深圳市地铁集团有限公司 广东深圳 518026
摘要：主要介绍引起地铁隧道火灾的主要原因，扑救地铁火灾存在人员疏散难、排烟难、通信联络难等特点，从采用先进的防火技术、建立科学的防火管理机制方面提出了地铁火灾预防的要点。
关键词：地铁；火灾；原因；特点；预防
地铁（Metro、Subway）是指在城市中修建的快速、大运量用电力牵引的轨道交通，其线路通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上，是现代大城市的主要公共交通系统之一。地铁深埋地下，结构、设施、系统复杂，联动性强，且公众聚集，人员流动性大，引发灾害事故的因素多，且地铁火灾仍是世界上各类火灾中最难扑救的火灾之一，地铁建设和运营必须采用先进的技术和科学的管理来预防火灾。
1、地铁隧道火灾及其特点
1.1 地铁隧道火灾及其灾害概况
目前，地铁隧道火灾仍是世界上各类火灾中最难扑救的火灾之一，而且容易造成重大的人员、财产损失和社会影响。通过国内外各类地铁事故统计分析，地铁火灾事故占50%，伤亡人员占比高达85%。我国地铁自1969年相继投入运营以来，也发生火灾近200起，国内外典型的地铁隧道火灾有数起造成数百人伤亡的事故，如2003年韩国大邱地铁火灾造成198人死亡146人受伤289人失踪。
1.2 地铁火灾的主要原因
地铁主要由地下铁路线、车站建筑、运行列车以及为其运行服务配套的控制中心、主变电站、车辆段等组成，是一个十分复杂的交通运输系统，潜伏着很大的火灾危险性，主要火灾原因如下：
（1）电气设备引起火灾：地铁车站内用电设施设备繁多，隧道内敷设各种电缆，列车上也有各种用电设备，因而地铁容易引起电气火灾。
（2）设备故障引起火灾：在地铁车站内和列车上设有多种机械设备，如送风机、排风机、电动机、制动系统等。机械设备如果质量有问题或对其缺乏维护保养，也有可能导致运行不顺，引发火灾事故。
（3）违章操作引起火灾：地铁建设施工中或投入使用后的设备维修作业中，如果稍有疏忽，违章操作，也会发生火灾事故。
（4）管理不善引起火灾：有的地铁车站的站厅层和安全通道上设有商铺，有的地铁车站与地下商业用房连在一起，有些商业用房设有餐饮功能。对这些商铺特别是明火管理不善，使用不当，很有可能引起火灾或爆炸事故。
（5）人为破坏引发火灾爆炸等事故：由于地铁客流量大，一旦发生事故，往往造成重大的社会影响。所以，恐怖组织和对社会不满分子把地铁作为制造恐怖事件和发泄不满情绪的目标。
1.3地铁隧道火灾特点及其扑救难度
1.3.1被困人员多，疏散困难
（1）地铁站人员密集且流量大。例如，深圳地铁现在日最高客运量已经达到450余万人次，其中1号线小时最大断面客流为5.2万，拥挤度达到148%。因此，火灾事故发生后，人员的疏散量大，难以组织有序的疏散。
（2）出入口少、通道狭窄，影响疏散。地铁的地下车站一般设有2至4个直通地面的安全出口。在站台候车的乘客疏散的路径为：从站台候车处→站台层楼梯→站厅层→检票口→站厅层出口→地面出口。在事故情况下，特别是在客流高峰时段发生事故，大量的疏散人流在有限的楼梯口、通道上、出口处汇集，极易产生拥挤杜堵塞，大大降低疏散速度。特别是站厅付费区设有自动检票机，如果事故时不能及时打开，严重影响乘客的疏散。
更为严重的是，如果列车在区间隧道内发生火灾，且列车不能开进车站，列车上的乘客只能通过车头和车尾的两个紧急安全门疏散，乘客的安全疏散将更为困难。
（3）隧道内照明条件差、障碍物多，不便人员疏散。
1.3.2地铁隧道火灾升温急剧、火势蔓延迅速
（1）地铁站集售票、商场、车辆于一体，可燃物质较多
地铁的火灾负荷主要是：车站站台的电气设施、设备以及配电线路，如电力变压器；设于站台的公共用房的装修材料；商铺的商品，设置的各类广告，列车内的各种电器设备等。如果燃烧的是普通固体可燃物，其产生的温度和气体火灾相比要低得多，但也高达900度，灼热的烟气窝在地下建筑内很难散出，使消防人员难以进入。一旦发生火灾，地下密闭的环境使火点周围的温度急剧升高，高温的烟气的流动，易引燃周围可燃物质，造成火势蔓延，扩大危害。
（2）电缆燃烧蔓延迅速
由于设备需要，地铁敷设大量电缆，贯穿于全线和所有房间设备，燃烧会沿敷设方向迅速蔓延。同时，电缆的聚乙烯保护层高温熔化形成燃烧液体到处流淌，还会引燃四周和下方的可燃物，形成大面积燃烧。
