯圖形，稱其為事故樹?！　∨c門(AND

gate)表示僅當(dāng)所有輸入事件發(fā)生時才發(fā)生。與門的符號見圖1；或門(OR

gate)表示至少一個輸入事件發(fā)生時就發(fā)生。或門的符號見圖2；當(dāng)一張紙上畫不完一張事故樹時，可使用轉(zhuǎn)入（圖3）、轉(zhuǎn)入（圖4）符號；不需再往下分析的事件（底事件）符號見圖5；菱形

此事故樹僅由或門及與門組成，所有的基本事件可以包含重復(fù)事件，但這些事件都是互相統(tǒng)計獨立的。用布爾代數(shù)可以表示事件之間的邏輯關(guān)系；再求出事故樹的最小割集，即隧道火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)的事故模式。事故樹定性分析的任務(wù)就是求出事故樹的全部最小割集。由于全部最小割集反映了系統(tǒng)的全部事故模式，所以全部最小割集的集合又稱之為系統(tǒng)的事故譜。通過對事故譜的分析，可以找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，從而提高隧道火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)的安全性與可靠性。求隧道火災(zāi)事故樹的全部最小割集的程序如下：　　T=A1X1B1

=(X2+A2)X1(B2+B3+B4+X7)?　　=(X2+X3+X4+X5+X6)X1(X7+X8+X9+X10+X11+X12+X13+X14+X15)　　經(jīng)過布爾代數(shù)運算，引起隧道火災(zāi)事故發(fā)生的組合計算結(jié)果見表1。

圖6中各字母表示含意：T表示隧道火災(zāi)；A1表示隧道中的可燃燒物；A2隧道外界帶入的可燃燒物；A3車輛運輸?shù)目扇紵锲罚籅1隧道中火源；B2隧道中的電氣設(shè)備起火；B3人為縱火B(yǎng)4車輛發(fā)生交通事故起火；X1空氣；X2隧道內(nèi)裝為可燃燒物；X3機動車輛的燃料；X4行人帶入的可燃燒物品；X5一般可燃燒物品；X6易燃易爆物品；X7車輛發(fā)動機起火；X8雷擊起火；X9電氣設(shè)備短路起火；X10電線電負(fù)荷過大起火；X11故意縱火；X12非故意縱火；X13車輛對撞起火；X14車輛追尾起火；X15車輛撞中隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)物起火?！　谋?中可以清楚地看到：在本文所列舉的所有基本事件中，隧道火災(zāi)發(fā)生有45種可能性。在假定各基本事件的發(fā)生概率相等的情況下，分析各基本事件對頂端事件發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度，稱之為基本事件結(jié)構(gòu)重要度分析，基本事件結(jié)構(gòu)重要度用

表示。對事故樹較小的情況下對其分析常用的有直接排序法?！　≈苯优判蚍ㄊ前椿臼录诟罴械牡匚唬鶕?jù)一定的判斷原則進行排序的方法。判斷基本事件對于頂端事件（隧道火災(zāi)）的影響的結(jié)構(gòu)重要度的程度有下列五條原則：　　1.

各最小割集的基本事件數(shù)不相等時，在事件數(shù)少的割集內(nèi)的基本事件比事件數(shù)多的割集內(nèi)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度大；　　2.

在同一個或幾個具有相同事件數(shù)的最小割集內(nèi)出現(xiàn)的幾個基本事件，彼此間的結(jié)構(gòu)重要度相同；　　3.

最小割集內(nèi)基本事件個數(shù)相等時，在各個最小割集內(nèi)，重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件較出現(xiàn)次數(shù)少的基本事件結(jié)構(gòu)重要度大；　　4.

