A隧道浅埋及露顶段施工方案比选.doc

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1、精选资料目 录1 工程概况21.1工程简介21.2 地质概况21.3 主要技术标准21.4水文地质21.5不良地质31.6 气象特征31.7 地震动参数32 浅埋、偏压施工32.1 浅埋、偏压施工要点32.2 浅埋、偏压施工技术32.2.1 地表处理42.2.2 施作预加固桩42.2.3 超前大管棚支护42.2.4 暗洞开挖及初期支护42.2.5 监控量测63 露顶处施工73.1 施工方案比选83.1.1 方案一:明挖法83.1.2 方案二:回填贫砼反压法93.1.3 方案三:套拱法103.2 结论124 施工环保措施135 施工安全措施13可修改编辑xx隧道浅埋段施工方案1 工程概况1.1工

2、程简介xx隧道位于xx铁路安徽段xx县境内,起讫里程DK111+050DK111+300。本隧为双线隧道,全长250m。主要围岩为级160m,级90m。纵坡为单面上坡,坡度为15。该隧道一侧山势较高,另一侧山势较低,两侧覆盖分布不均匀,线路左侧明显存在顺层偏压,隧道最大埋深40m,最小埋深在DK111+184.2DK111+201段拱顶外露,无覆盖层,为半明半暗挖隧道。岩体软弱破碎,自稳性差。1.2 地质概况表层为Qel+dl/碎石土。下伏基岩为1h炭质板岩、炭质灰岩,强风化呈碎块状,弱风化节理裂隙发育,岩体较为破碎。1.3 主要技术标准铁路等级:客运专线;正线数目:双线;速度目标值:250k

3、m/h,预留进一步提速条件;最小曲线半径:4000m;正线线间距:5m;最大坡度:20 ;到发线有效长度:650m;牵引种类:电力;机车类型:电动车组;列车运行方式:自动控制;行车指挥方式:调度集中;建筑限界:新建时速300350公里客运专线建筑限界。1.4水文地质隧道区地表水以近南北向山脊为分水岭,向东、西两侧排泄。在DK111+190处有一冲沟,三方汇水,并与村民进山道路相接。地下水主要为孔隙潜水、岩溶水及基岩裂隙水,预测全隧道最大涌水量为535m3/d,为中等富水区。 1.5不良地质经勘察该区域可能存在顺层、有害气体、突水突泥等主要地质灾害。有害气体:主要为煤层瓦斯。 1.6 气象特征该

4、隧道所处热带季风气候区,年平均气温15.916.5,极端最高气温41.5,极端最低气温-14.1;年平均降水量1585.31630.3mm,年最大降水量2308.2mm,年最小降水量987.7mm;年平均相对湿度76%。1.7 地震动参数地震动峰值加速度: 0.05g;地震动反应谱特征周期值: 0.35s。2 浅埋、偏压施工2.1 浅埋、偏压施工要点(1)浅埋、偏压隧道施工中对开挖方案的选择尤为重要,做到“短进尺、强支护、早封闭“,并且监控量测是重要环节,及时分析围岩及初期支护的变形情况,合理指导施工。(2)浅埋偏压隧道的防治先从工程地质入手,了解围岩结构力学变化规律和自承能力的特点,采取超前

5、加固措施,提高岩体本身结构承载力和控制其变形,对初期支护进行加强,对受力结构进行完善,确保变形量在可控的范围之内,遵循“早进洞,晚出洞的隧道设计原则,尽可能的减少对山体的破坏和扰动。(3)雨季施工对隧道影响很大。围岩层间充水逐步松散软化,扩大松弛圈,造成支护体系破坏,同时孔隙水压力对初期支护产生新的附加应力,严重影响到隧道施工安全。尽量避免在雨季施工,施工中考虑加强初期支护的强度并利用辅助措施及时封闭。(4)通过对隧道洞口地段的加固措施,合理的施工组织安排,为隧道的安全、高效施工打下了坚实的基础,为按期、保质完成本隧道的施工任务营造了良好的施工环境。2.2 浅埋、偏压施工技术浅埋偏压隧道进洞施

6、工技术以新奥法原理为依据,通过人工配合机械开挖或控制爆破,减少对土体的扰动。在进洞前完成洞口段地表处理、超前支护、锚喷钢架支护、二次衬砌受力体系转换。2.2.1 地表处理(1)做好天沟排水设施,开挖过程避开雨季进行,保证排水通畅,防止仰坡不受雨水冲刷,使洞门结构稳定。(2)尽可能在少破坏植被的情况下刷边仰坡,除去地表杂草后进行边仰坡防护,永久性边坡采用锚杆框架梁的形式进行防护加固。2.2.2 施作预加固桩隧道线路左侧由于地形偏压,在明洞段施作锚固桩加固桩13根,桩间距5m(中-中),桩长分三种,分别为16m、18m、21m,桩分别有1根、1根、3根,桩截面均为2.25m2.5m。锚固桩采用C3