（3）隧道内空气流动助长火势
由于地铁客车在隧道内运行产生的活塞效应和机械送排风等原因，地铁出入口、站台等部位空气流动快，风速较大，致使地铁火灾迅猛发展。
1.3.3隧道内高温浓烟和毒气重、人员伤亡多
火灾发生后，地铁内部各种可燃物、尤其电缆、塑料制品在燃烧时，会产生大量的高温浓烟和毒气，流动方向往往是人员疏散方向，致使狭长的疏散通道内严重缺氧，造成大量人员窒息，或短时间内使人中毒死亡。
国内外地铁火灾统计资料表明，在火灾死亡人数中，大多数是被烟气熏死的，在火灾直接烧死的人员中，不少也是窒息后烧死的，其中烟气致死人数占总死亡人数的70%左右。火场的经验也表明，人员在浓烟中停留一、二分钟就可能晕倒，四五分钟即有死亡的危险。此外烟雾充满地下车站后，会消减光的强度，淹没安全通道和疏散指示标志，使乘客难以辨认安全出口。科学证明，当人的视野降至3米时，逃离火场就十分困难。1995年，阿塞拜疆巴库地铁火灾，列车停在隧道里，乘客在浓烟中分不清东西南北，乱跑乱撞，大呼大叫，乱成一团，造成558人死亡，绝大多数是烟窒息而死。
1.3.4灭火救援十分艰难
（1）灭火救援难。地铁车站及隧道埋在地下，只有为数有限的安全出入口通向地面扑救人员难以侦察火情、判别不了着火点，消防人员难以深入地下车站开展灭火救援工作。
（2）地下排烟难。地下车站和隧道是一个几乎封闭的空间，自然排烟能力有限。发生火灾时，主要采用机械排烟。由于这些排烟系统与车站隧道的通风排气系统兼用，在发生火灾时，需要根据火灾发生的不同部位和强度合理的使用这些机械设备，才能进行有效的排烟。要达到设计的理想排烟效果是很难实现的。而且如果操作不当或机械排烟系统故障时，地铁的排烟就更为困难。此外消防部门的排烟设备功率低、排量小，应用于地铁火灾排烟，其作用微乎其微。
（3）地铁内外通讯联络难。由于地铁是一个封闭的钢筋混凝土结构空间，屏蔽效应严重影响到各类通信器材的正常使用，特别是无线通信器材的功率会严重衰减，地面和地下的消防通信联络十分困难，造成信息不通，且地铁专用通信与消防公安机构通信不能通用，严重影响地面指挥人员的指挥决策和地下消防人员的灭火救援行动。
（4）消防装备滞后，防护装备要求高
城市地铁建设发展迅速，地铁发生火灾等灾害事故的概率不断增大，但消防部门处置地铁火灾的消防装备却没有相应跟上，尤其缺乏长时间的呼吸器、大功率的移动排烟机、便携式无线对讲机、便携式生命探测器等先进装备，严重影响和制约消防部门扑救地铁火灾和处置地铁灾害事故的战斗力。
2、地铁火灾的预防
在地铁地铁火灾灭火救援十分艰难的情况下，地铁火灾的预防在地铁建设和运营工作中显得尤为重要。《建筑设计防火设计规范》《地铁设计规范》在建筑防火与疏散、消防供水与灭火、自动报警系统、防排烟系统、防灾用电与疏散照明、防灾通信等方面进行了详细的要求，地铁在建造时已经采用了比较全面、先进和可靠的防火灾措施。但随着科学技术的发展，结合地铁现场应用经验，应积极采用先进的防火技术、建立科学的防火管理机制，才能做到防范于未然。
2.1 应积极采用先进的防火技术，更高防护等级的设施
2.1.1感温光纤测温系统、电气火灾监控系统在地铁的运用效果好
可利用感温光纤测温系统对全线区间/隧道、车站站台板下电缆通道、折返线、主变电站（电缆沟）等的温度、火灾进行可靠监视及预警、报警。感温光纤测温系统具有在线实时监测、可靠性高、技术先进、扩展方便、智能化程度高、便于调试、维护和管理、布线简单的特点。
可利用电气火灾监控系统对地铁的变压器、变配电设备、MCC柜等电气设备进行电气过热预警监测及剩余电流监控。监测的火灾报警信号传送给FAS系统监视模块，通过FAS系统火灾自动报警控制器联动专用消防设备。
某地铁感温光纤测温系统、电气火灾监控系统在车站级FAS系统的运用
对地铁隧道、电缆、电气设备火灾预警监测，相关规范未做要求，但实践证明，利用感温光纤测温系统、电气火灾监控系统对地铁隧道、电缆、电气设备火灾预警监测进行全面的预警监测，消除监测死角，同时由于系统预测准确可靠，某地铁多年来发生了几次预警，所幸及时采取了措施，避免了灾害发生。
2.1.2矿物绝缘电缆应用
