Опасность пожаров в автодорожных тоннелях (Аварии)

ОАО РЖД

СГУПС

 

Кафедра «Тоннели и метрополитены»

 

 

 

 

 

 

 

ОПАСНОСТЬ ПОЖАРОВ В АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЯХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст.гр. МТ-513

Фризен А.Р.

Проверил: Полянкин Г.Н.

 

 

 

Новосибирск 2004

 

 

 

Введение

 

   НПКЦ "Интерсигнал" разрабатывал системы противопожарной защиты на уникальные объекты: торговый комплекс "Охотный ряд" на Манежной площади, подземные сооружения космодрома Байконур, Московскую моно- 
релъсовую транспортную систему, автодорожные тоннели 3-го транспортного кольца.

    Сегодня в мире ревизуются сотни проектов крупных подземных сооружений. Годовые капиталовложения в это строительство достигают десятков миллиардов долларов США.

    Во всем мире идет интенсивное проектирование, строительство транспортных систем, включающих в себя целый комплекс сложнейших инженерных сооружений, - тоннелей, многоярусных эстакад с закрытыми эксплуатирующимися подэстакадными пространствами (многофункциональными помещениями, гаражами-стоянками и т. д.).

     В настоящее время в Москве заканчивается проектирование и строительство важнейшей транспортной магистрали - 3-го транспортного кольца. В его состав входят Хорошевский, Кутузовский, Гагаринскнй и комплекс Лефортовских тоннелей глубокого и мелкого заложения, эстакады, автомобильные развязки и другие инженерные сооружения.

     В наши дни не существует абсолютно безопасных способов строительства, эксплуатации, методов и средств прогнозирования возможной чрезвычайной ситуации (ЧС), определяемой как внешне неожиданная, внезапно возникшая обстановка, характеризующаяся неопределенностью и сложностью принятия решений, остроконфликтностью и стрессовыми состояниями населения, социально-экологическим и экономическим ущербом, прежде всего, человеческими жертвами и, вследствие этого, необходимостью значительных людских, материальных и временных затрат на проведение эвакуационно-спасательных работ и ликвидацию катастрофических последствий.

    ЧС и пожары даже на наземных автомобильных магистралях приводят к трагическим последствиям.

     При дорожно-транспортном происшествии троллейбуса и бензовоза на Дмитровском шоссе была повреждена емкость бензовоза, и разлившийся бензин воспламенился от электроискры троллейбуса. В огне погибли 37 пассажиров троллейбуса. При взрыве баллона бытового газа на автостоянке в районе Измайлово погибли 18 человек

     Тоннели, являясь замкнутыми пространствами большой протяженности и различной глубины залегания, более опасны с точки зрения возникновения и развития ЧС. чем наземные автотранспортные магистрали.

     Повышенная опасность возникновения ЧС в подземном сооружении обусловлена следующими факторами: быстрым распространением ЧС на значительную часть сооружения, приводящим к гибели людей и огромному материальному ущербу; значительным ростом температуры в объеме тоннеля (1300-1500 ⁰C); опасностью, которую представляет для жизни людей блокирование путей эвакуации продуктами горения (дым), скорость распространения которых достигает 50-100 м/мин; заполнением токсичными продуктами горения прилегающих наземных территорий, зданий и микрорайонов при выбросе дыма из подземного пространства; повреждением конструкций сооружения, их обрушением; прекращением эксплуатации транспортной магистрали: необходимости проведения ремонтно-восстановительных работ, являющихся трудноосуществимыми, крайне дорогостоящими и длительными.

    Многочисленные ЧС, имевшие место во многих странах мира, дают основание характеризовать подземные сооружения как "зоны повышенного риска" доя людей, находящихся под землей в узком замкнутом пространстве и зачастую неподготовленных к действиям по своему спасению.

    25 марта 1999 г. в тоннеле под Монбланом в результате пожара погибли 39 человек, огнем уничтожено инженерное оборудование, более 30 автомобилей, на большой площади произошло обрушение конструкций тоннеля.