7、0、C35钢筋砼现浇,主筋设置在靠山体一侧。加固桩是作为抗压抗偏的一种有效措施,通过施作左侧加固桩来抵抗左侧山体的侧压力,为确保安全,施工时采用隔桩开挖施工。2.2.3 超前大管棚支护超前大管棚作为洞口浅埋加强段的辅助施工措施,通过管棚和注浆来稳固地层,防止隧道开挖爆破时造成的拱部坍塌。超前大管棚采用长20m,型号为1086mm的热轧无缝钢管,注浆孔采用钢花管,钢花管上钻浆孔,孔径10-16mm,孔距11cm,呈梅花型布置,尾部留不钻孔止浆段110cm,检查孔采用无缝钢管。钢花管两端均预加工成外丝扣连接,同一断面内接头数量不超过总钢管数的50%。管距:环向间距40cm。钢管加工前端呈锥形,管壁

8、四周钻设16mm的注浆孔,孔间距20cm,呈梅花形布置,尾部预留不小于1m的不钻孔止浆段。2.2.4 暗洞开挖及初期支护开挖施工过程中严格按照管超前、严注浆、短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、早成环的原则。在软弱围岩的地质条件下,采用三台阶临时仰拱法。.三台阶临时仰拱法施工工序说明:(1)a、利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护;b、开挖1台阶阶;c、施作1部洞身结构的初期支护,即初喷4cm厚混凝土,架立钢架,并设锁脚锚(管)杆;d、钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度,底部架立临时钢架封闭,则在掌子面喷10cm混凝土封闭。(2)上台阶施工至适当距离后,开挖2部台阶,接长钢架,施作洞身结构的初期

9、支护及封底,参照工序进行。(3)a、开挖3部台阶,及时封闭衬期支护。参照工序进行;b、灌注该段仰拱;c、灌注该段隧底填充。(4)根据量测结果分析,待初期支护收敛后,利用衬砌模板台车一次性灌筑二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。 . 三台阶临时仰拱法施工要求(1)隧道施工应坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。(2)如有超前支护等辅助施工措施,应首先利用上一循环架立的钢架施作完毕,再开挖。(3)开挖方式采用弱爆破,爆破时严格控制炮眼深度及装药量。(4)锁脚小导管可根据需要设置,以确保下台阶施工的安全。(5)各步台阶一次开挖长度宜控制在2m3m之间,第 3 部台阶开挖后仰拱应紧跟。(6)

10、施工中,应按有关规范及标准图的要求,进行监控量测,及时反馈结果,分析洞身结构的稳定,为支护参数的调整、灌筑二次衬砌的时机提供依据。 三台阶临时仰拱法施工工序见附图2.2.5 监控量测监控量测是新奥法的重要内容,也应将监控量测纳入施工工序,它所测得有关变形量的数据是反应工程稳定状态的综合指标,是确定经济、安全支护结构参数及合理施工方法的重要依据。处于浅埋偏压地段,在开挖前在洞顶埋设地表沉降观测点,进洞支护后立即埋设净空变化观测点,为彼此进行验证,地表沉降与洞内净空变化断面设在同一断面上。观测断面间距根据围岩级别控制在510m,观测点埋设要牢固,易于识别并妥为保护。每次量测后立即对量测数据进行回归

11、分析,生成位移时态曲线,掌握岩体和支护变形的动态变化规律。按照变形等级管理确定三阶段的指导施工,当处于1/32/3范围内需加强量测,密切关注,采取适宜的加强措施;当超过2/3,暂停施工,分析原因,采取特殊处理措施。3 露顶处施工xx隧道在DK111+184.2DK111+201段拱顶外露,无覆盖层,为半明半暗挖隧道。埋深深度见下表,纵断面图及典型横断面图如下所示。xx隧道浅埋段埋深数据表如下浅埋段埋深数据表里 程DK111+180DK111+185DK111+190DK111+195DK111+200DK111+205埋 深(m)2.468-0.427-2.695-3.135-0.663-2.

12、827纵断面图 典型横断面图露顶处原地貌照片远景 近景3.1 施工方案比选3.1.1 方案一:明挖法总体思路DK111+184.2DK111+201段露顶处施作明洞。施工方案土石方采用明挖法,用机械自上而下分层开挖土方,反铲挖掘机配合自卸汽车装、运渣,及时进行边坡稳定支护,随时监测、检查山坡稳定情况。边仰坡按照1:0.75进行刷坡,边仰坡防护采用50注浆小导管、钢筋网、喷射砼进行防护;小导管长4.0m,间距1.5*1.5m,梅花形布置;钢筋网采用6钢筋网,网格20*20cm。露顶洞口位置取导向墙(套拱)配合大管棚进洞的形式边仰坡开挖到位后,先施作套拱的施工,作为长管棚的导向墙,采用C20混凝土