兩個事件以同樣的次數(shù)重復(fù)出現(xiàn)在幾個最小割集內(nèi)，出現(xiàn)在少事件最小割集內(nèi)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度比出現(xiàn)在多事件最小割集內(nèi)的基本事件結(jié)構(gòu)重要度大[2]?！　≡谝陨戏治鏊淼阑馂?zāi)的最小割集

中基本事件 均為3個，含 (i=2，3，4，5，6)事件的組合占總數(shù)的9/45；含

(i=7，8，9，10，11，12，13，14，15)事件的組合占總數(shù)的5/45。　　基于以上分析可知，由表1可知，基本事件

的結(jié)構(gòu)重要度排序為：　　I(1)>I(2)=I(3)=I(4)=I(5)=I(6)>I(7)=I(8)=I(9)=I(10)=I(11)=I(12)=I(13)=I(14)=I(15)　　從基本事件的結(jié)構(gòu)重要度分析知在隧道內(nèi)減少可燃燒物品數(shù)量或采用阻燃或不燃物品做內(nèi)裝是減少隧道火災(zāi)發(fā)生概率的有效措施。在防止起明火的影響因素涉及到交通管理、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計及管理人員等諸多方面。以下從交通管理、隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面研究隧道火災(zāi)的預(yù)防措施。　　3.

公路隧道火災(zāi)預(yù)防措施　　3.1

行車管理　　公路行車管理子系統(tǒng)也必須通過措施達到安全狀態(tài)。可以通過以下措施：　　1.客貨車道分離?？拓涇嚪值篮?，客車的運行更為通暢?！　?.依國外經(jīng)驗，應(yīng)規(guī)定隧道內(nèi)不得隨意停車和超車，小車的最小間距應(yīng)是50m，大客車最小間距為100m，貨車間距應(yīng)保證在150m以上，大客車和重型載重車應(yīng)安排距離警告設(shè)備，同時限制車距，有利于被圍人員的撤退和消防人員迅速到達火場及時展開有效的滅火戰(zhàn)斗。　　3.車輛進入隧道前需要減速，隧道內(nèi)限制車速，避免一旦事故發(fā)生時，車輛擁堵不堪、造成更大的死傷亡與損失?！　?.強制采用車隊警告電子設(shè)備，并有相應(yīng)車速限制與監(jiān)視?！　?.自動進行交通管制，當(dāng)隧道發(fā)生事故時應(yīng)迅速阻止洞外車輛進洞，以利于快速組織救援，減小損失?！　?.在隧道進口外1km處設(shè)置觀察檢查處，通過人工和儀器觀察進洞車輛，防止病車和具有危險性的車輛進入隧道內(nèi)。　　7.若車輛發(fā)生故障應(yīng)盡量讓其?？吭诰o急停車帶，不阻塞后續(xù)車輛?！　?.2

人員的管理和培訓(xùn)　　1.隧道管理人員　　作為隧道的管理者在應(yīng)對隧道火災(zāi)時要做到處變不驚，指揮若定，有效地控制火災(zāi)，安全疏散人員，將火災(zāi)損失降到最低限度，必須具備以下技能和素質(zhì)?！　∷淼酪兹家妆锲奋囕v通過隧道的預(yù)防火災(zāi)工作和安全管理工作，要在隧道管理部門的領(lǐng)導(dǎo)下開展，隧道管理部門應(yīng)組織安檢人員學(xué)習(xí)有關(guān)規(guī)章制度，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)?？偨Y(jié)經(jīng)驗，開展評比，實行獎懲，全面提高管理水平。應(yīng)加強防災(zāi)、減災(zāi)演習(xí)。從中國貓貍嶺隧道火災(zāi)事故看出，隧道管理人員的應(yīng)變能力和救災(zāi)綜合能力應(yīng)在演練中提高。針對洞內(nèi)火災(zāi)或其它災(zāi)害，3個月進行一次小演習(xí)，6個月一次中演習(xí)，12個月一次大演習(xí)，使人員和設(shè)備常處于一種戒備狀態(tài)。從以往一些隧道的情況看，時間長了，人懶了，業(yè)務(wù)生疏了，設(shè)備銹住了，一旦發(fā)生事故，應(yīng)對能力就會低下，釀成大規(guī)模災(zāi)害就在所難免?！　∷淼拦芾碚邞?yīng)通過檢修保持洞內(nèi)有關(guān)設(shè)施標(biāo)志醒目，尤其是消防箱的標(biāo)志更應(yīng)醒目。　　1.

