一、前言
近年来，随着公路交通事业的发展，公路等级的提高，对公路线型的要求也越来越高，为了克服高程障碍，优化线路，缩短里程，修建隧道必不可少，而且数量越来越多，规模越来越大；北京、上海、广州、南京、武汉等城市已建成和正在新建多条地铁和过江隧道。我国首条海底隧道已在厦门开建。至今，我国已成为世界上隧道和地下工程最多、最复杂、发展最快的国家。
隧道是公路交通的咽喉要道，结构复杂，环境密闭，空间狭窄，能见度差，流动车辆多，车速快，尤其是海底隧道，一旦发生火灾，扑救相当困难，往往造成重大的人员伤亡和财产损失，国内缺乏这方面的具体统计数据，日本在1986 年进行了统计，其分析结果为：高速公路隧道内的火灾事故比率为每1 亿车公里发生0.5起。这个比率与昭和40 年代后半期的每1 亿车公路发生0.4 起相比，没有多大变动。另外，德国对汉堡连接联邦高速公路的易北河隧道初期运营情况也进行了统计，报告表明隧道中平均每月发生一次车辆起火事故。从上述结果可以看出：隧道火灾事故随着高速公路的延伸而增多，其机率随着隧道长度和通行车辆的增加而增加。
从另一方面看，虽然公路隧道发生火灾次数不多，但火灾后果严重，尤其是海底公路隧道。这在国内外具有血的教训，就近几年而言：1995年4月10日奥地利Phaender隧道车祸并起火造成3 人死亡，1996 年3月18日意大利Palemo隧道油罐车爆炸造成5人死亡，1999年3月24日法国至意大利Montblanc 隧道(单管双车道，11.6km) 一辆载重车起火造成39人死亡，1999 年5月29日奥地利Tauem隧道(单管双车道，6.4km) 撞车并起火造成12人死亡；显然，公路隧道消防愈来愈重要。
在隧道投入运营后，如何避免火灾等重大安全事故的发生，将灾害程度降到最低？这是设计伊始应着重考虑的重要问题，隧道中灭火关键在于灭火设备的选择，超细干粉灭火剂是近年来在普通干粉上发展起来的一种新型灭火产品，由于其灭火范围广泛，灭火效率高，在国内消防行业小有名气，尤其适用于交通隧道（特别是海底隧道的消防工程）。
二、隧道火灾及消防特点
日本在1986 年隧道火灾起因统计结果表明：火灾起因主要为纵火、汽车装载物起火、汽车本身起火、汽车相撞起火等。据德国GMT现场火灾实验表明：轿车失火后不到10min 就会形成大火，从中可以看出，隧道内从失火到大火的时间相当短。并且隧道内部空间狭窄，随着火灾扩散，大量高温有毒烟气很快充满隧道，温度可达1200℃左右。
从消防角度看:公路隧道一般远离市区，一旦发生火灾，城市消防队很难及时到火灾现场，更不要说穿过充满大量高温有毒烟气的隧道抵达火源点。特别是象我院刚设计完的广东双和公路彩虹岭隧道(单管双车道,隧道长为5075m) 那样的特长公路隧道，在火灾严重的情况下，双车道中只有上风方向右侧的一条车道能抵达火源点，其消防难度可想而知。并且，在隧道内不象在市区那样有充足的消防水量和水压，从而更不利于消防灭火。
三、常规的消防对策与不足
常规的消防对策是根据《公路隧道设计规范》(JTJ026 - 90) ，在公路隧道中设消火栓灭火系统、自动水喷淋灭火系统、灭火器。其中消火栓间距为50m。我们认为常规消防对策有值得商讨的地方，阐明如下。