13、套拱作为管棚的导向墙,套拱在明洞的外轮廓线以外,紧贴洞口仰坡面,护拱内设3榀I18制作的钢拱架为横向支撑,管棚的导向管固定在钢拱架上并焊成整体,导向管采用140mm无缝钢管,壁厚5mm。在洞口施工放样后进行搭设支撑体系和内、外模安装,按设计布置工字钢、孔口管的位置和角度准确,然后进行护拱混凝土的浇筑,待护拱混凝土强度达到85%时开始长管棚的施工。由于进出口地质条件差异较大,为了保证施工安全,导向墙厚度1m,纵向长度3.5m,导向墙两侧基础根据地质条件分别进行加固处理。优缺分析优点:造价低;施工工艺简单。缺点:露顶出地处冲沟三方汇水点,冲沟坡度大,开挖后难以防护。加之,时值多雨季节,对施工影响较

14、大;土石方开挖量大,对山体破坏较大,易造成后期工程隐患。 3.1.2 方案二:回填贫砼反压法总体思路DK111+184.2DK111+201段露顶处采用C20素混凝土回填,待混凝土强度达到强度后,再开始掘进,并按双线复合式衬砌b进行支护。施工方案通过施工放样,定出水泥土回填工区后,挖除不小于30cm保护土层,清除地表耕植土、植被草皮、淤泥等杂质,当原始地面坡度陡于1:5时,地表应开挖台阶,台阶宽度不得小于1m。露顶处回填混凝土高度至少高出隧道拱顶3m,由于冲沟坡度大,坡长较长,且坡脚位置连接村民进山道路,露顶位置回填混凝土前,线路左侧需砌筑一段长18m,墙高13m的挡墙,挡墙基础埋深2.5m。

15、混凝土回填高度及挡墙设置图如下。混凝土回填高度及挡墙设置示意图当掘进里程距露顶处5m时,停止掘进,待回填混凝土强度达到要求时,再开始掘进。掘进过程中,遵循新奥法原理,采用三台阶临时仰拱法,按双线复合式衬砌b支护形式进行支护。仰拱二衬紧跟,并做好超前支护及监控量测。优缺分析优点:操作简单,安全性高,对原山体几乎无破坏,且挡墙和回填砼对山体有反压作用;开挖量小,可有效控制临时边坡高度。缺点:混凝土回填方量大,挡墙圬工量较大;施工工期长。3.1.3 方案三:套拱法总体思路DK111+184.2DK111+201段整体施作护拱,并按双线复合式衬砌b进行支护。施工方案在距离露顶处5.0m范围内,采用双线

16、复合衬砌b进行支护,径向锚杆改为50注浆小导管,长4.0m。边仰坡按照1:0.75进行刷坡,边仰坡防护采用50注浆小导管、钢筋网、喷射砼进行防护;小导管长4.0m,间距1.5*1.5m,梅花形布置;钢筋网采用6钢筋网,网格20*20cm。露顶处洞口位置施作护拱(-断面),护拱长度2.0m,厚度1.0m。内设四榀I22a工字钢间距为50cm,纵向采用22钢筋连接,环向间距为100cm。在拱部140范围内设置注浆小导管,小导管共设置两排,第一排共计55根,长6.0m,环向间距30cm;第二排共计56根,环向间距30cm,长6.0m,衔入山体4.0m,小导管尾端与钢拱架腹部焊接牢固。第一排与第二排小

17、导管错开安装,错开间距为环向15cm。拱脚处设置锁脚导管,并注浆。露顶处护拱(-断面)厚度1.0m,内设I22a钢拱架作为横向支撑,每榀间距50cm,纵向采用22钢筋连接,环向间距为100cm。在拱部范围内设置双层22钢筋网,钢筋间距20cm。拱脚处设置锁脚导管,并注浆钢筋网与工字钢布置见图。 由于露顶段线路左侧岩层破碎,地质条件差,套拱基础需在线路左侧端加大尺寸,嵌入基岩不小于0.5m,确保稳定性。露顶处存在冲沟,且在线路左侧处与村民进山道路相接,考虑到施工完成后回填土方,需在线路左侧设置长18m,高8m的挡土墙。布置位置及尺寸见图。护拱设置位置及布置形式如下图所示。护拱设置图-护拱断面图-

18、护拱断面图挡土墙与护拱布置图工字钢与钢筋布置图 工字钢与小导管布置图优缺分析优点:施工简便,风险小;对山体破坏很小,植被易于恢复。缺点:施工周期较明挖长,造价亦比其高。3.2 结论采用明挖方案容易造成边仰坡过高,尤其是在傍山偏压地段,山内侧边仰坡过高。边仰坡的开挖破坏原山体的自然平衡状态,再加上防护不及时、降水等原因的影响,可能导致边仰坡坍塌、顺层滑坡等工程病害。虽然明挖方案造价低,施工工艺简单,但后期潜在的病害处理对工程的影响远远超过其节约成本的优点。回填贫砼反压法开挖量小,对山体破坏小,可有效控制临时边坡高度,保证山体稳定性;挡墙和回填砼对山体有反压作用,有利于减小山体偏压;但回填砼量及挡