     11 ноября 2000 г. в фуникулерном тоннеле Капрон (Австрийские Альпы) произошел пожар, унесший жизни 155 человек. Данный тоннель до настоящего времени не введен в эксплуатацию.

     28 мая 2001 г. на подъезде к автодорожному тоннелю Фрсжю между Италией я Францией, протяженность которого составляет 13 км, загорелся грузовой автомобиль. В результате отравления продуктами горения 14 человек были отправлены в больницу.

      24 октября 2001 г. в 17-ти километровом тоннеле Сен-Го-тард в Швейцарских Альпах столкнулись два легковых автомобиля, ехавшие навстречу друг другу. В результате лобового столкновения оба автомобиля загорелись, а один из них врезался в стену и взорвался. После этого часть свода тоннеля обрушилась, перекрыв движение.

     Самая крупная катастрофа (289 человек погибли и более 500 получили травмы), связанная с пожаром, произошла в Бакинском метрополитене в октябре 1995 г. Причиной пожара стало короткое замыкание электродвигателя. В результате горения синтетических покрытий сидений вагонов и линолеума произошло отравление людей токсичными продуктами горения.

  Для возникновения и развитая пожара в тоннеле необходимы следующие условия:

• наличие горючего материала:
• наличие источников зажигания;

- наличие  кислорода или окислителя.

Ориентировочное количество горючих веществ и  материалов а объеме тоннеля (данные приведены без учета автомобилей, работающих на газе)

Горючие материалы	Количество в	Количество  на	Количество  на
	1 автомобиле	1 полосу  движения	3 полосы  движения
Бензин (ЛВЖ), л	40	13 600	40 800
Смазочные материалы (ГЖ), л	10	3400	10 200
Резинотехнические материалы, кг	60	20400	61200
Пластмассы, кг	20	6 800	20400
Синтетические материалы, кг	40	13 600	40800

 

     Проанализируем нахождение указанных факторов в объеме 2-км трехполосного тоннеля при прекращении движения, заторах и пробках на выезде из тоннеля (принимается движение только легковых автомобилей длиной 6 м).

 

Горючие материалы

    В итоге, в тоннеле может находиться 51 т. ЛВЖ и 122,4 т. горючих веществ и материалов (при смешанном движении некоторые параметры могут увеличиваться).

    Фактически тоннель становится огромным подземным складом легковоспламеняющейся жидкости, горючих веществ и материалов, а каждый автомобиль, оказавшийся в опасной зоне, - это бомба с зажигательной смесью, готовая воспламениться или взорваться в любой момент.

Источники зажигания

     Объектом ЧС в автодорожном тоннеле, в первую очередь, являются сами транспортные средства: легковые и грузовые автомобили, автопоезда, автоцистерны, автобусы, мотоциклы.

     В автомобиле конструктивно объединяются элементы и системы, режимы эксплуатации которых могут быть опасны с точки зрения возникновении загораний и пожаров. Достаточно мощная система электроснабжения. разветвленная электрическая сеть, наличие развитых топливных магистралей, нагрев деталей двигателя и его систем могут привести к возникновению локальных или протяженных источников аномально высокой тепловой радиации. Радиационный или кондуктивный перенос тепла в зоны нахождения горючих материалов или топлива повышает их температуру и при определенном ее критическом значении может привести к воспламенению и развитию пожара.

К источникам зажигания в автомобиле и сооружении относятся: короткие замыкания в системе электрооборудования автомобиля, перегрев тормозных колодок и воспламенение резинотехнических изделий (автокамер, автопокрышек, резиновых шлангов и т. д.), негерметичность в топливной системе автомобиля и, как следствие, утечка и попадание ЛВЖ или ГЖ на высоконагретые элементы двигателя (его блок, коллектор выхлопных газов, выхлопную трубу и т. д.), воспламенение и взрывы топливных баков автомобилей при ДТП, нарушение правил безопасной эксплуатации энергоснабжения инженерных систем сооружения и др.