从实际火灾后果来看火灾一般可分三类:第一类为汽车火灾,该类火灾次数最多,一般可用灭火器将其扑灭,很少酿成大火。第二类为装载一般可燃物的货车火灾,酿成大火可能性较大。第三类为装载易燃易爆物的货车火灾，可能性较小，但往往酿成大火。德国对易北河隧道初期运营统计表明:尽管在平时每天货车只占15%，但仍有30%的火灾是由货车引起的，也就是说货车比小汽车更容易引起火灾。故必须加强对货车火灾的防范措施，特别是装载易燃易爆物的货车火灾，如处理不当,会对人身和财产造成巨大的伤害和损失。但常规的消防对策处理装载易燃易爆物的货车火灾显得力不从心，比如烷基铝类物质，见空气燃烧，遇水爆炸，如果采用水系灭火剂，会加大灾害的损失，如果采用气体灭火，同样是无能为力；在所有灭火剂中只有干粉灭火剂可以扑救，国内已经有武汉绿色消防器材有限公司独家研发成功特种超细干粉，它不断可以扑救ABCE类火灾，还能扑救烷基铝类金属火灾，填补了国内空白，也打破了国外垄断。
虽然装载一般可燃物的货车火灾的后果一般没有装载易燃易爆物的货车火灾严重,但其火灾次数却要多得多,故扑灭装载一般可燃物的货车火灾是消防设计的一个重点。该类火灾起因大多为汽车装载物起火、汽车相撞起火,其中汽车相撞导致油箱汽油起火更应引起重视;因为它会很快引燃汽车车身及车上装载的可燃物,在风压、温度等外部环境作用下,火灾很可能烧到前后车辆,甚至会蔓延至整个隧道。所以,扑灭该类火灾关键是扑灭初期油类火灾。国外资料也证明:只要不耽误初期灭火,该类火灾很少酿成火灾事故。而常规的消防对策很不利于扑灭初期油类火灾,其消火栓系统不利于扑灭油类火灾,也不便于非消防专业人员使用,而扑灭初期火灾一般由非消防专业人员进行。因此,在公路隧道（特别是海底隧道）消防设计中,除了具备常规消防灭火功能外,必须具备快速扑灭初期火灾的功能，而且要考虑多种火灾的可能，这是十分必要性的。
由于纵向式通风能充分利用隧道内通行车辆所产生的活塞风,不需设专用风道,降低土建及设备等费用20 %左右,故目前国内外公路隧道一般均采用纵向式通风。但这种通风方式会导致大量高温有毒烟火向下风方向扩散,消防人员根本无法使用火灾下风方向的消火栓,如按规范要求,每50m 布一个消火栓,一旦在一个消火栓口处起火,那么其它消火栓就鞭长莫及了,更不要说保证有两支水枪的充实水柱同时到达起火部位。
特别要说明的是:自动水喷淋系统在建筑防灭火中效果良好,但在公路隧道中的灭火效果却值得商讨。20 世纪50 年代末期以来,日本先后在五座特长公路隧道中安装了自动水喷淋系统在建筑消防灭火中效果良好,但在长公路隧道中的灭火效果却值得商讨。20 世纪50 年代末期以来,日本先后在五座特长公路隧道中安装了自动水喷淋系统,先后共发生了6 次火灾,使用自动水喷淋系统仅有日本坂公公路隧道1 次,但未能奏效。虽然起火后1min 时自动水喷淋系统投入运行,但作用到25min 时火灾继续扩大,并且发生了爆炸。为此,20 世纪80 年代以来很多国家对公路长隧道安装自动水喷淋系统持否定态度。认为它在不能有效灭火的情况下恶化环境降低能见度,不利于消防人员灭火,并且更可怕的是它会引起爆炸。
四、海底隧道的消防方案
1、消防对策
鉴于对常规消防对策的利弊分析,我们推荐如下对策,并有信心得到了消防主管部门认可。
由于公路海底隧道火灾特点及消防难度,消防设计必须立足于自救。也就是说,在不依靠专业消防力量的前提下扑灭各类火灾。 针对不同性质火灾采取不同的消防措施。按常规来说，汽车火灾发生在发动机部分或乘客部分,一般可由司机或乘客用多用型灭火器将其扑灭在汽车内,故对该类火灾,只要在隧道两侧每隔一定距离设磷酸胺盐干粉灭火器箱就可以了，但事实上，只要是发生火灾，当事人都会惊慌失措，人工灭火大多不能实现，即使有人敢实施，也多半因为不会操作而达不到效果。
