地鐵作為大運量的城市軌道交通工具，在世界主要發(fā)達國家及地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。我國的北京、上海、廣州、天津、深圳、南京、武漢、重慶、長春等城市的地鐵已在運營和建設(shè)中，對城市的公共交通起到了重要作用。
地鐵運營安全是非常突出的問題。在地鐵各類事故中，危害最大的主要是地鐵站臺和地鐵隧道內(nèi)燃燒、煙氣、毒害物質(zhì)的擴散所造成的人員傷亡，而隧道火災(zāi)（列車停留）乘客疏散是地鐵各類事故救援的難點。因為在地鐵區(qū)間隧道內(nèi)，空間相對封閉、疏散條件差，若一旦發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生的熱煙氣較難控制排除，且火災(zāi)不易撲救，容易造成較大的傷亡事故。在目前國內(nèi)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程和規(guī)范中，尚未對地鐵隧道發(fā)生火災(zāi)時乘客疏散方式有較明確的規(guī)定，而國內(nèi)不同城市地鐵所采用的疏散方案不完全一致。所以，有必要對地鐵隧道內(nèi)火災(zāi)發(fā)生情況進行分析。本文以地鐵隧道火災(zāi)（列車停留）為對象，根據(jù)有關(guān)專家對地鐵隧道火災(zāi)、煙氣擴散與疏散的數(shù)值模擬分析結(jié)果，提出解決地鐵隧道火災(zāi)救援的思路和建議。
一、 地鐵隧道火災(zāi)的特殊性分析
地鐵隧道火災(zāi)與地面建筑相比有其特殊性：地鐵系統(tǒng)與外界的聯(lián)系主要為出入口，人員密集，排除熱量困難，因此比地面建筑火災(zāi)具有更大的危險性，一旦發(fā)生火災(zāi)，損失往往十分嚴重。主要表現(xiàn)在：
一是地鐵里面客流量大，人員集中，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易造成群死群傷。
二是地鐵列車的車座、頂棚及其它裝飾材料一旦發(fā)生火災(zāi)，容易造成火勢蔓延擴大；有些材料燃燒時還會產(chǎn)生毒性氣體，加上地下供氧不足，燃燒不完全，煙霧濃，發(fā)煙量大；同時地鐵的出入口少，大量煙霧只能從一兩個洞口向外涌，與地面空氣對流速度慢，地下洞口的“吸風”效應(yīng)使向外擴散的部分煙霧又被洞口卷吸回來，容易令人窒息。
三是隧道內(nèi)設(shè)備或列車起火后，隧道內(nèi)的電源可能會因燒損而被自動切斷，隧道風機系統(tǒng)失效，失去通風排煙作用。大量有毒煙霧和黑暗給疏散及救援工作造成困難。
四是列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時，乘客在隧道中的逃生方向和煙氣的擴散方向均由下往上，隧道口即是乘客的逃生出入口，可能也是噴煙口，含有大量毒害物質(zhì)的黑熱濃煙會令人窒息死亡。
二、 地鐵隧道火災(zāi)、煙氣擴散分析
國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局安全科學技術(shù)研究中心在對廣州地鐵四號線工程進行安全預(yù)評價時，采用計算流體力學、計算燃燒學和傳熱傳質(zhì)學等方法，對地鐵列車停靠站臺期間、停留隧道期間和在隧道內(nèi)運行期間的燃燒、煙氣擴散的影響進行了深入的數(shù)值模擬研究，探討了不同的燃燒條件下的溫度分布、煙氣作用范圍、輻射分布規(guī)律。結(jié)論是：列車在隧道內(nèi)停留時發(fā)生的火災(zāi)和煙氣擴散與列車在?？空九_時的情況類似。但是，當火災(zāi)發(fā)生900s后，隧道內(nèi)2m以下空間的煙氣平均溫度已達80℃，1000s左右接近100℃，煙氣溫度已對乘客構(gòu)成威脅。當火災(zāi)發(fā)生610s左右時，隧道內(nèi)2m以下空間的煙氣平均CO濃度已達0.025%，煙氣濃度對乘客構(gòu)成傷害。因此，乘客可利用的疏散時間為610s。
