Полезные материалы

О нормировании требований безопасности для тоннелей

12.05.2016

В России всё большее развитие получает строительство тоннелей не только метрополитена, но железнодорожных и автотранспортных, особенно в крупных городах России и районе проведения Олимпийских игр «Сочи-2014». Многочисленные пожары и другие чрезвычайные ситуации (ЧС), имевшие место во многих странах мира, дают основание характеризовать транспортные тоннели как "зоны повышенного риска" как для людей, находящихся под землей в узком замкнутом пространстве и зачастую  неподготовленных  к  действиям  по своему спасению, так и для служб, осуществляющих тушение пожаров и ликвидацию последствий ЧС.  Рассмотрим по видам тоннелестроения (железнодорожные, автотранспортные тоннели) доступную статистику пожаров и ЧС.

Железнодорожные тоннели. Крупный пожар в 1972 г. произошел в Японии в железнодорожном тоннеле длиной 13,9 км. В результате погибло 30 пассажиров ночного экспресса и 700 чел. получили травмы.

В декабре 1984 г. в тоннеле Саммит (Великобритания) загорелась 100-тонная цистерна с нефтью. Проведенные после ликвидации пожара обследования показали, что в зоне пожара, где температура достигала 1500°С, зафиксировано разрушение внутренних слоев кирпичной кладки обделки тоннеля. На отдельных участках отмечено расплавление кладки, которая оказалась покрытой 10-15 миллиметровым слоем стекла.

19 ноября 1996 г. произошел пожар в тоннеле под проливом Ла-Манш. Пожар продолжался более 8 ч. Через параллельные ветки тоннеля было эвакуировано 34 чел., восемь из них госпитализированы. Из-за сильной загазованности продуктами горения движе­ние в тоннеле было остановлено. В результате пожара оказались поврежденными перевозимые трейлеры, стены тоннеля, пути, системы энергоснабжения. Ремонт обошелся в несколько миллионов долларов. Однако, этот ущерб несопоставим с ущербом от простоя сооружения. Движение было прервано в обоих направлениях и частично восстановлено только в декабре.

Автотранспортные тоннели. Имелось несколько случаев, когда пожар в тоннеле охватывал более 100 автомобилей (тоннель Холланд, США, 1949 г.; тоннель Мурфлит, ФРГ, 1969 г.; тоннель Ниходзака, Япония, 1969 г.; Кальдекотский тоннель, США, 1989 г.). В одном только Эльбском тоннеле в Гамбурге за 13 лет эксплуатации произошло 36 пожаров с грузовыми автомобилями.

В тоннеле Холланд (США) возник пожар в кузове грузового автомобиля, перевозившего сероуглерод. Горение было столь интенсивным, что в результате воспламенились автомобили, находившиеся на расстоянии до 100 метров от аварийной машины. Высокая температура, плотный и токсичный дым затрудняли работу специальных подразделений. Людей удалось эвакуировать из опасной зоны, но автомобили в пределах ее полностью сгорели. В результате перегрева вышло из строя две трети вытяжных вентиляторов и были разрушены некоторые конструкции тоннеля.

В тоннеле Мурфлит (ФРГ) из-за перегрева и загорания шины заднего колеса возник пожар в грузовом автомобиле, перевозившем гранулированный полиэтилен. После остановки автомобиля огонь перекинулся на кузов с грузом. Попытки водителя потушить очаг пожара огнетушителем оказались безуспешными. К моменту прибытия  специальных подразделений тоннель уже был задымлен на всем протяжении в обе стороны от очага горения.

В 1979 г. в автотранспортном тоннеле Ниходзака длиной около 2 км между Токио и Нагоя (Япония) произошла авария на расстоянии 400 метров от выездного портала, что привело к множественным столкновениям автомобилей и возникновению пожара. В результате аварии 7 чел. погибли и 2 тяжело ранены; повреждено 173 автомобиля, причем некоторые полностью уничтожены. Во время пожара на участке тоннеля длиной 1122 метра температура достигла 10000С и возникло сильное задымление. Отмечены значительные повреждения обделки с разрушением бетона на глубину до 25 см. Восстановление тоннеля длилось 2 месяца. Системы обнаружения (344 пожарных извещателя) и тушения (1024 спринклерных оросителей, 48 пожарных гидрантов) не смогли ограничить развитие пожара.

19 ноября 1996 г. произошел пожар в Евротоннеле. Пожар возник в грузовом автомобиле, перевозившем полифенилэтилен. В течение короткого времени тоннель заполнился токсичным дымом. Все пострадавшие были спасены. Из-за высокой температуры в тоннеле группы пожарных менялись через каждые 10 мин. Ущерб составил 20 млн. австрийских шиллингов. В том же Евротоннеле 11 сентября 2008 г. произошло возгорание грузовика с фенолом (ядовитый химикат, используемый при производстве капрона, красителей и ряда лекарственных препаратов) в одном из вагонов товарного поезда. В результате пожара 12 человек были госпитализированы с отравлениями угарным газом.

В тоннеле Готтарда (Швейцария) произошел пожар 5 июля 1994 г. Загорелся грузовой автопоезд, загруженный детскими велосипедами и запасными частями к ним, упакованными в картон и пластик. Через 1 час пожар был потушен, но движение по тоннелю возобновилось только через 7 часов. В результате автопоезд выгорел полностью. Стоимость ремонта в тоннеле оценена в 1,9 млн. немецких марок.

