摘要：公路隧道内一旦发生火灾，可能会造成重大事故，因此隧道消防灭火设施至关重要。固定式水成膜消防系统是扑灭隧道火灾的有效系统，隧道部门应完善管理制度，加强对其设施维护。
关键词：公路隧道；水成膜消防系统；设施维护
引言
隧道是公路交通的咽喉要道，结构复杂，环境密闭，空间狭隘，能见度差，流动车辆多，车速快，一旦发生火灾，扑救相当困难，往往造成重大的人员伤亡和财产损失。故在隧道设计时，应贯彻“预防为主，防消结合”的方针，采取有效的防火与灭火措施，使火灾损失控制在最低限度。
一、公路隧道的火灾特点
（1）烟雾浓、温度高。公路隧道一旦发生火灾，由于空间狭小，近于密闭状态，无法自然排烟，所以烟雾较大，燃烧产生的热量不易散发，热气流迅速充满空间；此外，火灾可能会破坏照明系统，使隧道能见度大大降低，加之火灾产生大量CO和其它有毒气体，给火灾扑救和应急救援带来很大困难。
（2）易爆炸、蔓延快。多数公路隧道火灾事故都因高温积热不散、辐射热强造成隧道构筑物崩裂或汽车油箱爆炸。由于炽热气流可顺风传播很远，一旦遇到易燃物即迅速燃烧，着火点在车辆直接转移。
（3）空间小，安全疏散困难，易发生次生灾害。公路隧道横断面小，道路狭窄，火灾发生时在短期内疏散人员、车辆和物资较困难。此外人们情绪紧张，造成拥挤、交通混乱等情况，极易导致发生意外伤亡事故。
（4）火灾发生过程中，在隧道拱顶附近会形成一层远离火源的热烟流和气流，而支持燃烧的空气从热烟层下面向火源流动。例如，在同一水平内，不通风隧道火源发生点如果靠近隧道纵向中点，“浮力效应”将引起一种热烟流从隧道两端排出而外部空气从热烟流下引入的对称循环形式。对纵向式通风系统，如果通风的风量充足，则将使所有的热气流流向下风向；如果风量不足，上层的热气流将相反于压力通风的方向流动，发生“回流现象”。
（5）隧道火灾将极大地影响隧道内空气压力的分布，而隧道空气压力的变化可导致通风气流流动速度的变化，或加速，或减速，或者完全逆向流动。隧道火灾由于有强烈的热，只能从逆风端去救火。然而，烟的这种逆向流动将会阻碍救火工作的进行。
二、公路隧道的消防灭火设施设置概况
消防灭火设施主要用于隧道内发生火灾时，用于灭火，减少火灾造成的损失，保护人身和财产安全。隧道内自动灭火设施主要选用水喷雾或固定式水成膜泡沫灭火系统，国内隧道消防设计多采用固定式水成膜泡沫灭火系统。水喷淋系统在建筑消防灭火中效果良好，但在隧道中的灭火效果却存在争议。20世纪80年代以来很多国家对隧道安装水喷淋系统持不推荐态度，认为隧道初期火灾通常发生在车辆内部或车辆下部或顶部为防水设计的发动机厢内，顶部喷水没有灭火效果，而且受空间限制，隧道顶部的温度极高，在巨热的火焰上喷水不会抑制火焰，相反使烟雾层向下移动，并与空气混合，不但降低了能见度，同时还威胁隧道中人员的人身安全。国内外目前在隧道中很少配置水喷淋系统。
2.1灭火器
隧道火灾的主要危险是车辆火灾，车辆火灾特性属于ABC类，且灭火器一般由非专业人员使用。因此，灭火器是小规模初期火灾的备用工具。火灾发生时直接采用扑灭仪器，能及时进行隔离。
灭火器设计较为简单，对于单洞双车道公路隧道，在隧道一侧设置灭火器箱，间距不小于50米，每个灭火器箱内放置3-5具灭火器。对于单洞三车道、四车道公路隧道，在隧道两侧交错布置灭火器箱。
2.2消火栓系统
消火栓系统是由供水设施、消火栓、配水管网等组成的系统。在公路隧道中采用常高压消火栓给水系统，该系统能够始终保持系统所需的压力和流量，火灾时无须启动消防水泵，直接由高位水池供水。该系统在云南的高速公路、四川的高速公路、广西的高速公路中应用广泛。
2.3水喷雾系统
用水喷雾向固定范围内喷水，能够压制火势，冷却热气流、车辆及车上装载的货物，防止火势蔓延，同时使扑救活动便于进行。
2.4固定水成膜泡沫灭火系统
固定式水成膜泡沫灭火装置专门用于扑灭汽油等易燃液体火灾。泡沫药剂与水混合，产生水泡沫，覆盖在油层表面，并结成薄膜，使火焰窒息而灭。并具有抑制油层表面汽油蒸发的能力，防止重新着火和产生危险。
三、固定式水成膜消防技术及特点
3.1固定式水成膜泡沫灭火系统原理
每套固定式水成膜泡沫系统，包括不锈钢泡沫罐1个、球阀一个、排水阀一个、管道过滤器一个、比例混合器1个、三通带压力表1个、消防卷盘1套等。在压力水以很高的速度流过泡沫消火栓箱的比例混合器时，比例混合器的室内形成负压，储罐内泡沫液在大气压力作用下通过吸液管进入混合器，与压力水混合成一定比例的混合液，当具有一定压力的混合液流到喷枪时使泡沫混合液发泡。从而达到泡沫灭火的效果。
3.2水成膜泡沫液技术要求
1)凝固点：≤-10℃；
2)混合比：与水混合比例为3:97；
3)PH值（20℃）:6.0-9.5；
4)腐蚀率：Q235A钢片:1.8mg/(d•d㎡);3A21铝片:0.3mg/(d•d㎡)；
5)沉降物（20℃）:%（V/V）≤0.25；
6)发泡倍数（20℃）:≥5.0；