矿物质电缆或矿物防火电缆由铜芯、矿物质绝缘材料、铜等金属护套组成，除具有良好的导电性能、机械物理性能、耐火性能外，还具有良好的不燃性，这种电缆在火灾情况下不仅能够保证火灾延续时间内的消防供电，还不会延燃、不产生有毒烟雾。某城市地铁计划四期地铁建设时采用矿物绝缘电缆，不仅解决电缆不燃性，还会大大减少电缆的老化周期短、绝缘性能下降速度快，易破损等问题。
2. 1.3隧道内设置疏散平台。当发生火灾需在隧道内疏散时乘客可较快地通过车门、疏散平台到达车站。
2.1.4 与地铁连通的商业、站厅中零星商铺设计标准要高
商业为吸引客流都希望与地铁出入口连通，但商业建设的防火要求比地铁低且可燃物多，一旦发生火灾对地铁影响大，因此，连通商业工程尽可能统一规划，同步实施。但必须强调商业连通工程应按一级耐火等级考虑，商业工程在火灾时不得将地铁作为疏散通道，需在设计分界线位置设置双控防火卷帘，卷帘两侧各设一组感温感烟探测器及两侧各一组模块箱，以接受对方火灾信息和控制防火卷帘的关闭。
为方便乘客，一些车站设置了一些零星商铺，商铺应分隔到顶成一个防烟分区，设有喷淋灭火、排烟等系统，即使商铺发生火灾，对地铁影响不大。
为此，应积极采用先进的防火技术，更高防护等级的设施，真正做到“预防为主”。
2.2科学管理、强化应急处置，做到“早发现、早灭火、灭小火”
2.2.1认真执行建设项目“三同时”要求，所有地铁线路均应通过消防验收后才投入运行。
2.2.2严格按规程维护管理消防设备设施，确保设备设施完好有效，特别是联动测试、功能测试，测试其功能及联动是否满足设计。近几年，国家安监总局在全国地铁安全检查时多次强调消防设施设备的联动、功能测试，也指出某地铁车站的火灾探测器相对应地址与图文界面不一致，风速的速度不满足设计要求等问题，应引起我们足够重视。
2.2.3建设微型消防站，强化员工消防技能培训和演练
1.每个车站应至少设置一个微型消防站，按2类以上标准建设。
2.车站控制室值班人员应取得建（构）筑物消防员职业资格证，车站人员加强消防专项应急技能培训，应具备“三知、四会”灭火救援能力，即知道消防设施和器材位置、知道疏散通道和出口、知道建筑布局和功能；会组织疏散人员、会扑救初期火灾、会穿戴防护装备、会操作消防器材。
3. 制定火灾应急预案，做到一站一预案，定期火灾处置应急演练，车站每人每月应参加1次以上火灾应急演练。
2.2.4加大消防安全宣传。
利用车站出入口LED屏、站台PDP及列车视频系统播放乘客突发事件应急处置宣传片。举办地铁安全进社区活动，“市民开放日”、 “119消防宣传日”和“安全生产月”等安全宣传活动，提高乘客应急逃生能力。
3.区间隧道发生火灾的应急处置
区间隧道发生火灾或列车在区间发生火灾，设计上是根据火灾在区间不同的部位，启动不同的应急模式及通风排烟方式，根据经验，绝大多数地铁火灾应急预案规定将列车运行到站台进行处置（除列车停在区间不能动车外），也有多起成功处置案列。但根据《城市轨道交通技术规范》中要求“列车客室侧门应具备在紧急情况下，乘客能手动解锁开门”的要求，目前国内绝大部分列车设置了车门紧急解锁装置，列车火灾发生时，乘客会启动了车门紧急解锁装置，列车就停在轨行区，就无法按预案将列车运行至站台。为此，建议在标准修订时完善国家标准中对车门解锁装置的功能要求。
地铁隧道火灾仍是世界上各类火灾中最难扑救的火灾之一，而且容易造成重大的人员、财产损失和社会影响，地铁建设和运营必须采用先进的技术和科学的管理来预防火灾，才能做好地铁消防安全工作。
参考文献
[1]地铁设计规范（GB50157-2013）.北京：中国建筑工业出版社
[2]建筑设计防火规范（GB50016-2014） 北京 中国计划出版社
[3]消防重点单位微型消防站建设标准（试行） 公消字[2015]301号
[4]建筑消防设施的维护管理 GB25201-2010
[5]深圳地铁2号线东延段试运营前安全评价报告 北京 中国安全生产科学研究院
论文作者:周炜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/9
标签：火灾论文; 地铁论文; 隧道论文; 车站论文; 人员论文; 电缆论文; 地下论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;