Так же возникали пожары в альпийских автотранспортных тоннелях, повлекшие человеческие жертвы. Так, тоннель под Монбланом был сдан в эксплуатацию в 1965 г. Ежегодно по нему проходило около 750 тыс. грузовых автомобилей, не считая легковых. 25 марта 1999 г. в этом тоннеле произошел пожар, причинивший ущерб в 10 млрд. лир (5 млн. долларов). В центре 12-километрового автодорожного тоннеля, соединяющего Францию и Италию, загорелся грузовой автомобиль, направляющийся в сторону Италии. В результате более 30 автомобилей оказались блокированными, а находившиеся в них люди отрезанными огнем и токсичным дымом, с которым не смогла справиться систем вытяжной противодымной защиты. 34 человека погибли в кабинах автомобилей, остальные - при попытках выбраться из опасной зоны. В тоннеле сгорели 24 тяжелых грузовых автомобиля, 9 легковых, один мотоцикл и два автомобиля спасателей. Пожар продолжался 3 дня. В докладе Министерства транспорта и Министерства внутренних дел Франции отмечалась, в частности, несогласованность работы компаний, отвечающих за эксплуатацию французского и итальянского участков тоннеля. Указывалось также на тот факт, что вентиляционная шахта с итальянской стороны вместо обеспечения максимальной вытяжки дыма была открыта на максимальное поступление свежего воздуха, что способствовало быстрому распространению огня.

28 мая 2001 г. на подъезде к тоннелю Фрежюс (между Италией и Францией) протяженностью 13 км загорелся грузовой автомобиль, 14 человек пострадали в результате отравления продуктами горения.

24 октября 2001 г. в Швейцарии в 17-километровом тоннеле Сен-Готард шириной 7,8 м, на расстоянии 1,5 км от портала столкнулись два грузовых автомобиля. В результате лобового столкновения оба автомобиля загорелись, один из них ударился о стену и взорвался. После этого часть свода тоннеля обрушилась, перегородив движение. Средняя скорость движения в тоннеле примерно 90 км/ч, и многие машины, не успев затормозить, врезались в грузовики, образовав огромную «пробку». В 200-метровой зоне, где бушевало пламя, находилось, по оценкам экспертов, около десятка автомобилей, включая два тяжелых грузовых, лобовое столкновение которых послужило причиной возгорания. Кузова 100 легковых автомобилей в эпицентре пожара расплавились под воздействием температуры, превышавшей 1200 0С. Пожарные и медики из-за сильного задымления и очень высокой температуры смогли добраться до очага пожара, находящегося в полутора километрах от южного портала, только через сутки. В тоннеле произошло еще несколько обрушений, длина завалов достигла 300 м. В результате пожара погибло 11 человек.

В ноябре 2000 г. в тоннеле Тауэрн в Австрии произошло столкновение автомобилей, которое привело к пожару, в результате которого было объявлено о 155 жертвах.

Ухань, 25 января 2011 г. в центральном Китае на территории провинции Хубэй более десяти автомобилей оказались заблокированными в автодорожном тоннеле в результате пожара. Пожар вспыхнул в тоннеле "Юйцюаньси" протяженностью более 5000 метров на участке скоростной автотрассы Шанхай - Чэнду на территории города Ичан. В тушении пожара и проведении спасательной операции принимали участие 10 пожарных машин и 60 пожарных.

Неоднократно возникали пожары и в Российских автотранспортных тоннелях.

Ряд пожаров произошли в Лефортовском тоннеле г.Москвы глубокого заложения. 18 июля 2006 г. загорелся автомобиль "Peugeot"; 26 ноября 2007 г. произошло возгорание в двигателе грузового автомобиля марки "Газель"; 31 мая 2007 г. в тоннеле между четвертым и пятым эвакуационными выходами загорелся автомобиль «Волга». В ходе данного пожара из-за сильного задымления из тоннеля были эвакуированы около 100 человек. 14 апреля 2009 г. загорелся автомобиль «Opel».

17 марта 2007 г. в Лефортовском тоннеле внутренней стороны третьего транспортного кольца сгорел автомобиль BMW.

14 июля 2008 г. в тоннеле на Новинском бульваре (пересечение Садового кольца с улицей Новый Арбат) загорелся легковой автомобиль марки «Hyundai». Его водитель погиб. По некоторым данным, в машине самопроизвольно загорелся моторный отсек.

Обоснование выбора проектной аварии

Анализ имеющихся данных показывает, что пиковая мощность тепловыделения при горении автомобиля может меняться от 1,5 до 202 МВт. При этом температура газа вблизи потолка может составлять от 110°С до 1365°С.

В литературе можно найти результаты многочисленных измерений мощности тепловыделения пассажирских автомобилей и температуру под потолком тоннеля /7-9/. В табл. 1 представлена сводная информация по результатам измерения пассажирских и других автомобилей (кроме бензовозов)

Таблица 1.