19、墙圬工量较大,施工周期长。套拱法也具有开挖量小,对山体破坏小的特点,避免了大面积开挖带来的水土流失和喷射混凝土防护对周围环境的污染;只需施作临时排水系统,能解决冲沟排水的难题;回填土有利于减小山体偏压,隧道的永久性安全得到有效保障。从施工的安全性,质量的可控性,以及防排水、环境保护、施工周期、工程造价等多方面因素综合考虑,套拱法具有安全、易行、经济的特点,对缩短工期、保证质量、保护环境又都有积极的作用,故xx隧道确定采用套拱法对露顶段进行施工。4 施工环保措施(1)、由于本地区为生态敏感区,因此,施工界限外的植被、植物树木等不得随意破坏,必须维持原状并加以保护;施工用地界限范围内的树木、草皮和

20、其他植物,移植利用,不得破坏。(2)、永久用地范围内的裸露地表用植被加以覆盖。(3)、充分做好开挖边仰坡、弃碴场地的植被恢复与绿化工作。(4)、在堆弃过程中需先修好挡墙并作好地表水的引排疏导,其坡脚采用浆砌片石防护,不得向河流和设计范围外的场地弃碴,堵塞沟壑、河道。弃碴堆弃前,将地表熟土推至一旁,待弃碴完毕后将碴顶整平,并填保存的熟土进行复垦。(5)、及早施作防护工程、排水工程和裸露地表的植被覆盖,防止水土流失。(6)、工程完工后,及时进行现场彻底清理。(7)、防护弃土场,防止造成新的水土流失源。(8)、加强设备养护,减少设备漏油施工机械的废油废水,采用隔油池等有效措施加以处理,不得超标排放。

21、(9)、注意保护自然水流形态,做到不淤、不堵、不留施工隐患,不阻塞河道。5 施工安全措施(1)、洞内、外施工时,都必须配备专职安全人员;专职安全人员上岗必须佩戴安全人员袖标,凡进洞人员必须戴安全帽。(2)、重视边坡的稳定和排水,做好截水沟、边沟,经常检查边坡的稳定情况。(3)、加强本段的超前地质预报,注重围岩监测和观察,对目测观察予以足够的重视,随时注意围岩的岩质和分布情况变化,节理裂隙发育程度和方向,掌子面填充物的性质、涌水量,喷混凝土是否产生裂隙,拱架是否压弯。当围岩变形量无变缓趋势或喷射混凝土产生较大的剪切状态时立即停止开挖,采取辅助加固措施。(4)、隧道施工各班组间,应建立完善的交接班

22、制度。在交接班时,交班人应将本班组的施工情况及有关安全事宜及措施向接班人详细交待,并记载于交接班记录本上,工地值班负责人(领工员)应认真检查交接班情况。每班开工前未认真检查工作面安全状况,不得施工。(5)、对本段施工必须制订切实可行的施工安全措施,施工中采取预防措施,不得盲目冒进。(6)、隧道掌子面钻眼前钻眼人员到达工作地点时,应首先检查工作面是否处于安全状态,如支护、顶板及两帮是否牢固,如有松动的岩石,应立即加以支护或处理。(7)、洞内爆破作业必须统一指挥。施工爆破时,所有人员必须撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的警戒区外,并设置安全警戒线。(8)、当喷射砼尚未达到一定强度即趋失稳的围岩,或

23、喷锚后变形量超过设计容许值以及发生突变的围岩,宜用钢架支撑进行支护。(9)、把喷层的异常裂缝作为主要安全检查内容之一,经常进行观察与检查,并作为施工危险信号引起警惕。(10)、如发现隧道内有险情,必须在危险地段设置明显标志或派专人看守,并迅速报告施工现场负责人及时采取处理措施。若情况严重时,应立即将工作人员全部撤离危险地区。(11)、在本段开挖支护完成后,及时施作仰拱衬砌以及拱墙衬砌,封闭成环。原文已完。下文为附加论文,如不需要,下载后可以编辑删除,谢谢! 轰燃对建筑室内火灾灭火救援的影响【摘 要】:在室内轰燃研究理论基础上,简要介绍了轰燃的定义和轰燃判据,并结合建筑火灾实际情况,分析了因轰燃