而當列車在隧道中運行時，車廂內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)和煙氣擴散，在隧道內(nèi)氣流的作用下，從起火車廂處產(chǎn)生的高溫氣體被氣流攜帶向下游車廂蔓延，而煙氣也隨之向起火車廂的下游車廂蔓延。在這一高溫氣體和煙氣傳播規(guī)律的支配下，位于起火車廂后部的車廂內(nèi)乘客應(yīng)采取灼傷和煙氣毒害的應(yīng)對措施。而在起火車廂內(nèi)除應(yīng)采取高溫灼傷和煙氣毒害的應(yīng)對措施外，還應(yīng)采取防范缺氧導(dǎo)致乘客傷亡的應(yīng)對措施。
三、 地鐵隧道火災(zāi)的疏散時間分析
假設(shè)一輛滿載乘客（4節(jié)編組，1203人）的列車運行到3km長的隧道中央處，按區(qū)間隧道同一時間一條線只有一節(jié)B型車廂突然發(fā)生火災(zāi)事故。
（一）列車著火，駛向前方車站?？亢蟮氖枭r間
當列車著火，繼續(xù)行駛到前方車站?？渴枭⒊丝停蠹s需要行駛60s就能到達站臺。若不考慮煙氣濃度和煙氣溫度對乘客疏散行為的影響，1203人從12個1.4m寬的車廂側(cè)門疏散到站臺，經(jīng)測算得出最后一個從車廂出來的人員的疏散時間為95.7s。根據(jù)火災(zāi)模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在60～70s，煙氣濃度和溫度就會對人造成傷害。因此，列車在隧道內(nèi)著火且向前方車站行駛而后進行疏散的方法，仍然存在著危險。
?。ǘ?隧道內(nèi)就地疏散的分析
由于各種原因，列車著火后必須在隧道內(nèi)就地進行疏散時，隧道內(nèi)的溫度和煙氣濃度均小于臨界危險條件。乘客離開事故列車的方法有兩種，即通過列車側(cè)門到隧道側(cè)向疏散平臺或通過列車端頭門下車。
如果通過與列車側(cè)門腳踏板平行的隧道側(cè)向疏散平臺進行疏散，則乘客在隧道中可以利用的疏散時間與疏散平臺的乘客通過量有關(guān)。人在隧道內(nèi)的正常疏散速度為1.5m/s，但在有煙氣的情況下可能只有1m/s。乘客從起火車廂（列車中部）撤離至隧道平臺再步行到隧道出口（一般是前方車站站臺），所需的時間約30分鐘?；究梢哉J為，乘客在隧道中可以利用的疏散時間（610s）很有限。
如果通過列車端頭門下車（在隧道側(cè)壁沒有疏散平臺的情況下），乘客在隧道中幾乎沒有可以利用的疏散時間。因為乘客只能從列車的兩端頭門疏散。就疏散門通道的面積來講，遠小于車站站臺，而且在隧道中行動不方便，從車廂疏散到隧道的時間大大超過隧道內(nèi)可利用的疏散時間，對疏散過程造成困難。
四、 解決地鐵隧道火災(zāi)疏散的思路
通過上述分析可以看到，列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)并停留，其危害性最大，可造成群死群傷的特大事故，是隧道內(nèi)火災(zāi)疏散和救援的重點。所以，目前現(xiàn)行的各國規(guī)程、規(guī)范中均特別強調(diào)：若列車在運行過程中出現(xiàn)事故或火災(zāi)時，應(yīng)盡可能將列車駛?cè)肭胺杰囌?，在前方車站疏散乘客，利用前方車站的消防設(shè)施滅火和排煙。