Тип ТС, модель, год, номер теста, продольная вентиляция, м\с

Кол-во тепла

(ГДж)

Максимальной тепловыделение (МВт)

Время достижения максимального тепловыделения

(с)

Максимальная температура у потолка туннеля (°С)

Ссылка

Пассажирские автомобили

Форд таурус, 1.6, поздние 70-е, тест 1

4

1.5

12

Mangs и  Keski-Rahkonen

Датсун 160 J седан, поздние 70-е, тест 2

4

1.8

10

Датсун 180 В седан, поздние 70-е, тест 3

4

2

14

Фиат 127, поздние 70-е, 0.1 м\с

3.6

12

Ingason и др

Рено Еспейс J11-II, 1988, тест 20, 0.5 м\с

7

6

8

480

Steinert

Ситроен BX, 1986

5

4.3

15

Shipp и Spearpoint

Остин Маэстро, 1982

4

8.5

16

Опель Кадет, 1990, тест 6, 1.5 м\с

4.9

11

210

Lemaire и др

Опель Кадет, 1990, тест 7, 6  м\с

4.8

38

110

Рено 5, 80-е, тест 3

2.1

3.5

10

Joyeux

Рено 18, 80-е, тест 4

3.1

2.1

29

Маленькая машина, 1995, тест 4

4.1

4.1

26

Большая машина, 1995, тест 7

6.7

8.3

25

Трабант, тест 1

3.1

3.7

11

Steinert

Остин, тест 2

3.2

1.7

27

Ситроен, тест 3

8

4.6

17

Рено лагуна, 1999

13.7

8.9

10

Marlair Lemaire

Два пассажирских автомобиля

Ситроен BX +Пежо 305, 80-е, тест 6

8.5

1.7

Joyeux

Маленькая+большая машины, тест 9

7.9

7.5

13

Большая машина+маленькая машина, тест 10

8.4

8.3

БМВ+Рено 5, 80-е, тест 5

10

Поло+Трабант, тест 6

5.4

5.6

29

Steinert

Пежо+Трабант (тест 5)

5.6

6.2

40

Ситроен+Трабант, тест 7

7.7

7.1

20

Джетта+Аскона, тест 8

10

8.4

55

Три пассажирских автомобиля–

Гольф+Трабант+
Фиеста, тест 4

8.9

33

Автобусы

25-35 летний 12-метровый школьный автобус Вольво на 40 посадочных мест Эврика499, 0.3 м\с

41

29

8

800

Ingason

Тест автобуса в туннеле Шимизу, 3-4 м\с

30**

7

303

Kunikane и др

Грузовой автотранспорт

Трейлер с 10.9 тоннами дерева(82%) и пластиковыми палеттами (18%), тест 1, 3 м\с

240

202

18

1365

Ingason и Lonnermark

Трейлер с 6.8 тоннами деревянных паллет и PUR-матрасов (18%), тест 2, 3м\с

129

157

14

1282

Ingason  и Lonnermark

Лейланд DAF 310ATi с 2 тоннами мебели, Эврика 499, 3-6 м\с

87

128

18

970

Grant  и Drysdale

Трейлер с 8.5 тоннами мебели, крепежа и резиновых шин, тест 3, 3м\с

152

119

10

1281

Ingason и Lonnermark

Модель трейлера с 3.1 тонны гофрированного картона с пластиковыми авемками (19%)

67

67

14

1305

Ingason и Lonnermark

Трейлер с 72 деревянными палеттами, Вторые тесты бенелюкса, тест 14, 1-2 м\с

19

26

12

600

Lemaire и др

Трейлер с 36 деревянными палеттами, Вторые тесты бенелюкса, тесты 8, 9 ти 10, 1.5, 5.3 м\с и 5 м\с

10

13,19 и 16

16,8 и 8

400,290,300

Lemaire и др

Условная загрузка грузовика, Эврика 499, 0.5 м\с

63

17

15

400

Ingason и др

*)маленький автомобиль включает следующие машины: пежо 106, рено твинго-клио, ситроен сахо, форд фиеста, опель корса, фиат пунто, фольксваген поло; большой автомобиль включает в себя: Пежо 406, рено лагуна, Ситроен хантия, Форд мондео, Опель вектра, Фиат темпра, фольксваген пассат

**)Это предполагается из конвективного потока в 20 МВт, полученного Куникане и др, поскольку спринклерная система была активирована когда поток составлял 16.5 МВт. В предположении, что 67% уходит в конвективный поток, тепловыделение HRR=20/0.67=30 MВт.** - массовый эквивалент нагрузки

Из представленных результатов видно, что мощность тепловыделения одной пассажирской машины (маленькой и большой) изменяется от 1,5 до 9 МВт, но большая часть испытаний показывает значения менее 5 МВт.

Пиковая мощность тепловыделения пожаров автобусов составляет около 30 МВт.

Максимальное значение типовой мощности тепловыделения было получено для грузовых трейлеров (одиночных) и составляло от 13 до 202 МВт в зависимости от пожарной нагрузки. Время достижения пиковой мощности составило от 10 до 20 мин.

Существуют также различные способы представления проектного пожара с использованием как пиковой мощности тепловыделения так и различных зависимостей для скорости роста пожара (линейной, квадратичной и т.д.), а также различных сочетаний кривой роста пожара с участком постоянного уровня и участком угасания /10-13/.

На основе анализа проведенных выше экспериментальных данных и методов математического представления проектной кривой пожара в тоннелях предлагается использовать следующие проектные аварии:

  • загорание одного - двух легковых автомобилей (максимальная мощностью пожара 5 МВт); (для тоннеля данную аварию не целесообразно рассматривать в качестве проектной, т.к. в транспортном потоке всегда есть грузовики массой до 2,5 т)

  • загорание малого грузового автомобиля и одного-двух легковых автомобилей (максимальная мощность пожара 30 МВт); (для тоннелей, где исключается движение автобусов и грузовиков массой свыше 2,5 т).

