在公路隧道防火中的应用

中国是世界上公路遂道最多的国家，同时中国也是世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。公路隧道防火做为一个新的课题也一直是各级政府及专家所高度重视的问题。公路隧道火灾具有空间狭长且相对封闭、火场温度高、烟雾大且具有毒性等特点，如果施救不及时和方法不当，会造成严重的事故，同时灾害发生时常常伴随严重的交通阻塞，必然会更为严重的人员伤亡和财产损失。

一． 公路隧道内火灾特点及危害

1．火灾扑救难度大。公路隧道大都处于人烟稀少、交通道路狭长、消防水源缺乏、气候环境恶劣、通讯不畅的高山峡谷地域。
2．火灾烟雾浓度高，烟气毒性大，温度高，使隧道内的能见度大大降低。
3．隧道内一旦起火，由于烟囱效应，温度和烟雾会迅速传播，火灾迅速蔓延，从而影响隧道内气压的分布，导致隧道内通风气流加速、减速或逆向流动。
4．火灾时产生高温，不仅会烧损隧道内部的装修，对衬砌产生巨大的损坏，致使结构的承载力降低或完全丧失，而且会破坏隧道内的防水体系，造成隧道不同程度的渗漏水，影响隧道正常运营及功能的发挥。
5．火灾使隧道内的电气设备及线路损坏，导致动力、照明用电失控，通讯、通风及给排水设备无法运转，救援难度增大。
6．隧道内正常的通风系统发生紊乱，致使灾害扩大。如果火灾生成的火风压是正值，则在风机停止运转后，在火风压的作用下，火、烟仍继续向各个区域蔓延，引发人身伤亡事故。

二． 公路隧道内火灾原因分析

1．交通事故。交通事故引发的火灾往往受到人为因素及路面状况因素的影响，其中以人为因素为主。人为因素导致的事故多是由人为误操作、驾驶员缺乏安全知识和酒后驾车等原因造成。
2．车辆故障。由于载有重型货物的货车,特别载有易燃易暴物品车辆,如果其本身的安全条件较差，再加上一些驾驶员安全意识淡薄，使得和货车相关的交通事故频发，给隧道安全带来极大的威胁。
3．道路状况。道路状况主要影响车辆的制动距离，一旦驾驶员对路面状况的

判断出现偏差或是隧道内路面状况有明显差异时，极易造成车辆追尾事故的发生。

三． 常见隧道火灾探测手段的比较与选择

国内高速公路建设中，对隧道内原先不做自动火灾探测，一般在隧道内只配置手动报警按钮，但近年来随着线型感温探测器在公路隧道内的逐渐应用推广，国外出现越来越多采用线型感温探测器对行车隧道进行火灾自动探测的案例。
目前市场上常见的隧道线型感温探测手段主要是线型光纤差定温火灾报警系统（DTS）。根据DTS的特性，系统监测到的是光缆沿线的长期工作温度情况。因此，在事故发生之前，系统已经进行了长期有效的温度监测，并可利用经验值根据温度情况做出合理判断，在火灾发生之前对四个发展情况进行掌控，真正做到防患于未然。
经过数十年的发展，光纤分布式温度测量技术已经非常成熟并被广泛应用，在国外已经基本取代传统的线性感温材料而应用在重要工程中，在国内也被作为重点发展的方向，进行开发并推广。

四． 线型光纤差定温火灾报警系统在公路隧道防火应用中的技术优势

1．线型光纤差定温火灾报警系统可以连续的得到沿着探测光缆数公里的测量信息，因此特别适合用于长、大等易发生火灾的公路隧道。
2．抗电磁干扰。由于探测光缆本身由石英材料组成的，完全的电绝缘，同时温度信号是已光纤为载体的，本征安全，不受任何外界电磁环境的干扰。
3．本征防雷。雷电经常破坏大量的电测传感器，雷电对公路隧道的影响尤为严重。光纤传感器由于完全电绝缘，可以抵抗高电压和高电流的冲击。

五． 光缆的安装与安全性

光纤是独一无二的既可以作为测温元件也可以作为传输媒介的材质，本征安全并可以在危险区域安全的使用，不受电磁干扰。由于我们采用的是class 1m级激光产品，即使是在光纤发生破损的情况下，系统对人体不会构成伤害。
作为电缆隧道火情监测用的光缆探测器
·通常安装在隧道的顶部，距天花板75mm到150mm，以保证光缆探测器周围良好的空气流动。
·另一种将光缆依附在动力电缆托盘上，按两层或三层电缆桥架敷设一根探测光缆，对于电缆的温度监测是更加可行的。

光缆的安装方便，而且光缆柔韧、纤细，不需要与电缆紧贴敷设，对于电缆的加装和改装不会有任何影响。光缆在公路隧道内安装的示意图如下图（1）所示，隧道内光缆安装实际工程图如下图（2）所示。
  

 图（1）公路隧道内光缆安装的示意图         图（2）公路隧道内光缆安装的工程图

光缆悬吊安装在隧道顶部，距离顶部75-150mm，以保持良好的通风与快速响应时间，探测光缆每隔1到1.5米用线夹固定，施工简单，光缆固定方式如下图（3）所示。
 
 图（3）吊装方式固定感温光缆示意面               图（4）钢丝绳捆绑方式固定感温光缆

感温光缆还可以采用钢丝绳捆绑方式固定，此时需预先在隧道内铺设钢丝或利用预先铺设好电缆。感温光缆可以采用扎带或是电缆挂钩与钢丝绳固定在一起，此时感温光缆的安装如上图（4）所示。

附:线型光纤差定温火灾报警系统在公路隧道防火中的应用

水冲口隧道总长约1500米，平乐至钟山的隧道为右洞（通道1），钟山至平乐的隧道为左洞（通道2）。每个洞分成三个分区，共六个分区，对应六个继电器，
与GE的火灾报警主机六个模块相连。
系统由光纤测温主机、探测光缆、火灾报警主机、手动报警按钮、输入模块和软件组成。光纤测温主机为宁波振东光电有限公司提供的2公里2通道DTS主机，放置在隧道变电站内；探测光缆分2路分别悬挂在隧道左洞和又洞的顶部中央，距顶部20mm。已保证良好的探测效果。工程中光缆铺设如下图（5）所示，建成后隧道外观如下图（6）所示：

       图（5）施工人员现场铺设光缆                         图（6）建成后的水冲隧道

光纤温度监测系统可实时显示隧道内的温度变化值，当实际温度值达到报警值时，光纤主机通过输入模块及时将报警信号发送给火灾报警主机。光纤主机还能将温度数据通过通讯光缆传到远端控制室。实时提供隧道内的温度变化，真正做到了防范于未然。