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摘要：當(dāng)前地鐵在城市當(dāng)中的普及使得相關(guān)人員對(duì)地鐵建筑的安全性關(guān)注度不斷提高，對(duì)于在城市中生活的群體而言，地鐵是人們?nèi)粘３鲂械年P(guān)鍵交通工具之一，乘坐地鐵出行，可以避免開車擁擠，也可以為城市節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做出一定的貢獻(xiàn)。可以說(shuō)，地鐵的出現(xiàn)，在很大程度上優(yōu)化了人們?nèi)粘Ｉ瞽h(huán)境。因此，本文開展了地鐵火災(zāi)事故的特點(diǎn)與防火安全工程建設(shè)的研究。

關(guān)鍵詞：地鐵；火災(zāi)；事故；特點(diǎn)；防火；安全工程

０引言

隨著地鐵在城市內(nèi)的普及化，越來(lái)越多的乘客開始關(guān)注地鐵建筑的安全性問(wèn)題。尤其需要注意的是地鐵建筑中的火災(zāi)類事故，大部分地鐵建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜的，在早晚高峰時(shí)期，地鐵內(nèi)客流量是相對(duì)大的，一旦在此時(shí)發(fā)生火災(zāi)事故，很可能出現(xiàn)人員傷亡事故，后果不堪設(shè)想，也會(huì)對(duì)地鐵交通行業(yè)的發(fā)展造成嚴(yán)重的負(fù)面影響［１］。因此，應(yīng)在地鐵建設(shè)的初期，做好防火安全工程的建設(shè)，并根據(jù)工程建設(shè)的特點(diǎn)，優(yōu)化地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)，優(yōu)選高性能的材料作為地鐵建筑安全材料。

１地鐵火災(zāi)事故的特點(diǎn)

１．１疏散難度大

對(duì)地鐵中發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，綜合地鐵建設(shè)方反饋結(jié)果，從火災(zāi)事故的疏散角度，進(jìn)行火災(zāi)事故特點(diǎn)的分析，具體內(nèi)容見表１。

１．２滅火救災(zāi)困難

當(dāng)?shù)罔F中出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)，救援人員或消防人員需要進(jìn)入地鐵內(nèi)部，但地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部分行人通道或疏散通道的寬度較窄，而火災(zāi)在此種環(huán)境中的蔓延速度較快，當(dāng)突發(fā)大型火災(zāi)事故時(shí)，通道將被火災(zāi)濃煙覆蓋，此時(shí)救援或逃生通道的能見度較低，環(huán)境溫度較高，即便救援人員身穿安全防護(hù)設(shè)備，但仍無(wú)法避免自身安全受到威脅［２］。當(dāng)遇到高溫高熱環(huán)境時(shí)，地鐵的承重結(jié)構(gòu)（混凝土墻體）會(huì)在受到外界環(huán)境干擾與影響的條件下發(fā)生崩塌，此時(shí)地鐵內(nèi)部將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)消防安全單位的實(shí)測(cè)調(diào)查可知，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度＞３００℃時(shí)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度＞４００℃時(shí)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度將呈現(xiàn)急劇降低的趨勢(shì)，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度＞６００℃時(shí)，結(jié)構(gòu)表面將出現(xiàn)裂紋，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度＞８００℃時(shí)，結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)開裂或坍塌等風(fēng)險(xiǎn)與事故［３］。因此，可以認(rèn)為當(dāng)?shù)罔F建筑中發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，救援與滅火工作的實(shí)施是較為困難的。

２防火安全工程建設(shè)

２．１地鐵總平面防火安全布局設(shè)計(jì)

在對(duì)防火安全工程進(jìn)行設(shè)計(jì)前，首先需要明確地鐵內(nèi)部主線的結(jié)構(gòu)組成，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)總平面防火安全布局進(jìn)圖１中，Ａ～Ｅ分別表示為：終點(diǎn)站、中間站、區(qū)域站、換乘站、樞紐站。結(jié)合圖１所示的地鐵主線路結(jié)構(gòu)，首先針對(duì)其出入口、消防出入口以及風(fēng)亭等附屬類的建筑設(shè)施布設(shè)位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保地鐵內(nèi)部出入段、敞口段以及周圍建筑物之間的防火距離符合建筑防火中的相關(guān)規(guī)定［５］。同時(shí)，對(duì)于地鐵與加油站、加氣站之間的防火距離應(yīng)當(dāng)符合汽車加油站、加氣站的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范設(shè)定。具體而言，針對(duì)進(jìn)、排的高峰亭的風(fēng)口之間的間隔進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)將排風(fēng)口以及活塞風(fēng)口設(shè)置在整個(gè)地鐵建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)風(fēng)口之上；針對(duì)進(jìn)風(fēng)口、排風(fēng)口之間的最小間距，應(yīng)當(dāng)控制在不小于５ｍ的范圍內(nèi)，并且各個(gè)通風(fēng)口結(jié)構(gòu)不得同時(shí)開設(shè)在相同的方向上［６］。針對(duì)地鐵內(nèi)部安全疏散通道的設(shè)置，由于在地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中存在無(wú)法投射的區(qū)域，因此不能夠直接為其設(shè)置獨(dú)立的出入口。針對(duì)這一問(wèn)題，在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，地鐵內(nèi)部人員無(wú)法實(shí)現(xiàn)直接疏散，只能夠通過(guò)設(shè)置交通聯(lián)系廊的方式，構(gòu)建一個(gè)專用于火災(zāi)事故疏散的安全通道。同時(shí)，將更改通道口設(shè)置在下沉的廣場(chǎng)安全區(qū)當(dāng)中，以此確保地鐵內(nèi)部特殊區(qū)域內(nèi)人員的合理疏散。根據(jù)上述論述，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵總平面防火安全布局的設(shè)計(jì)。