  • загорание двух автобусов или малых грузовых автомобилей (максимальная мощность пожара 50 МВт) (для тоннелей где предусмотрено движение автобусов и исключается грузовиков массой свыше 2,5 т).

  • загорание большегрузного автомобиля (фура) (максимальная мощностью пожара 100 МВт). (для тоннелей без ограничения состава движения).

Исходя из необходимости для обеспечения безопасности людей при пожаре рассматривать максимальную проектную аварию, при проектировании и строительстве автодорожных тоннелей в Российской Федерации автодорожные тоннели не дифференцируются по мощности пожара и при разработке мер по обеспечению пожарной безопасности  используется максимальная из перечисленных мощность пожара, а именно 100 МВт.

Анализ нормативной базы в области обеспечения пожарной безопасности автотранспортных тоннелей

Текущая ситуация в России характеризуется, с одной стороны, расширением проектирования и строительства объектов различного функционального назначения в подземном пространстве, включая коммуникационные тоннели, а с другой – недостаточностью нормативных документов по пожарной безопасности для реализации таких проектов. Так, действующие в настоящее время Федеральные Законы /1,2/ не устанавливают требований пожарной безопасности к транспортным объектам тоннельного типа. В ранее действовавшем СНиП /5/ (п.1.8) приведено: «Проектирование общественных сооружений, размещаемых полностью или преимущественно в подземном пространстве, производится по специальным заданиям на проектирование».

В рамках реализации Федерального Закона /1/ в настоящее время действует СНиП /4/, который распространяется на проектирование и строительство новых и реконструкцию действующих тоннелей на железных дорогах общей сети колеи 1520 мм и на автомобильные дороги общего пользования всех категорий. Однако настоящие нормы не распространяются на тоннели, сооружаемые на железнодорожных высокоскоростных (свыше 200 км/ч) пассажирских линиях, на скоростных автомагистралях (с расчетной скоростью движения более 150 км/ч) и на городские транспортные тоннели. В СНиП /4/ отсутствует даже классификация тоннелей, а требования пожарной безопасности таких объектов описываются в Специальных технических условиях, что получило активное применение при строительстве тоннелей в г.Москве и районе г.Сочи с участием специалистов ФГБУ ВНИИПО МЧС России, НПКЦ «Интерсигнал» и других организаций /6/.

В табл.2 приведены ряд нормативных правовых документов иностранных государств для тоннелей.

                   Таблица 2

Страна

Название НД

Обозначение

Тип                    документа

Издатель /

Год издания

Australia

(Австралия)

Fire Safety guideline for road tunnels

(Директива пожарной безопасности для дорожных тоннелей)

-

Guideline

(Руководящие нормы)

Australasian Fire Authorities Council (Австралийский Совет пожарной и аварийной службы) /2001

Austria

(Австрия)

Guidelines and Regulations for Road Design (Руководящие принципы и регламенты для дорожных проектов)

RVS

Guideline

(Руководящие нормы)

Transportation and Road Research Association

(Ассоциация исследований транспорта и дорог) /2001

France

(Франция)

Inter-ministry circular n°2000-63 of 25 August 2000 relating to the Safety of tunnels in the national highways network

(Проект министерства №2000-63 от 25 августа 2000, касающийся национальной сети дорог)

Circ 2000/63 A2

Regulation (Регламент)

Ministry for intrastructure, transport,

spatial planning tourism and the sea

(Министерство инфраструктуры, транспорта, планирования пространственного туризма и моря) /2000

Germany

(Германия)

Guidelines for equipment and operation of road tunnels

(Руководящие принципы для оборудования и ремонта дорожных тоннелей)

RABT 02

Guidelines (Руководящие нормы)

Road and Transportation Research Association (Ассоциация исследований транспорта и дорог) /2002

Japan

(Япония)

Design Principles, Volume 3 (Tunnel) Part (4) (Tunnel Safety facilities)

(Принципы проектирования тоннелей (средства безопасности при обслуживании тоннелей)

-

Guidelines (Руководящие нормы)

Japan Highway

Public Corporation (Японская общественная дорожная корпорация) /1998

Korea

(Корея)

National Fire Safety Codes

(Национальные правила пожарной безопасности)

NFSC

Regulation (Регламент)

Korea National Emergency Management Agency (Корейское Национальное агентство по чрезвычайным ситуациям) /2005

Guideline for Installation of Safety facility in road Tunnels

(Директива для установок безопасности в транспортных тоннелях)

GIST

Guidelines (Руководящие нормы)

Ministry of Construction & Transportation

(Министерство строительства и транспорта) /2004

Norway

(Норвегия)

Roads Tunnels

(Дорожные тоннели)

Handbok 021

Guidelines (Руководящие нормы)

Norwegian Public Roads Administration, Directorate of Public Roads

(Норвежская общественная дорожная администрация, Управление общественными дорогами) /2004

Sweden

(Швеция)

Tunnel 2004

(Тоннели 2004)

Tunnel 2004

Guidelines (Руководящие нормы)

Swedish National Road Administration

(Шведская Национальная Дорожная Администрация) /2004

UK

(Великобритания)

