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地铁提升了交通运输效率,为人们的出行提供了便捷,作为现代城市最大的基础设施之一和交通系统骨干,对促进城市繁荣、实现城市经济和社会可持续发展起到举足轻重的作用。自1863年伦敦第一条地铁建成通车以来,历经150年的发展,全球迎来了地铁时代。
然而,在地铁高速发展的同时,其系统存在客流集中、空间有限、封闭运行、通道狭窄的隐患,一旦发生火灾,易引发浓烟毒气、高温缺氧、视线不清、通信中断等问题,严重影响疏散和救援工作,极易造成群体性伤亡事件、带来重大政治和社会影响。人们对于地铁火灾的思考和研究起源于20世纪90年代,特别是在2003年韩国大邱市的地铁火灾(造成192人死亡,146人受伤,289人失踪)之后,越来越多的研究者开始关注地铁火灾。2012年浙江省开通了第一条地铁,这也意味着浙江省的地铁消防安全提上了议程,世界各国地铁的火灾仍在不断发生,笔者认为有必要对过去有关地铁火灾的研究进行梳理,并对地铁的火灾概况做一次全面的介绍,探索出积极有效的应对策略。
一、地铁发展概述
(一)世界地铁的发展
自1863年,伦敦建成世界上第一条地铁,迄今已有150年的历史了,横跨了三次工业革命,走出两次世界大战,经历了从萌芽生长期、缓慢停滞期、高速发展期到如今的成熟稳定期四个阶段,从最初的蒸汽机时代,进入到电气化时代。目前全世界已有30多个国家和地区的100多座城市建造了地铁,线路总长度超过了7000公里,最高设计速度可以达到每小时80~130公里,每年运送旅客达160亿人次左右。19世纪末20世纪初地铁建设的重点以欧洲、北美洲为主,在20世纪中期转为以欧洲和亚洲为主。1990年以后地铁建设的重点地区则转移到亚洲和南美洲等发展中国家和地区。
(二)中国地铁的发展
自1969年10月1日,中国第一条地铁——北京地铁一号线正式通车,我国地铁已走过了44年的发展历程,截止到2010年底,国内已有12个城市开通了1400多公里地铁里程,拥有轨道车辆6000多辆,全年完成旅客运量55.7亿。随着时代的发展,公共交通需求急剧上升,修建地铁和轻轨已是各大城市基础建设的必要内容,未来5~10年将是中国城市地铁大发展的黄金时期。2012年11月24日作为浙江省首条地铁线路的杭州地铁1号线正式通车运营,全长53公里,共设车站31座,两次穿越钱塘江、四次越过京杭大运河。预计到2020年我国将建设地铁线路177条,总长度超过7000公里,客流量也将有大幅提升。
二、地铁火灾的主要类型
世界各大城市地铁火灾时有发生,其频率也越来越高。纵观在地铁发展的150年中,根据起火位置,地铁火灾主要类型有三种:区间隧道火灾、车站火灾、施工火灾;根据起火原因,可以将地铁火灾主要分为四大类:机车事故火灾、设备故障火灾、人为事件火灾、地铁施工火灾。本文重点探讨后者。由于本文立足于地铁正常运营后发生火灾的情况,故地铁施工火灾不列入讨论范畴。
(一)机车事故火灾主要是指列车在运行过程中发生相撞、脱轨等事故,造成列车设备起火,从而引发火灾。1991年8月28日,美国纽约地铁列车在运行中脱轨,有10节列车车厢受损,机车随即起火,5人死亡,155人受伤。2005年1月17日,泰国曼谷地铁国家文化中心站发生列车相撞事故,导致火灾发生,造成200多人受伤。
(二)设备故障火灾是指地铁站以及列车的各种设备发生故障引起的火灾,特别是机电类故障和电气类故障较为常见。1983年8月16日,日本名古屋地铁站变电所起火,消防部队调动了37辆消防车和3辆排烟车,在救火过程中3名消防队员死亡,3名受伤。