２．２地鐵防火防煙分隔安全區(qū)設(shè)計(jì)

在地鐵內(nèi)部每一個(gè)站臺(tái)、站廳等公共區(qū)域內(nèi)，都需要?jiǎng)澐忠粋€(gè)防火、防煙分區(qū)。同時(shí)，在地鐵內(nèi)部設(shè)備管理區(qū)域以及站廳公共區(qū)域內(nèi)也應(yīng)當(dāng)設(shè)置不同的防火、防煙分區(qū)，并且確保每個(gè)防火、防煙分區(qū)的最大面積不超過(guò)１５００ｍ２。針對(duì)地鐵內(nèi)部不同車站排列方式，對(duì)其防火、防煙分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，針對(duì)采用上、下重疊平行側(cè)方式設(shè)置站臺(tái)的車站防火、防煙分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)這一結(jié)構(gòu)類型的車站，在下層站臺(tái)內(nèi)設(shè)置一個(gè)能夠穿越整個(gè)上層站臺(tái)的樓梯、扶梯，并在上層扶梯的開口位置上設(shè)置一個(gè)防火、防煙分區(qū)（耐火極限為２．０ｈ，全封）；在上層站臺(tái)和下層站臺(tái)之間設(shè)置一個(gè)相互連接的扶梯結(jié)構(gòu)，并在下層站臺(tái)扶梯開口處設(shè)置一個(gè)防火、防煙分區(qū)，并在扶梯洞口位置上設(shè)置一個(gè)防火卷簾裝置。圖２為上、下重疊平行側(cè)方式設(shè)置站臺(tái)的車站防火、防煙分區(qū)設(shè)置示意圖。其次，針對(duì)多條線路在相同層結(jié)構(gòu)中的車站防火、防煙分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在這種類型的車站與車站之間采用垂直方向上的防火墻結(jié)構(gòu)（耐火極限為２．０ｈ）的分隔方式，并結(jié)合實(shí)際情況，針對(duì)延伸的站臺(tái)可將其長(zhǎng)度擴(kuò)建到１０ｍ及以上。圖３為這種車站類型的防火、防煙分區(qū)平面設(shè)計(jì)圖。再次，針對(duì)站臺(tái)與站臺(tái)之間為點(diǎn)式換乘車站的通道防火、防煙分區(qū)進(jìn)行設(shè)置。選擇在下層站臺(tái)的開口位置上增設(shè)防火、防煙分區(qū)，并同樣在通道口位置上設(shè)置防火卷簾裝置。當(dāng)站廳層位于站臺(tái)層底部時(shí)，則需要將防火、防煙分區(qū)設(shè)置在站臺(tái)樓梯、扶梯開口位置上，并在電梯洞口位置上設(shè)置防火卷簾裝置。這種形式是最少見的一種地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通常會(huì)在出入口位置上設(shè)置通道避讓深埋管線。最后，針對(duì)站臺(tái)與站臺(tái)之間存在設(shè)備層的結(jié)構(gòu)類型防火、防煙分區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)?？芍苯硬捎迷O(shè)置防火墻的方式建立防火、防煙分區(qū)，并選用耐火極限不小于２．５ｈ的防火墻。根據(jù)上述論述，針對(duì)不同的地鐵站臺(tái)類型，對(duì)其防火、防煙分隔安全區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