Design manual for roads and bridges, Volume 2 Highway structure design Section 2, Part 9. BD 78/99: Design of road tunnels

(Руководство по проектированию дорог и мостов, Раздел 2, Секция 2, часть 9, 78/99: проект дорожных тоннелей)

BD 78/99

Guideline and Requirement (Руководящие нормы, требования)

The Highway Agency (Дорожное агентство) /1999

USA

(США)

Standard for road tunnels, bridges and other limited access Highways

(Стандарты для дорожных тоннелей, мостов и других скоростных  автомагистралей с ограничением въезда)

NFPA 502

Standard (Стандарт)

National Fire Protection Association

(Национальная ассоциация противопожарной защиты)/2004

EU

(Европейский союз)

Directive2004/54/EC of the European parliament and of the council

(Директива 2004/54/EC Европейского парламента и совета)

Directive 2004/54 EC

Directive and Regulation (Руководящие нормы, Регламент)

European Parliament and the Council

(Европейский Парламент и совет)/2004

World Road Association PIARC (Permanent International Association of Road Congresses)/ Всемирная дорожная ассоциация (Франция)

Fire and Smoke Control in Road Tunnels

(Контроль за огнем и дымом в дорожных тоннелях)

PIARC

Guidelines (Руководящие нормы)

PIARC

(Всемирная дорожная ассоциация) /1999

UNECE (United Nations Economic Commission for Europe)/ Экономическая комиссия Организации Объединенных Наций

Recommendations of the Group of Experts on Safety in Road Tunnels (Final Report)/

Рекомендации группы экспертов по безопасности в дорожных тоннелях (Заключительное сообщение)

TRANS/ AС 7/9

Guidelines (Руководящие нормы)

UNECE Multidisciplinary Group of Experts on Safety in Tunnels (Многопрофильная группа экспертов по безопасности в тоннелях)/2001

 

Нормирование требований к тоннелям за рубежом, их категорирование базируется, главным образом, на матрице тоннельной длины и объема перевозок. Каждый параметр рассматривается для повышения категорий, которые требуют. Категории тоннелей с бóльшим объемом перевозок[1] или бóльшей протяженностью отнесены к более высоким категориям с дополнительными мерами по обеспечению безопасности.

Категорирование тоннелей в зависимости от их протяженности установлено во Франции, Германии, Корее, США и ЕС. Типичные примеры – NFSC (Корея) и NFPA 502 (США), где требования привязаны только к протяженности тоннелей. В других странах актуальны также объем перевозок и местоположение прокладки тоннеля.

Категорирование тоннелей в зависимости от различных параметров имеет достаточно широкую вариантность (табл.3). Во Франции, например, существует более обширное разделение по категориям (определяющими факторами являются: местоположение, протяженность, объем перевозок), чем в Корее (NFSC) и США (NFPA 502).

Таблица 3

Сравнение вариантов категорийности тоннелей

Страна

Количество вариантов категорий

Варианты разделения по протяженности

Минимальная протяженность

Определяющие факторы

Франция

7

300, 500, 800, 1000, 1500, 3000, 5000 м

300 м

Местоположение, транспортный тип, протяженность, объем перевозок

Германия

4

Все тоннели, 400, 600, 900 м

Все тоннели

Протяженность, объем перевозок

Швеция

3

100, 500, 3000 м

100 м

Протяженность, объем перевозок

Великобритания

6

Все тоннели, 100, 500, 1000, 3000 м

Все тоннели

Протяженность, объем перевозок

Япония

5

100, 500, 1000, 3000, 10000 м

100 м

Протяженность, объем перевозок

Корея

4

Все тоннели, 500, 1000, 3000 м

Все тоннели

Протяженность, анализ риска

США

3

90, 240, 300 м

90 м

Протяженность

Евросоюз

3

500, 1000, 3000 м

500 м

Протяженность, объем перевозок

 

Категории тоннелей в Австрии, Японии, Швеции, Норвегии и Великобритании установлены матрицей тоннельной протяженности и объема перевозок. Категории в Норвегии затрагивают объем перевозок в большей мере, чем протяженность. В Корее выполняется анализ риска для повышения категорий, основанный на оценке шести факторов риска (объем перевозок включен в эти шесть факторов). В классификации Австрии определен объем перевозок в час и другие факторы (количество полос движения в одном направлении и возможность транспортных перевозок опасных грузов).  В Швеции существует три категории тоннелей (TC, TB и TA), зависящие от протяженности тоннеля и объема перевозок, как среднего ежедневного движения (AADT) за 20 лет.

В Японии все тоннели подразделяются на 5 категорий: АА, А, В, С и D. Делятся они также в зависимости от ежегодного среднего ежедневного движения и от протяженности тоннеля. Ежегодное среднее ежедневное движение было получено за 10 лет наблюдений.

В Великобритании необходимость обеспечения тоннелей системами безопасности связано с Ежегодным средним ежедневным транспортным потоком (AADT - оценка за 15 лет) и протяженностью тоннеля. Тоннели выделены в категории AA, A, B, C, D и E. Категории для ежегодного среднего ежедневного транспортного потока сверх 100 тыс.транспортных средств в день могут быть рассчитаны экстраполяцией. Великобритания дает рекомендации для основных условий проектирования тоннелей каждой категории, не ограничивая проект жесткими рамками.