(三)人为事件火灾是指包括乘客实施的故意破坏以及运营管理人员不正确的操作和防火不到位引发的火灾。1987年11月,在国王十字地铁站,一支擦着的火柴引燃木质扶梯,造成大火,有31人葬身火海,此后伦敦地铁开始使用阻燃或非易燃建筑材料。
三、地铁火灾的主要特征
(一)突发性强
地铁线长面广,客流量大,火灾发生的时间和地点具有不确定性,而且发生初期极具隐蔽性,不易发觉,一旦发现,已达到一定的危害范围和程度,因此,地铁火灾成灾的不确定性决定了地铁火灾的突发性。
(二)逃生困难
安全逃生途径单一,安全疏散通道外是唯一逃生途径,地铁区间隧道和车站内并无紧急避难场所,突发火灾事故中,大量乘客同时涌向狭窄的通道及楼梯,另有检票机等障碍物挡道,严重影响乘客快速逃生。地下垂直高度过高,一些地铁站修建在地下很深的地方,一般建在地下15米左右,考虑商业和战备兼顾的地铁,则一般建在深达30~70米左右的地下,突发火灾事故后,乘客从地下仅凭体力往地面逃生,既耗时,又耗力,安全逃生的把握性不大,对老弱病残的乘客而言,更是凶多吉少。个体逃生能力降低,火灾发生后,氧含量急剧下降,缺氧状态下的个体判断力下降,肌体活动力下降。允许逃生的时间过短,曾有试验表明地铁的车厢起火后,快则1.5分钟,慢则8分钟之后就会出现对人体有害的气体。2~5分钟内,车厢内烟雾弥漫就无法看清楚逃生出口,相邻的车厢在5~10分钟内也会出现相同情形。试验证明,允许乘客逃生只有5分钟左右的时间。
(三)救援困难
火灾发生后,隧道内烟雾大,能见度低,散热慢,温度较高,起火点附近未进行防火保护的,作为隧道承重结构体的混凝土容易发生崩落,因此会阻碍火灾的扑救。此外,地铁发生火灾时,究竟发生在哪个部位,无法直观火场,需要详细研究地下工程图,分析可能发生火灾的部位和可能出现的情况,才能做出灭火方案。同时出入口有限,而且出入口又经常是火灾时的冒烟口,消防人员难以接近着火点,往往会延长扑救时间和增加喷水损失,扑救工作难以展开。再加上地下工程对通讯设施的干扰较大,扑救人员与地面指挥人员通讯联络困难,为消防扑救工作增加了障碍。
(四)影响严重
地铁作为特大容量的公共交通工具,一旦发生事故,人员产生恐惧心理,很容易发生拥挤和踩踏事故的产生,极易发生死伤,同时地铁投资巨大,火灾事故不仅个人生命财产和国家财产受到损害,而且易造成不良的社会影响,甚至引发市民对政府的信任危机,后果严重。
四、地铁火灾的原因分析
地铁火灾原因分析有着重大意义,找出地铁火灾原因将有助于指导地铁的科学施工和科学管理;有的放矢地进行科学预防和早期报警。地铁建设和开通的初期,人们并不重视地铁防火设施,车厢最初采用木质材料,车站辅助设施、装修材料不是阻燃材料,电气设施易燃,甚至电扶梯扶手也是木质材料制作,这些都是引发火灾的重大隐患。一项调查发现地铁的起火原因中11%是纵火、爆炸等人为破坏引起的,9%由于不良习惯如乱丢烟头引起的,26%是电气线路和设备故障引起的,13%是由于操作失误或机械故障引起的,还有41%的火灾是不明原因的。总之,地铁的火灾原因主要集中在电气故障和人为因素所致。
(一)电气故障所致,主要是指地铁工程电力、电气设备和电缆较多,很容易由于电气线路的短路、过负荷、漏电、电气设备的违章使用等原因直接或间接引发火灾。如,电气设备故障、工作人员违章操作、生产生活中用火、用电不慎引燃车站的可燃物;行车隧道施工维修中进行焊接切割作业、工作人员吸烟用火不慎以及列车运行时产生的电弧引燃隧道内的可燃物;隧道内安装的电缆和电气设备因潮湿、鼠害、老化、过载、维修使用不当发生故障;车上电气设备故障、镇流器污垢氧化导电性能降低以及接触不良。
