地铁火灾事故特点及防火安全工程

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摘要：当前地铁在城市当中的普及使得相关人员对地铁建筑的安全性关注度不断提高，对于在城市中生活的群体而言，地铁是人们日常出行的关键交通工具之一，乘坐地铁出行，可以避免开车拥挤，也可以为城市节能减排可持续发展战略做出一定的贡献。可以说，地铁的出现，在很大程度上优化了人们日常生活环境。因此，本文开展了地铁火灾事故的特点与防火安全工程建设的研究。

关键词：地铁；火灾；事故；特点；防火；安全工程

０引言

随着地铁在城市内的普及化，越来越多的乘客开始关注地铁建筑的安全性问题。尤其需要注意的是地铁建筑中的火灾类事故，大部分地铁建筑的内部结构是十分复杂的，在早晚高峰时期，地铁内客流量是相对大的，一旦在此时发生火灾事故，很可能出现人员伤亡事故，后果不堪设想，也会对地铁交通行业的发展造成严重的负面影响［１］。因此，应在地铁建设的初期，做好防火安全工程的建设，并根据工程建设的特点，优化地铁内部结构，优选高性能的材料作为地铁建筑安全材料。

１地铁火灾事故的特点

１．１疏散难度大

对地铁中发生火灾事故时的特点进行分析，综合地铁建设方反馈结果，从火灾事故的疏散角度，进行火灾事故特点的分析，具体内容见表１。

１．２灭火救灾困难

当地铁中出现火灾事故时，救援人员或消防人员需要进入地铁内部，但地铁内部结构较为复杂，部分行人通道或疏散通道的宽度较窄，而火灾在此种环境中的蔓延速度较快，当突发大型火灾事故时，通道将被火灾浓烟覆盖，此时救援或逃生通道的能见度较低，环境温度较高，即便救援人员身穿安全防护设备，但仍无法避免自身安全受到威胁［２］。当遇到高温高热环境时，地铁的承重结构（混凝土墙体）会在受到外界环境干扰与影响的条件下发生崩塌，此时地铁内部将出现结构坍塌的风险。根据消防安全单位的实测调查可知，当混凝土结构所处的环境温度＞３００℃时，结构强度将呈现降低的趋势，当混凝土结构所处的环境温度＞４００℃时，结构强度将呈现急剧降低的趋势，当混凝土结构所处的环境温度＞６００℃时，结构表面将出现裂纹，当混凝土结构所处的环境温度＞８００℃时，结构将出现开裂或坍塌等风险与事故［３］。因此，可以认为当地铁建筑中发生火灾事故时，救援与灭火工作的实施是较为困难的。

２防火安全工程建设

２．１地铁总平面防火安全布局设计

在对防火安全工程进行设计前，首先需要明确地铁内部主线的结构组成，并根据其结构特点，对总平面防火安全布局进图１中，Ａ～Ｅ分别表示为：终点站、中间站、区域站、换乘站、枢纽站。结合图１所示的地铁主线路结构，首先针对其出入口、消防出入口以及风亭等附属类的建筑设施布设位置进行设计，确保地铁内部出入段、敞口段以及周围建筑物之间的防火距离符合建筑防火中的相关规定［５］。同时，对于地铁与加油站、加气站之间的防火距离应当符合汽车加油站、加气站的设计和施工规范设定。具体而言，针对进、排的高峰亭的风口之间的间隔进行设计，应当将排风口以及活塞风口设置在整个地铁建筑结构的进风口之上；针对进风口、排风口之间的最小间距，应当控制在不小于５ｍ的范围内，并且各个通风口结构不得同时开设在相同的方向上［６］。针对地铁内部安全疏散通道的设置，由于在地铁内部结构当中存在无法投射的区域，因此不能够直接为其设置独立的出入口。针对这一问题，在发生火灾事故时，地铁内部人员无法实现直接疏散，只能够通过设置交通联系廊的方式，构建一个专用于火灾事故疏散的安全通道。同时，将更改通道口设置在下沉的广场安全区当中，以此确保地铁内部特殊区域内人员的合理疏散。根据上述论述，实现对地铁总平面防火安全布局的设计。

２．２地铁防火防烟分隔安全区设计

在地铁内部每一个站台、站厅等公共区域内，都需要划分一个防火、防烟分区。同时，在地铁内部设备管理区域以及站厅公共区域内也应当设置不同的防火、防烟分区，并且确保每个防火、防烟分区的最大面积不超过１５００ｍ２。针对地铁内部不同车站排列方式，对其防火、防烟分区进行设计。首先，针对采用上、下重叠平行侧方式设置站台的车站防火、防烟分区进行设计。针对这一结构类型的车站，在下层站台内设置一个能够穿越整个上层站台的楼梯、扶梯，并在上层扶梯的开口位置上设置一个防火、防烟分区（耐火极限为２．０ｈ，全封）；在上层站台和下层站台之间设置一个相互连接的扶梯结构，并在下层站台扶梯开口处设置一个防火、防烟分区，并在扶梯洞口位置上设置一个防火卷帘装置。图２为上、下重叠平行侧方式设置站台的车站防火、防烟分区设置示意图。其次，针对多条线路在相同层结构中的车站防火、防烟分区进行设计。在这种类型的车站与车站之间采用垂直方向上的防火墙结构（耐火极限为２．０ｈ）的分隔方式，并结合实际情况，针对延伸的站台可将其长度扩建到１０ｍ及以上。图３为这种车站类型的防火、防烟分区平面设计图。再次，针对站台与站台之间为点式换乘车站的通道防火、防烟分区进行设置。选择在下层站台的开口位置上增设防火、防烟分区，并同样在通道口位置上设置防火卷帘装置。当站厅层位于站台层底部时，则需要将防火、防烟分区设置在站台楼梯、扶梯开口位置上，并在电梯洞口位置上设置防火卷帘装置。这种形式是最少见的一种地铁内部结构，通常会在出入口位置上设置通道避让深埋管线。最后，针对站台与站台之间存在设备层的结构类型防火、防烟分区进行设计。可直接采用设置防火墙的方式建立防火、防烟分区，并选用耐火极限不小于２．５ｈ的防火墙。根据上述论述，针对不同的地铁站台类型，对其防火、防烟分隔安全区进行设计。