В Норвегии категории тоннелей основаны на объеме перевозок (AADT за 20 лет) и протяженности тоннелей. Кроме того, категории тоннелей зависят от определенного поперечного сечения, количества полос движения и критериями, связанными с оборудованием безопасности. Например, тоннели с движением в одном направлении (AADT < 300) определены как категория тоннеля A. Если по объему перевозок (AADT) соответствует категория тоннеля E, то принимается решение строить вторую линию тоннеля.

В Корее Директива по безопасности в транспортных тоннелях (GIST), которая является одной из норм пожарной безопасности транспортных тоннелей, принимает категории тоннелей по табл.4, но после проведения анализа риска категории тоннелей могут меняться. Анализ риска проводится по шести факторам риска (табл.5). Повышение категорий происходит, если среднеарифметическое число индекса от всех факторов риска более чем 2.

Таблица 4

Категории транспортных тоннелей Кореи

Категория тоннеля

Протяженность тоннеля (L)

1

L ≥ 3000 м

2

1000 ≤ L<3000 м

3

500 ≤ L <1000 м

4

L < 500 м

 

Таблица 5

Определение индекса риска для транспортных тоннелей

в зависимости от различных факторов

Фактор риска

Показатель фактора риска

Степень риска

Индекс

1

AADT × протяженность тоннеля, (АL[2])

 

АL <8000

Очень низкая

1

8000 ≤АL< 16000

Низкая

2

16000≤ АL ≤ 32000

Средний

3

32000≤ АL<64000

Высокая

4

АL ≥ 64000

Очень

высокая

5

2

Градиент (G)

G < 1%

Низкая

1

1% ≤G<3 %

Средняя

2

G ≥ 3 %

Высокая

3

3

Процент грузовых перевозок (Н)

Н<10%

Низкая

1

10%≤Н<25%

Средняя

2

Н≥ 25%

Высокая

3

4

Перевозка опасных продуктов

Запрещена

Нет

0

Разрешена

Высокая

2

5

Тип

Одностороннее движение

Низкая

1

Двустороннее движение

Высокая

3

Также в Корее применяются Национальные правила пожарной безопасности (NFSC), которые находятся под юрисдикцией Национального агентства по чрезвычайным ситуациям. Документ состоит из 32 уведомлений и регулирует спецификации оборудования систем противопожарной защиты, но не содержит общих требований к оборудованию безопасности для транспортных тоннелей в зависимости от типов и категорий самих тоннелей.  Директива (GIST) выпущена Министерством строительства и транспорта Кореи и пересмотрена в 2004 г. Данные нормы Кореи (NFSC и GIST) дополняют друг друга. Директива GIST) принимает многие из требований NFSC (Национальных правил пожарной безопасности); при этом NFSC дает проектировщикам или заказчикам большую степень свободы, которая позволяет определять уровень безопасности тоннеля в зависимости от исследований риска и критериев качества.

В Австрии классификация транспортных тоннелей определяется опасным классом (табл.6), который следует из опасного потенциала тоннеля. Опасный потенциал (G) определяется как G = MSV×gR×gK×gG,

где: MSV – объем перевозок в час (определяется как 30 объемов перевозок в «час пик»). Для грузового транспорта учитывается специальный автомобильный эквивалент 2,5;  gR – параметр, учитывающий количество полос движения в одном направлении; gK – параметр, учитывающий дополнительные факторы опасности (сходящиеся участки тоннелей и/или пересечения в тоннеле и в портальных областях); gG – параметр, учитывающий запрещение/разрешение опасных перевозок (их количество).

 

Таблица 6

Классы опасности транспортных тоннелей в Австрии

Опасный потенциал, G

Класс опасности

До 1000

I

От 1001 до 2500

II

От 2501 до 10000

III

Более 10000

IV

 

Можно отметить, что процесс горения в тоннелях значительно отличается от иных сооружений, в связи с чем пересмотрено ряд положений Стандарта NFPA 502. В издании 2008 года уточнена классификация автотранспортных тоннелей, пересмотрены положения о системах пожаротушения, вентиляции, защите строительных конструкций, перевозке опасных грузов, а также размер вероятного пожара. Так как пожары в автотранспортных тоннелях, как правило, происходят внутри объема транспортных средств (внутри моторного отсека или в салоне автомобиля), то целью становится, в первую очередь, ограничение распространения возникшего пожара на другие транспортные средства (зачастую при ограниченной возможности доступа пожарных подразделений к очагу пожара). Тоннели по своим параметрам характеризуются большой протяженностью при сравнительно малых габаритах, эффективной вентиляцией (включая естественную), отсутствием конструктивного разделения по длине, значительным сосредоточением пожарной нагрузки, поэтому вопрос о локализации пожара стоит особенно остро. В настоящее время технологии обнаружения пожара позволяют определить местоположение пожара в тоннеле с достаточной точностью, что позволяет это учитывать при проектировании и обеспечении работы всей системы противопожарной защиты.

Важным является также критерий «Перевозка опасных грузов», влияющий на безопасность в тоннелях. Пожары в тоннелях свидетельствуют о том, что такие товары, как, например, мука и маргарин (1999 г., тоннель Монблан), краска (1999 г., тоннель Сен-Готард) и покрышки (2005 г., тоннель Фрежюс), могут представлять большую опасность для тоннелей и тоннельных конструкций, чем ожидалось. В результате в NFPA 502 введена глава 13  «Регулируемые и нерегулируемые грузы», где представлены рекомендации по разработке правил для любых грузов, транспортируемых через тоннель. При этом органы, обладающие соответствующими полномочиями, должны принять правила и положения, которые следует применять при перевозке регулируемых и нерегулируемых грузов через тоннели.

