分析城市道路隧道的建筑防火设计

分析城市道路隧道的建筑防火设计

任长清

任长清（中铁三局集团华东建设有限公司，江苏南京210000）

摘要：近年来，随着我国经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快，使得我国各大城市的交通量呈现出不断增长的态势，为了缓解地面交通，城市道路隧道工程随之增多。然而，虽然城市道路隧道起到了缓解交通压力的作用，但由于隧道本身的特殊性，从而使其发生火灾事故的几率和危险性相对较高，一旦城市道路隧道发生火灾，后果相当严重。为此，加强城市道路隧道防火设计显得尤为重要。基于此点，本文就城市道路隧道的建筑防火设计展开探讨。

关键词：城市道路隧道；火灾；防火设计

1城市道路隧道建筑防火设计的必要性

隧道属于一种地下建筑物，以往对于隧道的研究大多数都是针对铁路隧道而言的，并且研究的主要方向也都是隧道结构的稳定性和防排水等方面。近些年来，随着我国各大主要城市交通量的不断增长，城市道路隧道工程随之日益增多，这种隧道形式与铁路隧道存在着一定差异，对它的研究中除了考虑结构稳定性之外，还必须考虑建筑防火设计，这是由于城市道路隧道自身的特点所决定的。城市道路隧道的特点主要包括几个方面：其一，车流量大。铁路隧道一般只有列车从中往来通行，而城市道路隧道中却并非只有一辆汽车通行，尤其是上下班高峰车流量非常大；其二，进出口较多。大部分铁路隧道都只有一个进口和一个出口，而城市道路隧道按照使用功能的需要，往往会设计多个进出口，以此来缩短车辆的绕行时间；其三，坡度大、埋深深。在一些国家中城市道路隧道的埋深深度已经达到50~100m左右，如此之大的埋深度，势必会导致隧道坡度较大。正是基于以上几个方面的特点，使城市道路隧道成为了一类十分特殊的构造物，这在一定程度上增大了火灾风险，一旦发生火灾控制难度也非常大，其所带来的危害性相当严重。

当城市道路隧道发生火灾时，火势与浓烟会受到隧道洞顶的限制无法向上蔓延，这就导致它们会沿着水平方向快速移动，同时因隧道内部氧气较为稀缺，这也在一定程度上加速了火势向水平方向蔓延的速度。据有关资料显示，在洞顶高5m的城市道路隧道中，起火后的火势长度最长可达20m左右，也就是说一旦发生火灾有可能导致多辆汽车连续起火的现象。目前，城市道路隧道的危险等级一般都是按照隧道的总长度进行划分的，这种划分方式存在一定的弊端，这是因为其未能充分考虑一些其它潜在的危险性因素，如危险品运输、车流量和车载量过大等等，这都是容易引发火灾的因素。虽然通过加强建设和运营管理能够降低隧道火灾发生的几率，但是，由于隧道内的不确定因素相对较多，管理只不过是治标却无法治本。想要真正达到治本的目的，就必须加强对城市道路隧道的建筑防火设计，这对于确保隧道和行车安全具有非常重要的现实意义。

2城市道路隧道防火设计方法

在对城市道路隧道进行防火设计时，除了应当充分考虑隧道本身的特殊性对防火设计的要求之外，还应考虑隧道各方面的使用性能，尽可能使防火设计不影响隧道的实际使用。现行的GB50016-2006（建筑防火设计规范）中对城市交通隧道的防火设计有着明确规定，下面本文结合规范规定对城市道路隧道的具体防火设计方法进行论述。

2.1结构防火设计

GB50016-2006中明确规定，一类城市交通隧道承重结构的耐火极限不得低于2h；二类则不得低于1.5h。隧道当中采用的建筑装饰材料处嵌缝材料外，全部应当选用不可燃材料。为了确保隧道发生火灾时隧道结构不被破坏，应加强结构耐火性的设计，具体方法有如下几种：

（1）在各方面条件允许的前提下，应对主干道隧道或是隧道当中较为重要的路段进行自动喷水灭火系统设计，同时也要适当增大通风排烟量，这有助于火灾的及时扑灭和控制火灾烟气蔓延。

（2）选择耐火等级较高的防火板作为隧道模板，并将之与相应的固定构件一并浇筑到高强混凝土上作为隧道的防火保护层，这种设计方法在欧洲一些国家中应用范围较广，并且防火效果也十分良好，值得借鉴参考。

（3）可将一些粘性较高的防火涂料直接喷刷在隧道内壁上，也可在施工过程中对现浇混凝土进行喷涂并去除固化物，这样能够有效地提高隧道结构的耐火等级。

2.2疏散通道的防火设计

按照相关试验结果显示，行人在隧道内的正常疏散速度约为1.5m/s，而火灾发生后在烟气的影响下，疏散速度会有所下降，仅能达到1m/s左右。同时正常人在疏散时所能承受的空气最高温度一般不超过80摄氏度，并且在这一温度条件下，最大耐受时间仅为15min左右。由此可知，在城市道路隧道防火设计中，对行人、车辆的疏散通道以及避难场所的设计要求较高。为此，GB50016-2006中对隧道安全疏散设计给出了明确规定，具体内容如下：车行横通道间隔及隧道通向车行疏散通道的入口间隔应以200~500m左右为宜；车行横通道及车行疏散通道的净宽度最低不得小于4m、净高不得小于4.5m；隧道与车行横通道及车行疏散通道之间的连通处，必须进行防火分隔设计；人行疏散通道应设置在双孔隧道中间，并沿着隧道长度直通隧道外，净宽不得小于2m、净高不得小于2.2m，隧道与之连通的位置也应设置防火分隔区。此外，单孔隧道应按照具体情况设置可与隧道外相通的疏散出口或独立的避难所。

2.3消防给水及灭火设施

对于总长度超过200m的城市道路隧道工程应当设计自动报警和自动灭火系统，同时还要设计机械防排烟设施和远程红外监控系统；中央控制室应当设置在交管中心、指挥调度中心当中，也可设置在距离隧道较近的110、119指挥中心；隧道内的手动报警按钮应当设置在距离地面1.5m处的位置上，每间隔4m左右设置一个；隧道当中的消火栓给水管管径最低不得小于100mm，并确保各个消火栓之间的距离在50m以内，出水量可根据隧道等级进行确定，在没有特殊要求的前提下，出水量可按照40L/s计；隧道总长度大于500m或是较为复杂且重要的隧道，应当设置水喷淋自动灭火装置，并以隧道纵向间隔50m左右为保护区进行逐段设置。

3结论

总而言之，随着我国城市的发展，交通量的增长已经成为必然，而想要进一步缓解地面交通压力，城市道路隧道无疑是最好的选择。但是我们在建设隧道的过程中，必须充分认识到火灾这一潜在的危险因素，并采取科学合理、切实可行的方法进行防火设计，只有这样才能使火灾风险降至最低，进而发挥出城市道路隧道的价值和作用。

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