24、引起的室内火灾中灭火救援难点问题,根据轰燃的特点,提出了应对此类火灾的灭火救援对策,为消防部队处置室内轰燃火灾提供参考。【关键词】:消防; 建筑火灾; 轰燃; 灭火救援一、引 言轰燃是室内火灾发展过程中的一种特殊燃烧现象。室内发生火灾后,若具备合适的燃料和通风条件,就可能发生轰燃。轰燃一旦发生,室内所有可燃物会在极短时间内同时全面着火,室内整个空间都充满火焰,可燃物燃烧速率和室内温度急剧上升,并且室内会产生大量有毒烟气,氧气浓度也随之急剧下降。这些都会使室内人员受到严重威胁,也给消防灭火救援带来极大困难。国内外发生的很多建筑火灾事故中,轰燃就是造成严重人员伤亡和财产损失的元凶,如新疆克拉玛依友

25、谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾、吉林中百商厦火灾、英国布拉德福市足球场火灾和皇家十字地铁车站火灾。因此,结合轰燃的特点和危害性,分析轰燃对建筑火灾中灭火救援工作造成的难点问题,有针对性的加强对室内火灾的控制,对于提高消防部队灭火救援工作效率具有重要意义。二、轰燃及相关研究(一)轰燃定义NFPA 921中轰燃定义为:室内火灾发展的一个过渡阶段,热辐射作用下的所有可燃物在轰燃时几乎同时着火,火焰迅速在室内所有物体传播蔓延,室内形成一片火海。轰燃的发生是火灾失控发展的危险信号,产生的高温烟气会对建筑结构安全产生严重影响,强大的破坏力往往造成恶性死伤事故和巨大财产损失,极易造成群死群伤事故与巨额财产损失,

26、也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标志。目前对轰燃还没有统一的定义,比较常用的三种:(1)室内火灾由局部火向大火的转变,转变完成后,室内所有可燃物表面都开始燃烧;(2)室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变;(3)在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。(二)轰燃判据及预测室内火灾是一种受限空间内的燃烧,是建筑火灾的主要形式,将发生轰燃的条件量化为可以测量或计算的物理量是一件极为困难的事情。现在应用最多的三个轰燃判据为:(1)室内接近顶棚热烟气温度超过600;(2)室内地板平面辐射热通量超过20 kW/m2;(3)通风口有火焰喷出。以上判据都源于火灾实验观察结果,虽然具有一定局

27、限性,但可以作为判定轰燃的参考标准。对轰燃的预测方法,不同的研究者提出了不同的温度和热通量判据。V.Barauskas、McCaffrey、Quintiere、Harkleroad、Thomas等分别提出了基于热释放速率预测轰燃的经验公式。此外,武警学院陈爱平教授将内衬材料的热惯性因素引入考虑,基于McCaffrey的方法提出了轰燃综合预测法;B.Hagglund等建议采用临界轰燃燃烧速率预测轰燃;J.G. Quintiere等提出采用临界轰燃燃料面积预测轰燃;S.R.Bishop根据经典热爆炸和非线性热动力学理论温度微分方程特征值预测轰燃等。这些预测方法的实用性和精确性还有待改进。三、轰燃对

28、室内火灾灭火救援的影响(一)轰燃时间预测困难,影响灭火救援决策消防部队在轰燃前到达现场,如果未及时预测和侦察到轰燃,急剧升高的温度和喷出火焰会对消防队员造成伤害。消防官兵到火场后,没有人能够准确预测是否会发生轰燃和什么时候发生轰燃。有些火灾,消防员内攻进入室内的瞬间就可能被卷入火海中,而有些火灾,在灭火救援进行过程中突然轰燃,也有的至灭火战斗结束也不发生轰燃。如何在火场快速判断轰燃发生的可能性及时间,仍是一线消防指挥员的一个难题。而目前对轰燃的预测研究多限于学术理论方面,并没有便于在灭火救援现场操作的轰燃预测仪器或技术手段。指挥员只能依靠个人积累的灭火经验,对轰燃的感官印象及火情侦查情况进行初

29、略判断,容易导致现场决策低效率、低质量,甚至做出错误的决策,造成不必要的人员伤亡和财产损失。(二)火场温度高,灭火进攻困难室内发生轰燃后,火势突然猛涨,进入全面燃烧阶段,产生的高温能达到1000左右。有关研究表明,对于没有任何保护的皮肤,只要暴露在137-160的环境中就会造成严重伤害。扑救建筑火灾最有效的灭火措施是内攻,而轰燃产生如此的高温会对消防员产生强烈的烘烤,加上可能从门窗喷出的火焰和高温烟气,消防队员很难近距离灭火,内攻更加危险、艰难。如灭火中水枪掩护不充分,个人防护不周全,还会危及消防员人身安全。同时由于轰燃中可燃物不完全燃烧会产生大量有毒浓烟和气体,降低了火场能见度,更加难以发现