В Российской Федерации с 1 января 2011 г. действует Европейское соглашение о международной дорожной перевозке опасных грузов (ДОПОГ). Согласно подразделу 1.9.5.1 и главе 8.6 ДОПОГ компетентные органы должны отнести автотранспортные тоннели к одной из категорий, определенных в ДОПОГ. Это необходимо для установления ограничений на движение транспортных средств с опасными грузами через автотранспортные тоннели. До настоящего времени классификация тоннелей в Российской Федерации в нормативных документах не рассмотрена.

Анализируя нормативную документацию в области проектирования, строительства и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры различных стран, можно сделать следующие выводы:

-              нормативными документами, затрагивающими сооружения тоннельного типа, определяются системы категорийности тоннелей;

-              системы категорийности тоннелей для разных стран существенно различаются между собой (минимальная протяженность сооружения, выбор детерминантов при определении категорийности, количество категорий);

-              при определении категорий тоннелей учитывается либо один определяющий критерий (для большинства стран это – протяженность тоннельного сооружения), либо комбинация критериев в различных сочетаниях (протяженность, объемы перевозок, параметры риска, местоположение, количество полос, геометрические особенности);

-              деление тоннельных сооружений по категориям способствует принятию решений по их пожарной безопасности, обеспечению системами противопожарной защиты и другими системами безопасности (на примере Кореи - табл.7). Однако, на практике при решении данной задачи могут возникать некоторые трудности, поскольку каждый тоннель имеет свои особенности, которые в рамках  использования системы категорийности могут не учитываться.

                   Таблица 7.

Требования Директивы для установок безопасности в дорожных тоннелях (GIST, Корея)

Противопожарное оборудование

Класс 1

Класс 2

Класс 3

Класс 4

Комментарии

Ручные средства тушения пожара

Установка с интервалом через каждые 50 м

Пожарные краны (гидранты) внутреннего противопожарного водопровода

-

-

Установка с интервалом через каждые 50 м

АУПТ (water mist system – система водяного тумана)

-

-

-

Установка рекомендуется, если протяженность тоннеля более 3000 м (для тоннелей с двусторонним движением или односторонним движением в черте города при пропускной способности более 60×103 ед.техники в день на км.протяженности тоннеля (veh*km/day/tube); для тоннелей с односторонним движением за городом при пропускной способности более 90×103 ед.техники в день на км.протяженности тоннеля

Ручные пожарные извещатели

-

-

Автоматические установки обнаружения пожара (АПС)

1)

-

1)тоннели – с двусторонним движением или односторонним движением в черте города

Громкоговорители

-

Каждые ˂ 50 метров

Аварийный телефон

-

Каждые ˂ 250 метров

Видеонаблюдения (Сlosed Circuit Television, CCTV — система телевидения замкнутого контура)

2)

-

2) Для тоннелей с односторонним и двусторонним движением, находящихся в черте города

Радиосвязь

3)

Установка с интервалом 200-400 м

3) Для тоннелей протяженностью более 200 м

Информационные знаки (контроля использования полос движения)

-

-

Каждые 400-500 метров

Аварийное освещение

4)

4) Для тоннелей протяженностью более 200 м

Обозначение эвакуационного (аварийного) выхода

-

-

Эвакуационные (аварийные) выходы

-

Устройство с интервалом в 250-300 м

Параллельные тоннели для эвакуации и спасения

5)

6)

-

-

5) Для тоннелей с односторонним или двусторонним движением или исходя из расчета риска при коэф.более 2,0

6) для тоннелей с односторонним или двусторонним движением расположенных в черте города

Зоны безопасности (укрытия) 

5)

6)

-

-

Места для аварийной обстановки

-

-

-

Противодымная вентиляция

Для тоннелей с двусторонним движением или тоннелей с односторонним с возможностью образования заторов

Система радиосвязи пожарных отделений

7)

7) если радиокоммуникационное оборудование установлено

Телефонная связь с пожарной охраной

-

-

Установка с интервалом не более 50 м

Розетки для подключения электрооборудования пожарных подразделений

-

Установка с интервалом не более 50 м

Бесперебойная система электропитания

8)

8) только если установлено противопожарное оборудование

Аварийный генератор

9)

-

9) для тоннелей с двусторонним и односторонним движением в черте города

Обозначение символов:

«•» и «∆» - требуемые и рекомендованные средства безопасности соответственно.

Классы тоннелей:

-        класс 1 - более 3000 м;

-        класс 2 - более 1000 м, но менее 3000 м;

-        класс 3 - более 500 м, но менее 1000 м;

-        класс 4 - менее 500 м.

 

Стоит отметить, что и российская система тоннелестроения придерживается подобных принципов при проектировании тоннелей, однако не все факторы рассматриваются настолько четко. В СНиП /4/ нет классификации автотранспортных тоннелей по их пожарной опасности, конкретных и четких минимальных критериев обеспечения пожарной безопасности.

