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1、公路 隧道 2 0 1 4年第 3期 总第 8 7期 基于专家调查法的公路隧道火灾风险分析 曹更任 张 琦 刘家顺 1 招商局 重庆交通科研设计 院有 限公 司 2 公路隧道建设技术 国家工 程实验室重庆4 0 0 0 6 7 3 麻 昭高速公路 建设 指挥部 昭通市 6 5 7 0 0 0 摘 要 公路隧道作为道路系统基础设施重要组成部分 运营过程中面临着更多的风险与不确定性 在发 生安 全事故时 具有 高危 害性 灾 害损 失大以及施救 困难 等特点 防火 救灾 已成为公 路隧道 防灾 减灾 的重 点工作 本文基 于专家调查法 结 合山西延后隧道特别重 大道 路交通危 化 品燃 爆事 故进
2、行 风险等级 评估 并对 发生火灾 风 险的原 因进行分析 最后 提出 了公路隧道火灾 预防的建议 关 键 词 隧道运营期火灾风险评估专家调查法 1 引言 预防的建议 表 1隧道风 险评估 方法 随着交通事业 的迅 猛发展 和道路等级 的提高 我国修建的高速公路 隧道越来越多 规模也越来越 大 截止 2 0 1 3年底 全 国公路 隧道为 1 1 3 5 9座 长 9 6 0 5 6 k m 同 比新增 1 3 3 7座 1 5 5 2 9 k m 近 1 O年 来 年均新增隧道 7 3 6座 年均新增 6 5 8 k m 是世界 上公 路隧 道最 多 发展 最快 的 国家 公路隧道 在 给人
3、们 生产 生活 带来 便利 的同 时 发生火灾 的潜 在威胁也在 增大 我 国近年来 发 生过多起公 路隧道火灾事故 1 如果公路隧道 内 一 旦发生火 灾 其 后果 可能 是极 有破 坏性 和危 险 性 3 因此公路隧道火灾常常 以造成大量 的人员伤 亡 和严 重 的财 产损 失 为结局 4 从公 路 隧道 工程 建 设和运营管理的实践经验来看 防火救灾 已成为公 路隧道防灾减灾的重点工作 5 l 0 面对运 营过程中 面临着更多的风险与不确定性 因此 隧道运营期的 安全评估工作具有十分重要的现实意义 目前广泛 采用 的风 险评 价方法 主要有层 次分 析法 AHP 模糊评价法和蒙特卡罗方法
4、 MC 等 这些方法各有其特点和侧重点 也都有其局限性 常用的风险评估方法主要分为定性分析方法 半定量分析法和定量分析法三 大类口 各种 方法 的特点各不相同 在应用 中有着各 自的优缺点和适 用范围 常用的方法及适用性如表 1所示 本文根据 公路桥梁 和隧道工程设计安全风险 评估指南 交 公路发 2 0 1 0 1 7 5号文 n 引 基 于专 家调查法 对公路 隧道发生火 灾风险进行 分析 并 结合山西岩后 隧道特别 重大道路交通 危化 品燃 爆 事故进行风险等级评估 最后提出了公路 隧道火灾 序号 风险评估方法 适用性 1 检查 表法 风险源的查 找 定性评 2 估方法 专家调查法 风险
5、发生概率的估测 风险损失 的估测 风 险源 的查 找 3 事故树 法 风险发生概率的估测 半定量 风险损失的估测 分析法 模糊综 风险发生概率的估测 4 合评价法 风险损失的估测 5 失效概率法 风险发生概率的估测 6 蒙特卡罗法 风险发生概率的估测 定最评 估方法 风险源 的查找 7 层次分析法 风险发生概率的估测 风险损失的估 测 2 风 险评估流 程和方 法 2 1 隧道风 险评估 方法 2 2 隧道 风 险接 受准 则 风险接受准则 表示 在规定 的时间 内或系统 的 某一行为阶段内可接受 的风险等级 它是风险分析 以及制定减小风 险的措施的基础 因此 在进行 风 险分析时风险接受准则
6、应是预先给定的 在制定风 险接受 准则时 需要考 虑人 员伤亡 经济损失 环境损失 人 员健康及社 会公众影 响等 诸多可量化或不可量化 的风险 因素 根据工程 风 险后果 将风险接受准则分为三大类 安全风险接受准则 包括个人风险接受准则 和社会风险接受准则 5 5 公路 隧道 2 0 1 4年第 3期 总第 8 7期 经济风险接受准则 环境风险接受准则 不同等级 的风险需采用不 同的风险控制措施 结合风险评价矩阵 不同等级风险接受准则见表 2 表 2风险水平接受准则 风 险等级 定义 I 低风险 风险可以接受 当前控制措施有效 中风险 风险水平有条 件接受 须进 一步实 施预 防措施 提升桥