Окислители

21% от  объема тоннеля составляет окислитель - кислород.

Возможно  также нахождение других окислителей в транспортируемых в тоннеле грузах.

Температурные режимы

    При вероятном возникновении пожара температура горения легковоспламеняю-                                щейся жидкости, пластмасс и других материалов может достигать 1100-1300 ⁰С в течение длительного времени - 2-3 суток. 

     Фактически через 3-5 мин, после начала пожара ситуация для людей в объеме тоннеля становится критической.

     При таких температурных режимах доступ аварийно-спасательных служб в объемы сооружений для ликвидации ЧС практически не представляется возможным.

Даже  исключив наличие общественного транспорта (автобусов, маршрутных такси и т. п.) и приняв количество пассажиров в автомобилях равным 2 чел., - из объема тоннеля при возникновении ЧС необходимо эвакуировать более 2 тыс. человек, на которых оказывают воздействие опасные факторы пожара.

Опасные факторы для людей при ЧС в  подземных сооружениях

   При ЧС на людей могут воздействовать следующие опасные факторы: повышенная температура окружающей среды, токсичные газовоздушные смеси, пониженная концентрация кислорода, комбинированное воздействие опасных факторов, дым.

Токсичные газовоздушные смеси

      Выделяющиеся при пожарах, авариях и других ЧС токсичные газовоздушные смеси (ТГВС) содержат до 50-70 видов химических соединений, оказывающих отравляющее влияние на человека.

       Профессор В. А. Покровский и другие исследователи установили, что при комбинированном воздействии на человека температуры и токсичных газов, их влияние усиливается с нарастанием температуры. Токсичность окиси углерода увеличивается при наличии дыма и повышения влажности среды, то есть возникает синергический эффект - совместное воздействие факторов, превосходящее сумму отдельных воздействий тех же факторов.

       Дым оказывает физиологическое и психологическое воздействие на человека, раздражающее воздействие на глаза и верхние дыхательные пути. Это вызывает страх, неуверенность и панику. При воздействии дыма у людей снижается острота зрения.

       Психологическое воздействие дыма заключается в том, что люди отказываются вступить в атмосферу видимого дыма.

      В результате пожара транспортные средства, металлические конструкции, инженерное оборудование сооружения превращаются в груду искореженного температурой металла. Строительные конструкции обделки тоннеля (металл, железобетон и др.) разрушаются, теряют свою несущую способность, что приводит к их обрушению. Это особенно опасно, когда автодорожные тоннели проходят в мегаполисах под существующими строениями. Обрушение конструкций может привести к огромным провалам на поверхности со всеми вытекающими последствиями, приводящими к парализации функционирования транспортной системы не только микрорайонов, но и мегаполиса в целом.

       Обеспечение нормального функционирования подземных автодорожных тоннелей в крупных мегаполисах является стратегической задачей.

 

Пожар в тоннеле по дороге на Версаль (в окрестностях Парижа).

     6 марта 2002 г. девятнадцать рабочих были спасены после того, как провели 6 часов, словно в ловушке, в горящем тоннеле, сооружающемся в окрестностях Парижа (по автодороге на Версаль). Один пожарник серьезно пострадал в борьбе с огнем, который вспыхнул поздно вечером во вторник. Его потушили в среду перед рассветом. Пожар случился именно в тот день, когда Франция дала согласие на повторное открытие альпийского тоннеля Монблан, который был закрыт с момента пожара в 1999 г., когда погибли 39 человек. Пожар в тоннеле возник в результате взрыва двигателя автопоезда, транспортировавшего строительные материалы к забою.  Рабочие, находившиеся в тоннеле, спаслись, укрывшись в кессоне. 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

      Давыдкин Н.Ф. Опасность пожаром в автодорожных тоннеля // Метро и тоннели. 2002. № 3. С. 32-33.