(二)人为因素所致,主要是指乘客有意或者无意的一些危险行为引发的火灾。如,乘客违反安全乘车规定携带易燃易爆物品、乘客在车上吸烟用火等。
五、地铁火灾的解决对策
地铁火灾一旦发生,如果得不到迅速有效的应急处置,就会造成严重的后果,因此为了尽可能的减少火灾发生时造成的损失,不仅需要做好日常地铁消防知识的普及,还需要做到以下几点。
(一)抓住应急疏散和排烟散热的关键,克服地铁火灾扑救疏散软肋。由于地铁客流量大,发生火灾时人员应急疏散是头等大事,一方面需要确保应急通道畅通,另外一方面则需要确保被困人员紧张有序的撤离。撤离能否做到紧张有序,离不开地铁员工和消防官兵的有效组织,更离不开广大乘客的逃生常识和集体意识。因此全面强化地铁员工的逃生疏散的演练和心理拓展以及乘客的逃生常识普及显得尤为必要,争取做到“全民参与,全民皆知”。其次,地铁火灾发生时由于新鲜空气供给不足,气体交换不充分,产生大量有毒气体和浓烟,并且大量集聚在建筑物内,无法扩散,易使温度骤升。排烟散热是地铁火灾处置关键,一方面要充分利用排烟口,排烟管道口及通风口排烟;另一方面要借助排烟风机进行的机械排烟。如若火场的自然排烟速度缓慢,又无机械排烟手段的情况下,可集中使用喷雾水枪进行稀释排烟排热作业。排烟时,应注意正确选择时机及方法、部位,以防止因排烟改变火势蔓延的方向和扩展速度,对灭火救援工作造成新的困难。
(二)加强地铁站内有针对性的“六熟悉”工作和有针对性的体、技能训练。由于地铁火灾具有特殊性,首先要对站内车站控制室、站厅、站台等建筑的布局、结构功能、安全疏散通道、消防水源、安全出口方向、数量,是否有消防设施及其运行使用情况、气体灭火间、排烟设施、升降电梯等进行情况熟悉,还要熟悉地铁站的列车频次、高峰客流、车辆换乘、运营管理等情况,全面熟悉之后制定出针对性强的灭火救援预案,做到“一站多预案”。同时要对地下空间开展针对性的业务训练,如狭窄孔洞行进操、搜索队形操地下空间侦查救人操、地下空间快速开辟救生通道操、地下空间进攻排烟操等,并结合制定的预案,在地铁站以及区间隧道、上盖建筑开展火灾想定作业的实战演练,力争做到“人人都熟悉”。
(三)加强对国内外地铁火灾事故案例的学习和研究。人类学习最主要最有效的方式不是实践得来的直接经验,而是书本传递下来的间接经验。地铁火灾不可能时时发生,对于地铁火灾的扑救的经验教训也很难在实践中得到积累和提升,但是可以从过去国内外发生的大量的地铁火灾案例中重新学习,重新展评,进而提升官兵应对地铁火灾的能力和素质。比如1987年的英国伦敦地铁火灾,1995年的阿塞拜疆地铁火灾,2005年北京地铁火灾等等,这些活生生的案例都是值得去学习的,都有值得借鉴的地方。必须原原本本地将每个案例的发展的态势、灾情的控制、灾情的处置以及技战术运用等状况进行还原、讨论以及分析,进而从中提炼出火灾处置过程中的力量部署、战斗编程、灾情控制、程序组织、装备运用等利弊得失,从而进行分析和评判。学习是为了更好地运用,将案例中学到的经验教训与当前地部队当前的战备状态以及地铁站的消防安全现状相结合,从战斗准备、装备配置、通信保障、指挥网络、应急照明、通风排烟、强攻灭火、作战程序、综合演练等方面实施有针对性的强化。
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