２．３防火封堵材料应用

在完成对地铁防火防烟分隔安全区设计后，还需要在具体建设过程中对防火封堵材料进行选择。为了满足地铁防火安全需要，可选用泡沫型防火堵料或阻火模块等材料，前者通常为液体状态，在使用时可直接将其浇注在开口位置上，其中含有的物料成分会立即发泡并膨胀，根据实际开口形状固化成为固体，并与开口位置紧密结合，从而实现理想封堵效果。当地铁中发生火灾事故时，将该材料喷洒在建筑结构的开口位置上能够通过其泡沫体的受热膨胀特性防止火灾的进一步蔓延。尤其是针对地铁设备层当中的各类电缆以及贯穿于整个建筑物的结构，通过该材料的应用可以实现对地铁电缆的快速阻火隔断。通常情况下，地铁安全工程中的阻火单元在设计中需要以无机材料作为支撑，为了进一步实现对材料性能的优化，需要在设计材料中增加膨胀助燃试剂，使用专用的模具，对材料进行压缩，将此类材料代替地铁工程建设中的其他材料，可以有效地提高地铁建筑施工材料的综合能力。同时，此类材料在实际应用中具有耐腐蚀、耐热、使用寿命长等优势，由于其中不含有卤族元素，因此，一旦材料遇到着火点出现燃烧现象，也不会在环境中挥发有毒有害的气体。在实际施工过程中，防火封堵施工任务通常会被分配到不同的施工单位，进而造成防火封堵的施工标准出现差异，并且在材质的选择上也存在不同。因此，针对这一问题，需要在各个施工单位明确统一标准的基础上，才能够开展防火封堵材料的应用与施工，从而确保达到理想的防火封堵效果。根据上述论述，在实际地铁防火安全工程建设中应当积极采取上述提到的两种防火封堵材料，以此进一步提高地铁整体的安全性。

３安全系数计算分析

选择安全系数作为评价建设的防火安全工程可靠性的指标，其中地铁防火工程的安全系数计算公式如下：Ａ＝ａ×ｂ×ｃ×ｄ（１）式中：Ａ为地铁工程安全系数；ａ为地铁总平面防火安全布局合理性；ｂ为地铁防火防烟分隔区域安全性；ｃ为封堵材料防火性能；ｄ为安全疏散标识位置显著性。上述计算公式中的五个参数取值都在０～１，Ａ＝１代表安全系数较高，Ａ＝０代表安全系数较低。ａ＝１代表地铁总平面防火安全布局合理，ａ＝０代表防火安全布局不合理。ｂ＝１代表防火防烟分隔区域安全，ｂ＝０代表防火防烟分隔区域不安全。ｃ＝１代表材料防火性能较优，ｃ＝０代表材料防火性能较差。ｄ＝１代表安全疏散标识位置明显，可起到辅助疏散的作用，ｄ＝０代表安全疏散标识位置不明显，无法在火灾事故中起到辅助人员安全疏散的作用。按照上述计算公式，对本文建设的地铁防火安全工程与传统方法建设的安全防火工程进行评价，评价结果见下：安全分区Ⅰ中，本文方法建设工程的安全系数为０．９９，传统方法建设工程的安全系数为０．５４。安全分区Ⅱ中，本文方法建设工程的安全系数为０．９８，传统方法建设工程的安全系数为０．５１。安全分区Ⅲ中，本文方法建设工程的安全系数为０．９７，传统方法建设工程的安全系数为０．７５。安全分区Ⅳ中，本文方法建设工程的安全系数为０．９８，传统方法建设工程的安全系数为０．６９。安全分区Ⅴ中，本文方法建设工程的安全系数为０．９７，传统方法建设工程的安全系数为０．７１。根据上述安全系数结果可以看出，本文方法建设工程的安全系数趋近于１．０，即按照本文提出的方法进行地铁安全工程设计，可以提高地铁建筑在投入使用后的安全系数，为乘客乘坐地铁提供安全保障。

４结束语

保障地铁乘客人身安全是发展我国地铁交通行业的关键，任何一个城市的发展都离不开地铁交通的支持，因此本文根据地铁建筑发生火灾事故时的特点，进行了地铁防火安全工程的开发与建设。将对比实验作为依托，证明了本文方法建设工程的安全系数趋近于１．０，大于传统方法建设工程的安全系数。因此，可在后续的工作中，将地铁建筑建设与开发的重点置于安全层面，以优化我国地铁交通发展的环境。

作者:李冬冬 单位:中国水利水电第七工程局有限公司h