30、较隐蔽的火势威胁,影响了灭火效率。(三)室内充满烟气,搜索救援难度大轰燃发生前,大量积聚的浓烟和高温会迫使消防员将身子放低,弯腰或匍匐前进,在搜索被困人员时行动不便,效率低下。此外,室内积聚的浓烟具有较强的减光性,室内能见度很低,对侦查和搜救非常不利,受困人员也无法自行安全疏散,消防员也有误入危险区域和迷路的危险。轰燃后转为全面燃烧,燃烧更为猛烈,无法深入开展室内救援,而由于燃烧速率急剧增长,因燃料不充分燃烧会产生大量有毒气体如:CO、H2S、HCL、SO2等,导致被困人员中毒、窒息,消防灭火救援时间更加紧迫,人员疏散更加困难。(四)建筑受高温烘烤,结构有倒塌危险室内轰燃发生后,释热速率急剧增

31、大,温度急剧升高,达到500-600的高温,最高可达1000左右,建筑构件的强度在高温、强烈热辐射作用下会下降。混凝土在高于300温度作用下抗压强度线性下降,超过600时抗拉强度基本丧失,在900左右时抗压强度下降到常温时的10%;钢结构虽不燃烧,但在火灾高温中强度会迅速下降,500左右时全负荷钢结构就会失去静态平衡稳定性,600其强度下降2/3,进而结构发生变形引发倒塌。因此轰燃扑救过程中,建筑结构很容易发生局部倒塌甚至整体坍塌,使室内人员受到威胁,影响消防救援工作。(五)火焰易窜出蔓延,控制火势难度大室内具备轰燃条件时,可能在着火3-10 min后就会发生轰燃,消防队赶赴火场后可能已经发生

32、轰燃,火灾发展至猛烈燃烧阶段,第一出动力量如对火灾形势估计不足,到达火场后往往控制不住逐渐增长蔓延的火势。此外,轰燃后伴随着喷出火焰和飞火,能冲出着火房间,造成火势蔓延。而且轰燃产生的强烈辐射热也对临近可燃物形成威胁,强辐射热也是火势向上层和四周扩散蔓延的主要原因。四、预防和控制轰燃的灭火救援对策(一)全面侦查火情,注意轰燃征兆在处置建筑室内火灾时,应全面侦查火情,快速掌握起火房间位置、火势大小、人员被困情况、室内可燃物数量与类别、建筑结构特点、周围毗邻建筑情况等,尤其对于通风不好且室内可燃物数量较多时,应提高警惕,密切监视,谨防轰燃突发造成恶性事故。为延缓或避免可能发生的轰燃,到场后应确保室

33、内自动喷水灭火系统动作,尽量为后续灭火与人员疏散救援争取时间。同时应派安全员密切注意轰燃发生征兆,轰燃的警报信号主要是高温辐射、“闪燃”和“白烟”。有条件进入室内侦查时,如发现室内烟气温度较低,则轰燃可能性不大,应及时出开花水冷却;如消防员进入后,明显受到高温烘烤,热烟气层不断变厚,表明有轰燃危险,应及时撤离至外围控制火势。同时,消防员进入室内时,还应密切关注是否有浓烟从门窗翻滚、溢出,或则浓烟中夹杂有较小火焰和闪燃现象,如果出现这些征兆,则说明此房间具有轰燃的危险。(二)准确迅速,疏散抢救人员轰燃具有一定突发危险性,消防部队到达火场后,人员抢救时间非常有限,在迅速掌握火情和人员被困情况后,积

34、极做好冷却防护同时,立即组织精干人员成立搜救小分队,展开人员疏散和救援。进入室内救援前,应根据人员被困位置和数量,确定好各小组任务,定好一次作业时间、紧急情况联络方式和撤离路线。每个搜救人员都应穿好灭火服,必要时穿防火服,佩戴空气呼吸器,在水枪跟进掩护中小心进入。搜索时2人或3人一小组,协同搜寻,尽量靠墙前进,弯腰或则匍匐行进,能见度太低时要利用导向绳保护,防止在浓烟中迷路,并密切注意火情变化,随时做好紧急撤离准备。在搜救中注意检查门窗附近有无昏迷人员,当室内烟气温度过高时,不能进入火场内部太远,严格按照作业时间行动,按时返回。如果赶到火场轰燃已经发生,不要盲目进入室内,应先设法进行通风散热,

35、控制火势,适当破拆开辟救人通道,待火势稍减再内攻灭火救援。(三)喷雾冷却稀释,适时通风散热轰燃前和轰燃后都要出枪射水,如能直接对火源射水,可有效降低火源热释放速率,降低火焰区温度,能延迟或抑制轰燃发生。但区别于普通建筑火灾,轰燃火灾处置中水枪的射流形式、射水部位都有特殊要求。对于轰燃火灾,室内烟气层很厚,可燃气体浓度大,如果仅用直流水冷却灭火,可以对火焰区起到降温作用,对未燃材料起到润湿和减缓热分解作用,但对热烟气层效果不明显,所以射水直击火源的同时还需要开花水或喷雾水对热烟气层实施稀释、冷却。向热烟气层喷水雾一方面可以降低烟气温度,减小热烟气的热辐射,另一方面水雾滴吸热汽化后可以稀释可燃气浓

