轨道交通区间隧道火灾探测研究

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1、轨道交通区间隧道火灾探测研究轨道交通区间隧道狭长、空间有限，人员疏散、救援及火灾扑救非常困难，下面是小编搜集整理的一篇探究轨道交通区间隧道火灾探测的论文范文，供大家阅读参考。　　：轨道交通区间隧道的火灾烟气控制有多种模式，关键是对火灾位置的准确判断。隧道内受到列车行驶的影响，高温烟气的扩散会异于常规的火灾烟气分布和扩散规律，提出了以烟气迁移规律为导向的车载火灾探测方案，为在区间隧道发生火灾时第一时间启动事故通风模式，组织人员疏散和火灾救援创造有利条件。　　关键词：轨道交通;区间隧道;救援;火灾探测;烟气迁移;扩散规律　　受到客观条件限制，相对于其他区域，区间隧道的火灾安全设施较

2、薄弱，其中火灾探测就是其中之一。火灾探测是轨道交通火灾应急体系统中最基础的环节，准确、及时地火灾探测可以将火灾危害降至最低。区间隧道中，列车发生火灾时人员疏散的方向、烟气控制模式都基于列车火灾部位的准确判别。常用的温感、烟感火灾探测器是利用对烟气和温度的感应来探测火灾，达到预警的目的。列车发生火灾时，车厢对火灾烟气扩散的阻隔、列车行驶对烟气迁移的影响，以及列车行驶过程中形成移动火源的特殊性，都使得区间隧道这一特殊环境条件下的火灾探测非常困难。本文试图从火灾烟气扩散情况着眼，探讨区间隧道的火灾探测方案。　　1区间隧道火灾探测现状　　《地铁设计规范》(GB501572013)第19

3、.1.1条规定：车站、区间隧道、区间变电所及系统设备用房、主变电所、集中冷站、控制中心、车辆基地，应设置火灾自动报警系统。根据相关统计，不考虑人为纵火及恐怖爆炸等因素，区间隧道火灾约有65%是由车辆本体引起，而其中80%为车辆底部电气引起。由于区间隧道呈狭长型，行车时风速较高，粉尘多，且空气相对湿度大，电磁干扰严重，照度低，因而传统的点式火灾探测器(感烟型、感温型、感光型)和摄影摄像器材并不适用于狭长空间内快速移动物体的火源探测。目前，国内部分城市的轨道交通(如深圳、宁波)采用光纤感温电缆作为火灾探测手段。感温电缆安装在隧道侧顶部或与区间电缆桥架结合设置在隧道侧壁(见图1)，区

4、间电缆按长度划分为若干个区域，单个感温探测单元的覆盖长度约为50m。主要工作原理是根据测温区域内空气温度变化引起光线散射密度的变化，确定火灾位置。对于静态火源(静止列车、区间电缆等)，火灾后烟气迅速扩散到隧道顶部并沿轴向对称扩散。光纤型探测器因其传感线缆长度大、抗电磁干扰性强，可用于采集火灾时区间温度场信息[1]，但对于快速移动的列车，存在着火源定位难、报警滞后等问题。虽然区间隧道内还设有手动报警按钮、轨旁、车载无线等辅助报警手段，但都无法有效解决上述问题。　　2区间隧道的烟气迁移　　列车在区间隧道内的行驶速度一般为40～70km/h，单节车厢长度约20m，整车长度为100～1

5、40m。正常运行的列车一旦发生火灾，在其减速运动至停车的过程中，火灾的烟气迁移受活塞风和机械风的控制。按时间-速度关系曲线可分为3个阶段(见图2)。阶段1：列车车速大于烟气及隧道内的风速。此时列车外的气流速度由车头指向车尾，烟气受到活塞风的控制贴附在车底部，并向后拖拽形成约100m长的烟柱，烟气横向扩散程度与距火源距离成正比关系。无论是前部或后部车厢火灾，此阶段内烟气都受活塞风形成的流速场绝对控制，隧道内温度因在火灾早期，所以并未显著提高。阶段2：列车减速至停车，直至机械通风开启。此时列车已经快速机械制动，隧道内的活塞风由于需要与列车及隧道表面摩擦阻力的作用缓慢减速，故列车外的

6、气流速度由车尾指向车头。该阶段内烟气将向前漂移至距火源约300m距离，受热压和活塞风的双重影响，烟气逐步扩散充满隧道整个断面。阶段3：区间事故通风系统启动。按车头/车尾通风模式，烟气受机械风的影响，在区间内形成不小于2m/s的断面风速。由此分析，运行中的列车在区间发生火灾后，在火灾初期(v车≥v烟)，烟气贴附在车底，在列车尾部形成拖拽，着火车厢的后部车底受到烟气污染;待列车制动至停止后(v车　　3火灾探测的效果分析　　火灾初始，烟气贴附在车底向后漂移(阶段1)，并未横向扩散，且火源四周空气的温度并不高，安装在隧道侧上方的感温单元很难探测到烟气温度;若仅依靠光纤感温电缆探测

7、火灾，必须要在列车停止，待温度场形成后才会触发报警，但此时隧道内的烟气已包围整辆列车(阶段2)，车内的司机和乘客根本无法判断火源的位置和疏散方向。此外，若由于烟气漂移触发多个感温探测单元同时报警，则更无法准确定位着火列车车厢的位置。笔者根据列车实际运行轨迹和火灾早期烟气运动规律，提出以烟气迁移规律为导向的车载火灾探测方案，为在区间隧道发生火灾时第一时间启动事故通风模式，组织人员疏散和火灾救援创造有利条件。　　4基于烟气迁移的火灾探测方案　　根据区间隧道内列车运动特性及火灾时烟气扩散的特点，引