从当前经济条件来看,完全由隧道消防设施来扑灭装载易燃易爆物的货车火灾是完全可以的。
在隧道内设置超细干粉自动灭火系统用于扑灭各种类型的汽车火灾（特别是装载可燃物的货车火灾）,应该是当前最好的方案；为了增强灭火效果,我们强调应通过现代电子报警技术与灭火设备配套，将火灾扑灭在初期状态，即“早期发现、快速抑制、高效灭火”。
2、超细干粉灭火剂（特种）的介绍
“ 哈龙 ”灭火剂是目前为止，被世界公认的最好的灭火剂，但到上世纪八十年代，人们认识到它对大气臭氧层有强烈的破坏作用，已威胁到人类的生存环境，各国相继采取措施，逐步淘汰哈龙灭火剂；根据联合国环境署《蒙特利尔协议书》和我国政府批准执行的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》规定，我国已于 2005 年 12 月 31 日完全停止哈龙 1211 的生产和使用， 2010 年将完全停止哈龙 1301 的生产和使用；因而干粉灭火剂以其经济、高效的灭火性能，成为我国灭火剂中的主力军，被业界广泛应用，特别是近几年一些科研单位和消防企业积极进行干粉灭火剂新产品的开发和研究，使干粉家族新品倍出，尤以超细干粉灭火剂代表了干粉家族目前的最高水平。
按其使用范围，干粉一般可分为普通干粉和多用途干粉两大类。普通干粉主要用于扑救甲、乙、丙类液体火灾（B类火灾）、可燃气体火灾（C类火灾）以及带电设备火灾（E类火灾），因而又称BC类干粉。多用途干粉不仅适用于B类火灾、C类火灾和带电设备火灾，还适用一般固体火灾（A类火灾），因而又称ABC干粉；现在武汉绿色消防器材有限公司又开发了特种超细干粉灭火剂，专用于扑救烷基铝类火灾和电缆深位火灾，这是目前我国唯一能扑救三乙基铝等自燃金属火灾的灭火剂，同时也是针对固体深位火灾而开发的专用灭火剂。
相对传统型普通干粉而言，超细干粉灭火剂属于目前干粉家庭中的科技含量最高的新产品，据公安部发布的GA578-2005《 超细干粉灭火剂》标准：超细干粉明确概念为：“ 通过加压、喷射，产生具有灭火性能的冷气溶胶，平均粒径不大于 20μm 的固体粉末灭火剂。”
传统干粉灭火剂是一种干燥的固体粉末，主要由一种或多种具有灭火能力的无机盐组分和疏水组分、惰性填料组成。灭火组分是干粉灭火剂的核心,疏水组分主要有硅油和疏水白炭黑，惰性填料种类繁多，主要起防振实、结块，改善干粉运动性能，催化硅油聚合等作用。主要应用于扑灭固体、液体、气体及电器设备火灾等，但传统干粉灭火剂的主成分为磷酸铵盐，流动性较差、易结块、对保护物有一定腐蚀性，在应用中全淹没效果差，目前以充填手提式灭火器为主，由于必须采用硅油包裹工艺防潮，干粉粒径在70微米左右，不能加工至20微米以下，灭火效果一般。
“东海龙王”牌特种超细干粉灭火剂是在普通干粉的基础上研发的一种新型灭火剂，是目前国内首家按新标准通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测的灭火剂，而且它的主要灭火组分是采用一种新型矿物质材料，完全区别于其它干粉的灭火剂，其主要特点表现在它可以自然防潮，具有良好的松散性、弥散性和良好的电绝缘性，并具有独特的抗复燃性能，对深位火灾尤其有效；由于不须采用硅油包裹工艺防潮，因而具备能加工至微米及以下的条件，其灭火效率在普通干粉的基础上提高了近十倍，能够迅速地控制火势和扑灭火灾, 灭火时间在几秒钟内完成, 而且不易受火场地形、温度等环境条件的影响，能够绕过遮挡物实施灭火，超细干粉成功地将干粉灭火拓展到自动灭火领域。 对人畜无毒无害, 对环境的影响甚微。据国家科技部门的查新资料显示，该灭火剂是目前世界上所有灭火剂中“灭火浓度最低、灭火效率最高、灭火速度最快”的一种。