36、度。现在大多室内顶部有易燃装修材料,还要注意向屋顶和墙壁射水冷却。扑救轰燃火灾时,还要注意适时通风和排烟,李晋等研究发现在增大房间送风量,轰燃时间提前,稳定送风量并加大排烟量时,轰燃不发生。杜兰萍等研究表明,燃料一定时,排烟量与送风量之比大于某定值就不会发生轰燃。送风可通入新鲜空气,排烟可减少热烟气浓度,有利于室内散热,所以在轰燃前采取合理通风排烟措施,比如打开门窗、启动机械排烟装置等都有利于灭火救援。但对于通风的时机和通风量的大小,指挥员一定要正确把握,对于已经充满浓烟的高温密闭的房间,谨防因开门通风引起回燃。(四)小队突击,内攻灭火通常对建筑火灾最有效的灭火措施就是内攻,直击火点,消灭火势

37、。轰燃火灾由于高温、强辐射、室内热烟气浓、建筑有倒塌风险等特点,应该谨慎选择内攻时机,把突发险情的危害降到最低。在仔细侦查火情,掌握火势发展态势后,确保无轰燃发生危险征兆,比如:观察门窗有无浓烟翻滚或闪燃,着火房间门把手是否很热,室内烟气是否有明显的烘烤灼热感等。同时还应确保建筑没有倒塌危险,内攻进入时以精干小组为单位,做好安全防护和掩护,交叉掩护前进,注意避开吊顶、高热区等危险,遇有紧急情况,立即撤离。内攻应量力而行,火势太过猛烈时,不能勉强内攻,应先控制住火势,增援力量到达或兵力相对火势具有一定优势时再内攻灭火。(五)重点监护,防止倒塌和火势蔓延轰燃产生的高温对建筑构件和结构有巨大破坏作用

38、,灭火过程中,要对建筑承重构件加强冷却保护,并应指定人员密切注意建筑破坏情况,一旦有倒塌危险就及时撤离。对于着火时间较长的建筑,冷却承重构件时,避免用冲击力过大的直流水直接向构件射水,尽量用开花水均匀冷却降温,防止高温的混凝土在水流冲击和冷却作用下开裂,强度下降。此外,扑救轰燃火灾中,把握火场全局,重点突破,加强冷却降温的同时,还应出枪抑制从门窗喷出的高温烟气和火焰,防止火势从门窗及管线向上层和四周蔓延。对于已经发展成全面燃烧的大火,应从整体上合理部署兵力,集中优势兵力控制火势,再逐步消灭火灾。五、结 语由于轰燃现象的复杂性,对于轰燃产生的条件及轰燃本质等问题研究还存有争议,需要进一步的理论研

39、究和实验验证,随着轰燃研究的不断深入,我们可以更加有针对性地预防和抑制轰燃的发生,轰燃火灾中的消防灭火救援工作也会更加科学高效。 电石火灾处置对策研究摘 要:根据电石的理化性质和化学危险特性,结合电石火灾的特点,对电石火灾事故的处置方法和措施进行了探讨,具体从现场火情侦查、初期控制、灭火剂选用、安全防护与防暴和防止环境污染五个方面进行分析,研究了如何高效处置电石火灾事故。关键词:电石;火灾;灭火救援一、引言电石作为重要的基础化工原料,在保障国民经济平稳较快增长、满足相关行业需求等方面发挥着重要的作用,它广泛应用于工业、农业、建筑、医药等领域。电石本身不可燃,但遇水剧烈反应生成易燃易爆的气体乙炔

40、,在工业生产中常引发火灾甚至爆炸。丹江口市辖区内的汉江集团电化公司、宏茂冶金公司电石年产量都达20万吨以上,新港金家湾工业园及三官殿还有数家小型电石生产、经营企业,丹江口市已经成为华中地区电石重要生产基地。然而,近几年因电石在生产、运输、贮存过程中发生的火灾事故比较频繁,造成了严重的经济损失。因此,我们有必要全面认识电石的火灾危险性,研究出高效的事故处置对策,提高灭火救援人员对电石火灾事故的处置能力。二、电石的理化性质(一)电石理化性质电石是碳化钙的俗称,它是工业上广泛使用的基本原料。纯净碳化钙为无色晶体,暴露空气中会吸水受潮而呈灰白色。工业电石为碳化钙与氧化钙的混合物,碳化钙含量70%-80

41、%,外观呈灰色、棕黄色或黑褐色,一般由焦炭和石灰经高温熔炼得到。电石的化学分子式为CaC2,密度为2.22g/cm3,熔点447,沸点2300,闪点17,可导电,遇水剧烈反应生成乙炔,并放出热量,属于甲类第2项火灾危险物品。(二)电石的化学危险性(1)遇湿受潮燃烧。电石为一级遇湿易燃物品,遇水反应剧烈,生成乙炔和氢氧化钙,并放出热量,每公斤碳化钙水解放热约为1962J。乙炔爆炸极限为2.5%82%,在空气中达到爆炸极限浓度时,遇明火即发生爆炸。若电石包装不严而不慎受潮,会积聚一定的乙炔气和热量,当乙炔浓度处于爆炸极限范围内时,遇明火则爆炸。此外,乙炔的过量积累也可能导致物理爆炸。(2)受撞击引