隧道管理部門應(yīng)設(shè)置安全監(jiān)察辦公室，定期對隧道的安全工作進行檢查和評估，并根據(jù)隧道的運行情況提出新的措施、方法。在獲得基礎(chǔ)火災(zāi)安全信息資料時可以通過的以下設(shè)計的火災(zāi)安全檢查表（Fire

Safety Check

List）進行獲取，它是一種最基礎(chǔ)的系統(tǒng)安全定性分析法?！　∵M行安全檢查前，需要把系統(tǒng)分為若干層次，每一層次又分為若干單元。根據(jù)有關(guān)的安全規(guī)范、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗等，把要檢查的項目、要點按一定順序列成表格，作為檢查的依據(jù)。根據(jù)檢查隧道火災(zāi)的對象和目的的不同，火災(zāi)檢查表可分為裝運易燃易爆物品車輛防火安全檢查表、隧道消防報警設(shè)施安全檢查表、日常安全檢查表、火災(zāi)隱患整改安全檢查表等，樣表如表2

2.隧道的使用者　　作為隧道的使用者應(yīng)有以下責(zé)任和義務(wù)：　　(1)

了解隧道交通潛在的危險性；提高其安全防范意識。使其交通行為自覺地規(guī)范化，司乘人員應(yīng)了解隧道內(nèi)有關(guān)設(shè)施和在緊急情況下的正確使用方法。　　(2)

隧道一旦發(fā)生火災(zāi)，使用者有義務(wù)傳遞信息或協(xié)助傳遞信息，有義務(wù)承擔(dān)滅火或協(xié)助滅火；消防部門、交通警察有義務(wù)與公路部門一道及時有效地搞好減災(zāi)和救助工作?！　?3)

必須嚴(yán)格遵守隧道防火安全和交通安全管理法規(guī)?！　?.3

裝載易燃易爆物品車輛通行對策　　引起隧道火災(zāi)的原因是多種多樣的，但分析世界各國發(fā)生的交通隧道火災(zāi)，可以發(fā)現(xiàn)由于車上裝載易燃物品爆炸起火而引發(fā)火災(zāi)的頻率是相當(dāng)高的，而且，由于易燃、易爆物品燃燒猛烈、撲救困難，因此造成了巨大的人員和財產(chǎn)損失。因此，裝載易燃易爆物品車輛通行隧道時可采用如下對策：易燃易爆品車輛通行隧道其危險性是巨大的，按其性能參數(shù)，對載有易燃易爆物品車輛的通行管理方式有三種：一是允許通過；　　二是限制通過；三是禁止通過，讓其繞道通過?！　?.4

預(yù)防隧道火災(zāi)對隧道設(shè)計的要求　　隧道設(shè)計者在隧道設(shè)計過程中進行火災(zāi)防治基本對策的總體設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)的原則包括：主體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護層應(yīng)具有足夠的耐火能力；隧道軸線選擇和出入口規(guī)劃布局應(yīng)考慮行車安全和火災(zāi)時煙霧的蔓延；出入口設(shè)計在技術(shù)上應(yīng)可識別并阻止載有危險品的車輛進入隧道；隧道內(nèi)的裝修材料應(yīng)采用不燃材料；隧道內(nèi)每隔一定距離設(shè)置一電視攝像頭，出入口外設(shè)置電視監(jiān)控裝置。隧道內(nèi)設(shè)自動噴水滅火起動裝置，照明燈全亮?xí)r風(fēng)機立即反轉(zhuǎn)全速排煙，排風(fēng)管考慮耐高溫要求，洞口警鈴長鳴，火災(zāi)信號燈閃爍；隧道內(nèi)應(yīng)備有足夠的水源(消防給水)；隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)有防火隔離設(shè)施；通風(fēng)設(shè)計應(yīng)考慮隧道火災(zāi)時的排煙，并設(shè)人員疏散通道(與隧道內(nèi)公用溝管線廊兼用)；必須設(shè)有可靠的電源(設(shè)置自各發(fā)電機組，在30S內(nèi)自動投入運轉(zhuǎn)，考慮消防電源，配備耐火線或阻燃電纜)；設(shè)有可靠的控制和顯示設(shè)備；隧道內(nèi)設(shè)置緊急誘導(dǎo)和避難設(shè)施；選擇可逆型風(fēng)機（用于排煙）。