3、超细干粉灭火系统介绍
超细干粉灭火系统采用气粉分离的方式，平时在灭火剂粉罐里没有压力，确保灭火剂松散，氮气瓶内储存15Pma压力，当火灾发生后，灭火控制系统的启动电源打开氮气瓶上的瓶头阀，高压氮气快速进入粉罐，一部分气流搅动灭火剂，使粉罐压力瞬间上升到1.6Pma左右，这时压力并关动作，超细干粉灭火剂在氮气的压力驱动下通过输粉管和专用喷头喷射到火场，启动过程不超过十秒。超细干粉灭火剂能在火场局部形成全淹没方式灭火，安全可靠。
4、超细干粉自动灭火系统设计
为了保证超细干粉自动灭火系统的灭火有效性，在设计上我们根据公路隧道一般为单管双车道、双管四车道,单隧道宽度一般为10m 左右,我们可以将隧道每300m为一个大防护区，每个大防护区再按50m等分为6个小防护区。每个小防护区对称均布八个干粉喷头（相当于干粉炮的威力）
1） 其灭火剂量的计算如下：
a. 每个小防护区：长50m，宽10m.，高7m，
其内容积为：50×10×7＝3500m3
b.采用全湮没灭火方式，设计浓度为0.18kg/ m3
每个小防护区需超细干粉灭火剂：
0.18 kg/ m3×3500 m3×0.85＝741kg
整取 750kg
b. 灭火装置主要性能
型号及规格 型式 灭火剂量（kg） 增压时间
（s） 喷射强度
（kg/s） 喷射剩余率
（％）
ZFC-750 组合分配 750 ≤30 ≥30 ≤15
火灾探测系统
2） 火灾探测系统
设置超细干粉自动灭火系统时,必需设置相应的火灾探测系统,满足对不同事故引发的火灾进行探测。在隧道火灾这种复杂环境与工作条件下,武汉绿色消防器材有限公司通常采用一种自主研发的探测装置，将线型定温探测器设置于无缝钢管内，每个探测点端用易熔合金封头，在没有发生火灾时，探测装置不会因为环境潮湿或其它恶劣条件而发生损坏和误报，当火灾发生时，环境温度上升到设定值，探测装置的易熔合金封头快速熔化，探测器露出并及时探测到信号，能万无一失地探测到真实的火灾信号，并启动灭火设备。
3）考虑到隧道发生火灾时，可能会涉及到两个小防护区，故每个大防护区配置两台ZFC-750型灭火装置，当任意两个小防护区发生火灾时，两台灭火装置同时启动；当一个小防护区发生火灾时，只一台灭火装置启动。并采用组合分配形式使喷头交叉分布，探测装置也呈交叉分布。
五、结论
超细干粉灭火剂是国内替代“哈龙”的最新产品，国内目前仅有武汉绿色消防器材有限公司生产，并独家通过国家固定式灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的型式检验，其灭火装置的科技含量高，目前在冶金、电力、石油石化等行业广泛应用，以灭火速度快、灭火效率高得到普遍认同，而且在汽车自动灭火方面，为国内汽车发动机舱灭火推出了新的理念，为交通事业的安全作出了很大贡献，如果将超细干粉自动灭火系统应用于海底隧道等场所进行安全保护，其良好的灭火性能和环保安全特征，必将成为隧道灭火的安全保护神。