42、发爆炸。电石在受到碰撞、摩擦时,电石与容器间可能产生静电、火花,造成电石自燃甚至引爆聚集的乙炔。电石中一般含有少量硅、铁、镁、铝等杂质,这些杂质在碰撞摩擦中更容易产生火花。(3)高温下电石能与氯、硫、磷、乙醇、氯化氢等发生剧烈反应。电石与酸性溶液反应激烈,比遇水反应更剧烈,可能引起液体飞溅。(4)对人体皮肤具有腐蚀作用。电石粉末接触到皮肤,能与汗液反应生成氢氧化钙,对皮肤有腐蚀作用,可能引起皮肤瘙痒、发炎;不慎接触到眼睛,会引起结膜炎,灼伤眼部组织;吸入到体内会伤害呼吸系统和肠胃器官。三、电石火灾事故的特点(一)致灾因素多,突发性强由于电石的遇湿易燃性,在生产、储存、运输中任一环节出现问题都可

43、能引起火灾,而且电石一旦燃烧,发展极为迅速。生产中防潮、防暴措施不到位,操作失误,电石意外淋雨,运输中货物碰撞等都能引发电石着火,遇明火还可能发生爆炸,使人猝不及防。此外,近年的电石火灾多发生于公路运输途中,并伴随着交通事故,事故发生地点不确定,情况复杂,也给救援力量的到达和现场救援组织展开带来了困难。(二)燃烧猛烈,易爆炸造成人员伤亡电石着火后会引起连锁反应,燃烧产生的高温会加速火焰传播,如果散落的电石附近有水源,或则遇到大雨天气又没有遮雨工具,火势会越烧越猛烈。电石与水、酸接触会放出乙炔和热量,遇明火、受高温烘烤都能引发爆炸,造成人员伤亡和火势蔓延扩大。工业电石中还含有磷、硫等杂质,燃烧生

44、成的硫化氢、磷化氢气体不仅易燃易爆,而且毒性大,易导致人员中毒事故。(三)现场情况复杂,处置难度大发生在厂房的电石火灾,因工厂布局复杂,危险化学品储量多,处置起来十分困难。工艺生产装置的高温高压环境也不利于灭火,管线的破环会引起危险品泄漏扩散,形成多点燃烧、立体燃烧。如果错过初期有利战机,猛烈燃烧的高温烘烤,也不利于近距离灭火作战,无法发挥最佳灭火效果。公路运输途中的电石火灾,若发生在市区、人员密集地区,处置干扰因素将增多;若发生在农村偏僻地区,消防力量难以及时赶赴现场,灭火救援器材装备的使用和补给也会受环境限制。四、处置电石火灾的关键环节在确保安全的前提下,应根据电石的理化性质,科学实施灭火

45、救援。消防部队接到报警后,首先应明确电石燃烧状况和人员伤亡情况,加强第一出动力量。并迅速启动应急联动预案,与公安、交警、医疗、市政、环保、安监等部门做好协同。(一)现场侦查消防部队赶到火灾现场后,应通过外部侦查、询问知情人、仪器侦查等方式,快速掌握火势发展情况,为下一步行动方案提供依据。需要侦查掌握的内容有:(1)询问报警人、目击者及知情人,简要了解火灾发生的经过和所采取的处置措施情况;(2)查清电石燃烧数量、包装形式、散落、泄漏情况、火势蔓延方向,周围有无受到威胁的危险物品和易燃易爆品,附近有无水源、点火源;(3)密闭厂区内应利用可燃气体检测仪和有毒气体侦检仪,检测空气中乙炔、硫化氢、磷化氢

46、等气体浓度,并根据检测情况确定安全防护等级,划定警戒范围;(4)查清现场有无受伤、中毒人员,受伤人员数量、分布位置和人员疏散情况;(5)现场的风向、风速、空气湿度、下雨征兆等气象情况;(6)现场地势、周围建筑物、道路、交通状况。(二)初期控制根据侦查检测情况,结合电石燃烧、乙炔扩散发展趋势,果断决策,制定灭火救援行动方案。工程技术人员和医疗救护人员要协助消防人员,加强处置中的技术指导。(1)确定警戒范围。根据火势和气体检测结果,划出警戒范围,必要时实施交通管制,严格控制人员、车辆出入。保持危险气体浓度实时检测,乙炔气体浓度过高时,现场禁火、断电,适时对空气进行水雾稀释保护,防止爆炸。(2)控制火源、水源。及时清除危险区

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