?? 建筑學中把橫截面積超過30m2的地下人工建造的通道定義為隧道。自從1841年第一條泰晤士河隧道貫通以來, 在人類史中已修建了數(shù)以萬計的人行隧道、公路隧道、鐵路隧道、越江隧道、海底隧道, 這些隧道或是連接不同的兩個地區(qū), 或是勾通相鄰的兩個國家,是現(xiàn)代化交通建設中的不可缺少的樞紐。隨著社會的發(fā)展, 隧道的重要性逐步被人們所認識, 越來越多的國家和地區(qū)都將修建大量的隧道來發(fā)展自己的交通和經(jīng)濟, 而且建設的規(guī)模和技術水平也在逐步提高。
??? 隧道的出現(xiàn)也帶來了一種新的火災—— 隧道火災, 隧道火災的主要危害在于火災對隧道本身結構的損害和其引起的人員傷亡。1979年7月11日, 日本大坂隧道內(nèi)4 輛卡車與兩輛轎車連續(xù)相撞, 轎車油箱破裂起火, 致使隧道內(nèi)的174 輛汽車全部燒毀, 7人死亡2 人受傷, 隧道內(nèi)千余平方米的頂部崩落; 1996年CHANN EL 隧道火災中也發(fā)生了混凝土剝落的情況。

??? 1 隧道結構耐火性較差

??? 由于隧道結構造型和本身施工的要求,一般采用高強度混凝土(HSC)作為內(nèi)襯保護結構, 但這種結構有其自身的防火弱點, 美國國家標準與技術研究院(NIST)在對這種材料的防火性能研究時發(fā)現(xiàn): 在隧道內(nèi)部溫度為450 ℃到600 ℃時HSC 的強度將會下降40%～75% ,導致混凝土因失水等原因而發(fā)生大面積爆炸性的剝落,其內(nèi)部的加強鋼筋立即暴露在500 ℃～600℃的高溫下, 根據(jù)燃燒學理論, 鋼材在500℃時只要0.25h其強度就會減少一半。
??? 近年來, 國際上分別在實際隧道、廢棄隧道和實驗室條件下進行了大量的火災研究, 取得了不同火災類型的火災升溫時間/溫度曲線(見圖1)。其中, ①、②曲線是在開放環(huán)境下普通可燃物和碳氫化合物燃燒的特征曲線; ③曲線即RABT 曲線表現(xiàn)了較封閉環(huán)境內(nèi)一輛汽車燃燒時的特征: 燃燒初期升溫迅速, 而待其燃燒完畢后, 溫度回降; ④曲線即RWS曲線是火災最不利的情況, 即大量碳氫化合物(如油罐車) 在較封閉的環(huán)境中燃燒, 在極短時間內(nèi)升溫1200 ℃以上, 1 h 后升溫至1350 ℃。

??? 從圖1中火災升溫曲線可以看出, 隧道火災持續(xù)3min后, 隧道上方頂部的溫度可達1000℃左右, 這個溫度足以對隧道的結構造成破壞。為了在火災時維護隧道的結構不被損害, 不至于造成人員恐慌甚至大量傷亡, 為消防救援、滅火提供必要的時間, 應該對隧道結構的耐火性提出一定的要求。筆者認為隧道結構要有一定的耐火極限, 此極限時間的規(guī)定應考慮到以下因素:
??? (1) 人員在隧道火災發(fā)生時的逃生時間, 消防人員到場開展救助時間;
??? (2) 隧道內(nèi)部風機及其管道在火災中進行通風排煙的正常運行時間;
??? (3) 保護與隧道內(nèi)部相貼鄰的電纜間、管道井、風井等結構不受火災危害的時間。