２．３防火封堵材料應(yīng)用

在完成對(duì)地鐵防火防煙分隔安全區(qū)設(shè)計(jì)后，還需要在具體建設(shè)過(guò)程中對(duì)防火封堵材料進(jìn)行選擇。為了滿足地鐵防火安全需要，可選用泡沫型防火堵料或阻火模塊等材料，前者通常為液體狀態(tài)，在使用時(shí)可直接將其澆注在開口位置上，其中含有的物料成分會(huì)立即發(fā)泡并膨脹，根據(jù)實(shí)際開口形狀固化成為固體，并與開口位置緊密結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)理想封堵效果。當(dāng)?shù)罔F中發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，將該材料噴灑在建筑結(jié)構(gòu)的開口位置上能夠通過(guò)其泡沫體的受熱膨脹特性防止火災(zāi)的進(jìn)一步蔓延。尤其是針對(duì)地鐵設(shè)備層當(dāng)中的各類電纜以及貫穿于整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)，通過(guò)該材料的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵電纜的快速阻火隔斷。通常情況下，地鐵安全工程中的阻火單元在設(shè)計(jì)中需要以無(wú)機(jī)材料作為支撐，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)材料性能的優(yōu)化，需要在設(shè)計(jì)材料中增加膨脹助燃試劑，使用專用的模具，對(duì)材料進(jìn)行壓縮，將此類材料代替地鐵工程建設(shè)中的其他材料，可以有效地提高地鐵建筑施工材料的綜合能力。同時(shí)，此類材料在實(shí)際應(yīng)用中具有耐腐蝕、耐熱、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，由于其中不含有鹵族元素，因此，一旦材料遇到著火點(diǎn)出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，也不會(huì)在環(huán)境中揮發(fā)有毒有害的氣體。在實(shí)際施工過(guò)程中，防火封堵施工任務(wù)通常會(huì)被分配到不同的施工單位，進(jìn)而造成防火封堵的施工標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)差異，并且在材質(zhì)的選擇上也存在不同。因此，針對(duì)這一問(wèn)題，需要在各個(gè)施工單位明確統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，才能夠開展防火封堵材料的應(yīng)用與施工，從而確保達(dá)到理想的防火封堵效果。根據(jù)上述論述，在實(shí)際地鐵防火安全工程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)積極采取上述提到的兩種防火封堵材料，以此進(jìn)一步提高地鐵整體的安全性。

３安全系數(shù)計(jì)算分析

選擇安全系數(shù)作為評(píng)價(jià)建設(shè)的防火安全工程可靠性的指標(biāo)，其中地鐵防火工程的安全系數(shù)計(jì)算公式如下：Ａ＝ａ×ｂ×ｃ×ｄ（１）式中：Ａ為地鐵工程安全系數(shù)；ａ為地鐵總平面防火安全布局合理性；ｂ為地鐵防火防煙分隔區(qū)域安全性；ｃ為封堵材料防火性能；ｄ為安全疏散標(biāo)識(shí)位置顯著性。上述計(jì)算公式中的五個(gè)參數(shù)取值都在０～１，Ａ＝１代表安全系數(shù)較高，Ａ＝０代表安全系數(shù)較低。ａ＝１代表地鐵總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代表防火防煙分隔區(qū)域安全，ｂ＝０代表防火防煙分隔區(qū)域不安全。ｃ＝１代表材料防火性能較優(yōu)，ｃ＝０代表材料防火性能較差。ｄ＝１代表安全疏散標(biāo)識(shí)位置明顯，可起到輔助疏散的作用，ｄ＝０代表安全疏散標(biāo)識(shí)位置不明顯，無(wú)法在火災(zāi)事故中起到輔助人員安全疏散的作用。按照上述計(jì)算公式，對(duì)本文建設(shè)的地鐵防火安全工程與傳統(tǒng)方法建設(shè)的安全防火工程進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見下：安全分區(qū)Ⅰ中，本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．９９，傳統(tǒng)方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．５４。安全分區(qū)Ⅱ中，本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．９８，傳統(tǒng)方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．５１。安全分區(qū)Ⅲ中，本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．９７，傳統(tǒng)方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．７５。安全分區(qū)Ⅳ中，本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．９８，傳統(tǒng)方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．６９。安全分區(qū)Ⅴ中，本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．９７，傳統(tǒng)方法建設(shè)工程的安全系數(shù)為０．７１。根據(jù)上述安全系數(shù)結(jié)果可以看出，本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)趨近于１．０，即按照本文提出的方法進(jìn)行地鐵安全工程設(shè)計(jì)，可以提高地鐵建筑在投入使用后的安全系數(shù)，為乘客乘坐地鐵提供安全保障。

４結(jié)束語(yǔ)

保障地鐵乘客人身安全是發(fā)展我國(guó)地鐵交通行業(yè)的關(guān)鍵，任何一個(gè)城市的發(fā)展都離不開地鐵交通的支持，因此本文根據(jù)地鐵建筑發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)的特點(diǎn)，進(jìn)行了地鐵防火安全工程的開發(fā)與建設(shè)。將對(duì)比實(shí)驗(yàn)作為依托，證明了本文方法建設(shè)工程的安全系數(shù)趨近于１．０，大于傳統(tǒng)方法建設(shè)工程的安全系數(shù)。因此，可在后續(xù)的工作中，將地鐵建筑建設(shè)與開發(fā)的重點(diǎn)置于安全層面，以優(yōu)化我國(guó)地鐵交通發(fā)展的環(huán)境。

作者:李冬冬 單位:中國(guó)水利水電第七工程局有限公司h