В соответствии с положениями /4/, можно выделить некоторые требования в зависимости от протяженности автотранспортных тоннелей (расположенных вне городской черты) при наличии требований пожарной безопасности, а именно: п.3.9. Камеры и ниши (при длине тоннеля от 200 до 400 м, от 400 до 600 м); п.3.10 Специализированные помещения для нужд служб эксплуатации и охраны (при длине тоннеля более 1500 м); п.3.11 Дополнительные эвакуационные выходы в рядом расположенные тоннели или в специально сооружаемые штольни безопасности, имеющие выходы на поверхность, либо камеры безопасности (при длине тоннеля более 1500 м); п.3.18 Местные уширения с площадками для аварийной остановки транспортных средств (при длине тоннеля более 1000 м); п.7.52 Силовые и осветительные кабели (при длине тоннеля менее или более 300 м); п.7.61 Заградительная сигнализация для включения световых сигналов, запрещающих въезд транспортных средств в случае создания аварийной ситуации в тоннеле (при длине тоннеля более 300 м); п.7.63 Телефонная связь (при длине тоннеля более 400 м); п.7.66 Линия громкоговорящего оповещения (при длине тоннеля более 1000 м); п.8.1 Пожарные посты с техническими средствами пожаротушения; п.8.5 Типы установок и огнетушащие средства обосновываются в проекте (при длине тоннеля более 5000 м). 

Вывод

С учетом вышеизложенного, а также отечественного опыта проектирования, строительства и эксплуатации подземных транспортных сооружений, представляется возможным на данном этапе предложить следующую классификацию городских автотранспортных тоннелей общего пользования (за исключением объектов специального назначения) с количеством полос движения не более 3-х в одном направлении по категориям в зависимости от их протяженности:

 

Категория тоннеля

Протяженность тоннеля, м.

I

до 300

II

300 ¸ 600

III

Свыше 600

 

Предлагаемая классификация может позволить обеспечить дифференцированный подход к обеспечению противопожарной защиты автотранспортных тоннелей, как например:

  • проектированию эвакуационных путей и выходов (эвакуационных межтоннельных сбоек, склизов и т.д.);

  • выбору типа системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре;

  • необходимости устройства систем автоматического тушения пожара и сигнализации;

  • проектированию противодымной вентиляции;

  • комплекса организационно-технических мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

Кроме того, целесообразно создание рекомендаций по пожарной безопасности городских и внегородских автотранспортных тоннелей, детализация соответствующих требований по железнодорожным тоннелям, а также разработка комплекса методик и программных продуктов для расчетов по оценке пожарных рисков, параметров применяемых систем противопожарной защиты, учитывающих специфику таких сооружений.

Использованная литература:

1. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о
требованиях пожарной безопасности».

2. Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

3. СНиП 32-02-2003 Метрополитены.

4. СНиП 32-04-97 Тоннели железнодорожные и автодорожные.

5. СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения.

6. Болодьян И.А., Бородкин А.Н., Ильминский И.И., Давыдкин Н.Ф., Родин В.С. Концепция обеспечения пожарной безопасности тоннелей 3-го транспортного кольца г. Москвы. М., 2001г.

7. Haack, A., Ed. "FIT - Report on work package 2, Design Fire Scenarios - Fifth Draft," STUVA, 2003.

8. Ingason, H., and Lönnermark, A., "Recent Achievements Regarding Measuring of Time-heat and Time-temperature Development in Tunnels", 1st International Symposium on Safe & Reliable Tunnels, Prague, Czech Republic, 4-6 February, 2004.

9. Lönnermark, A., and Ingason, H., "Recent Achievements Regarding Heat Release and Temperatures during Fires in Tunnels", Safety in Infrastructure - Svédületes!, Budapest, Hungary, 20-21 October 2004, 2004

10. Lacroix, D., "New French Recommendations for Fire Ventilation in Road Tunnels", 9th International Conference on Aerodynamics and Ventilation of Vehicle Tunnels, Aosta Valley, Italy, 6-8 October, 1997.

11. Ingason, H., "Design Fires in Tunnels", Conference Proceedings of Asiaflam 95, 77-86, Hong Kong, 15-16 March, 1995.

12. Ingason, H., "Fire Development in Large Tunnel Fires", 8th International Symposium on Fire Safety Science, Beijing, China, 18-23 September, 2005.

13. Ingason, H., "Modelling of Real World Fire Data", 2nd International Symposium on Tunnel Safety & Security (ISTSS), 7-13, March 15-17, 2006 Madrid, Spain, 2006




[1] Объем перевозок представлен в AADT (Annual average daily traffic: Ежегодное Среднее Ежедневное Движение, подразделение: транспортные средства), который содержит приблизительный средний ежедневный объем перевозок во всех направлениях тоннеля, производившихся после открытия (определяется суммарным ежегодным движением, разделенным на 365).

[2] Пропускная способность, измеряемая в ед. техники в день на 1км протяженности тоннеля (veh*km/day/tube)



Обратный звонок

Наши специалисты помогут вам сориентироваться в ассортименте и определиться со стоимостью проекта

Заказать звонок

Мы перезвоним вам с 9 до 18 часов

Оставьте заявку

Начните процесс покупки, подав заявку с нужным количеством и конфигурациями продукции

Оставить заявку
Перейти в магазин 01

Сеть специализированных магазинов противопожарного оборудования в Москве.

Более 3500 наименований продукции.