7)25%析液时间（20℃）:min≥2.5；
8)灭火时间:min≤3.0；
9)产品既可与淡水混合使用，又可与海水混合使用；
10)产品在在阴凉、干燥通风的库房内，贮存环境温度为-5℃~45℃，且在原包装内中贮存，有效期需8年以上。
3.3固定式水成膜消防技术特点
水成膜抗溶泡沫灭火剂用于较高温度下的油类灭火，并适用于“液下喷射”灭火。它具有水成膜泡沫灭火剂的灭油类及石油产品等非水溶性物质的火灾特点外，还具有优良的扑救醇、酯、醚、醛、酮、胺、酒精等水溶性可燃液体的火灾。也可作湿润兼渗透剂扑救A类火灾，具有通用性灭火效果。
水成膜泡沫灭火剂在灭火过程中其泡沫层析出的水分能在燃料表面形成水膜，隔离与空气接触并有卓越的流动性从而快速压倒火势，扑灭火灾。同时它具有较长的封闭性能和抗火焰回烧的优点。
水成膜泡沫灭火剂产生的水膜是由于它含有氟碳表面活性剂，能降低泡沫溶液的表面张力使其浮在燃料表面上。该水膜的有效性是直接与燃料的表面张力有关，对表面张力较高的燃料，则其效果要比表面张力较低的燃料好一些。
四、固定式水成膜消防技术在公路隧道中的应用实例
陕西省是全国隧道修建最早、隧道数量最多、隧道技术最复杂的省份之一。石泉隧道群（石泉、霍家梁、慕家梁、大毛坡、毛想寨）上下行各5条隧道内设置了固定式水成膜泡沫消火栓灭火系统。项目位于十天高速安康西段K296+210-K203+114处。其中：
大毛坡隧道（上行）K280+583-K282+7052122m43个泡沫消火栓、（下行）K280+678-K282+8172139m44个泡沫消火栓。
石泉隧道（上行）K282+913-K287+8984985m99个泡沫消火栓、（下行）K282+932-K287+8814949m99个泡沫消火栓。
霍家梁隧道（上行）K287+945-K289+3431398m28个泡沫消火栓、（下行）K287+990-K289+4681478m30个沫消火栓。
毛想寨隧道（上行）K289+485-K291+8152330m45个泡沫消火栓、（下行）K289+555-K281+8972342m43个泡沫消火栓。
慕家梁隧道（上行）K293+401-K295+4352034m37个泡沫消火栓、（下行）K293+353-K295+4152062m39个泡沫消火栓。
共有水成膜泡沫消火栓517套。每套固定式水成膜泡沫系统，包括30L不锈钢泡沫罐1个、DN25球阀一个、DN25排水阀一个、GL型DN25管道过滤器一个、比例混合器1个、DN25三通带压力表1个、消防卷盘1套等，喷射时间不小于20分钟，射程不应小于6m。设置要求如下：
1）固定式水成膜泡沫灭火装置选用环保型3%型水成膜泡沫液，泡沫罐选用不锈钢材质罐体，容积为30L，内含25L耐寒型泡沫液。
2）固定式水成膜泡沫灭火装置中的消防卷盘选用长25米、口径为19毫米的胶管，泡沫喷枪应为带开关的吸气型泡沫抢，口径为9毫米。
3）固定式水成膜泡沫灭火装置的泡沫混合液流量应大于30L/min，连续供给时间应大于20分钟，射程应大于6米。
4）固定式水成膜泡沫灭火装置应与消火栓安装于同一消防洞室内。
5）固定式水成膜泡沫灭火装置阀门应有明显启闭标志。
6）泡沫罐上醒目位置应注明泡沫液的有效期限。
7）固定式水成膜泡沫灭火装置箱门上应注明“泡沫消火栓”字样。
8）泡沫液、比例混合器、控制阀门及管道等，必须采用经国家产品质量监督检验机构检验合格的产品，且必须符合系统设计要求。
示意图如图1：
五、固定式水成膜消防技术难点分析
5.1泡沫器无法发泡或发泡不正常
主要原因：
1）泡沫产生器吸气口被异物堵塞。
2）泡沫混合液不满足要求，如泡沫液失效，混合比不满足要求。
解决方法：
1）加强对泡沫产生器的巡检，发现异物及时清理。
2）加强对泡沫比例混合器和泡沫液的维护和检测。
5.2泡沫液储罐进水
主要原因：
储罐进水的控制阀门选型不当或不合格，导致平时出现渗漏。
解决方法：
严格阀门选型，采用合格产品，加强巡检，发现问题及时处理。
图1
六、结语
综上所述，隧道消防的重要性是显而易见的，隧道的消防设备应随科学技术的发展不断改进，仅仅配置消防设施也不能有效的解决问题，隧道管理部门还应制定有效的灭火救援方案和有效的管理制度，建立隧道消防设施维护和抢险救援队伍，完善消防安全责任体系，提高隧道消防救援能力。
参考文献
[1]公路隧道交通工程设计规范（JTGD70-2004）.
[2]建筑设计防火规范（GB50016-2014，2018年版）.
[3]朱秀莲.公路隧道火灾特性及其防治初探[J].国防交通工程与技术,2004年第3期.
作者简介
刘娟，硕士研究生，注册给排水工程师，从事给排水工程设计9年。
论文作者:刘娟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
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