若由于各種原因，列車著火后必須在隧道內(nèi)就地進行疏散時，則要采取下列措施予以救援：
?。ㄒ唬?隧道火災(zāi)排煙模式的原則
若列車因爆炸、火災(zāi)而被迫停在區(qū)間隧道時，通風排煙及乘客疏散的基本原則為：
1．應(yīng)立即啟動環(huán)控風機進行通風、排煙、降溫。
2．列車上人員僅需單方向疏散時，應(yīng)向與人員撤離方向的相反方向送風，同時另一端排煙，引導(dǎo)人員逆風撤離。
3．列車前部或后部發(fā)生火災(zāi)，且列車上人員需往列車頭尾兩端分別雙方向疏散時，應(yīng)向與多數(shù)人員撤離的方向相反的方向送風，同時另一端排煙，誘導(dǎo)多數(shù)人能逆風撤離。
4．列車中部發(fā)生火災(zāi)，且人員需往列車頭尾兩端分別雙方向疏散時，離列車近的車站應(yīng)排煙，而離列車遠的車站則應(yīng)同時送風；而當列車此時恰好位于區(qū)間隧道中間時，應(yīng)往列車的行車方向進行送風、另一端同時排煙。
5．無法判斷列車上火災(zāi)位置時，按列車中部火災(zāi)模式組織疏散和采取環(huán)控模式。
（二）利用疏散平臺和聯(lián)絡(luò)通道進行疏散
目前，多數(shù)地鐵隧道均設(shè)置了隧道側(cè)向疏散平臺，是乘客遇到火災(zāi)的情況下逃生的通道，是較為成熟的區(qū)間隧道消防方式。疏散平臺的寬度不小于600mm，并設(shè)置了扶手，以便在最不利的火災(zāi)情況下，能保證乘客較快離開著火車廂，安全疏散。
在長區(qū)間隧道中，每隔500m距離設(shè)置了聯(lián)絡(luò)通道，與疏散平臺配套使用，高度與疏散平臺相當。所以，列車在隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)而必須就地疏散時，應(yīng)充分利用兩條隧道之間的聯(lián)絡(luò)通道進行疏散，以便延長乘客在隧道中可以利用的疏散時間。
?。ㄈ┰诘罔F列車上應(yīng)用細水霧滅火技術(shù)
在對地鐵隧道火災(zāi)、煙氣擴散的分析中可以看到，列車在隧道內(nèi)著火，增加了消防救援的難度，也增加了乘客疏散的難度。雖然火災(zāi)發(fā)生后隧道風機立即啟動，并按隧道火災(zāi)排煙模式進行排煙，但是在隧道內(nèi)氣流的作用下，從起火車廂處產(chǎn)生的高溫氣體被氣流攜帶向起火車廂的下游車廂蔓延，而煙氣也隨之蔓延。這時，沿順風方向疏散的乘客可能會受濃煙傷害。這些都是不能忽視的危險因素，必須采取應(yīng)對措施。
筆者認為，在地鐵列車上應(yīng)用細水霧滅火系統(tǒng)技術(shù)，可解決車廂火災(zāi)蔓延和煙氣擴散的問題，從而在火災(zāi)中起到降煙、控火的作用，延長乘客可利用的疏散時間，減少事故損失，或直至達到滅火作用。
有關(guān)技術(shù)資料表明，細水霧滅火系統(tǒng)具有持續(xù)控火、冷卻、消煙、除塵直至窒息滅火的特點，另外還具有安全、環(huán)保等特性，可用于A、B類和電氣類各類火災(zāi)，因此，細水霧滅火系統(tǒng)受到各個國家的重視。例如，西班牙馬德里地鐵從1996年開始，先后在6～10號線的75個列車上采用了瓶組式高壓細水霧自動滅火系統(tǒng)，噴頭按4m間距設(shè)計，系統(tǒng)按10分鐘噴水時間設(shè)計。系統(tǒng)的保護對象是列車車廂內(nèi)的各種可燃物，采用以控火為主的全淹沒滅火原理，其結(jié)果是要達到降煙、降溫、控火的目的。