7、隧安全性 高风险 风险水平有条 件接受 必须 实施削 减风 险的控 制措施 必须 制定应 急预案 极高风险 必 须采 取 有效 控制 措施 将风 险 等级 降低到 I I I 级 及以下水平 如 果控 制措施 的代价 超 出风险承担者的承受能力 则 放弃项 目执行 2 3 公路 工 程安全 风 险等 级 公路工程运营安全风险等级 应根据风险发生 概率等级和风险损失等级共同确定 1 风险发生概率等级与判断标准 工程安全 风险发生概率 等级分 为 1 2 3 4 5 级 各等级判断标准见表 3 表 3 风 险发生概率等级判断标准 等级 定量判断标准 定性判 断标 准 1 P O 0 0 0 3 几
8、乎不可能发生 2 0 0 0 0 3 Ps G0 0 0 3 很少 发生 3 0 0 0 3 GP r GO 0 3 偶然 发生 4 0 0 3 P GO 3 可能发生 5 P 0 3 频繁 发生 注 P 为概 率值 当概率 值难 以取得 时 可用 年发 生 频率代替 风险发生概率 等级应优先采 用定量判 断标 准确定 当无法进行定量计算时 可采用定性判断 标 准确定 2 风险损失等级与判断标准 风险损失 等级分为 1 2 3 4 5级 从人 员伤 亡 经济损失 环境 损失三个方 面判 断风 险损 失等 级 按人员伤亡等级 经济损失等级 及环境影 响等 级因素确定 同时 考虑风险损失接 受程度
9、差异 设置了不同损失等级权重 其取值综合 国内外相关 风险评估标准和专家调查结果确定 风险损失判断 标 准见 表 4 表 4 风险损 失判 断标 准 人员伤亡 经济损失 环境影响 等级 判断标准 L 判断标准 L 判断标准 工 嵋 重 伤人 数 5 经 济 损 失 涉及范 围很 小 无 群 l 5 0 0 万元 体性影响 需 紧急转 人 以下 移 安 置 人 数 5 O人 以下 以 下 5 6 人员伤亡 经济损失 环境影 响 等级 判 断标准 L 判 断标 准 L 判 断标 准 L 3人 以下 死 经 济 损 失 涉及 范围较小 一 般 亡 含 失踪 5 0 0万 以 上 群体性 影响 需 紧
10、急 2 或 5人 以上 1 o o o 万 元 转移 安置人 数 5 O人 1 O 人 以 下 以下 以上 l O O人 以下 重伤 3人 以上 1 O 涉及 范围大 区域正 人以下 人员 经 济 损 失 常经济 社会 活 动受 死 亡 含 失 1 0 o o 万 以 3 影 响 需紧 急转 移安 踪 或 1 O人 上 5 0 0 0 万 置人 数 1 0 0人 以上 以 上 5 O人 元以下 5 0 0人 以下 以下重伤 1 O 人 以 上 3 O人 以 上 经 济 损 失 涉及范 围很 大 区域 人 员 死 亡 5 0 0 0 万 以 生态功能部 分丧 失 4 含失踪 或 需 紧 急转 移
11、 安 置人 5 0 人 以 上 上 1 0 0 0 0万 数 5 0 0人 以上 1 0 0 0 1 0 0人 以 下 元 以下 人 以下 重伤 涉及范 围非 常大 区 3 0人 以 上 域 内周 边 生态 功 能 人 员 死 亡 经 济 损 失 严重丧失 需 紧急转 5 含失踪 或 1 0 0 0 0 万 移安置 人数 1 0 0 0人 1 0 O人 以 上 以上 以上 正 常 的 经 济 重 伤 社 会 活 动 受 到 严 重 影响 风险损失判断等级 损失大小分值 由人员损失 L 经济损失 L 和社会影响 L 的分值得出 2 4 风险等级的确定 根据安全风险发生概率等级和损失等级 由表 5
12、确定风险等级 表 5 风 险等级表 风险损失 风险发生概率 1 2 3 4 5 1 I I 2 I 3 4 5 3 案 例分 析与 应用 2 0 1 4年 3月 1日1 4时 4 5分许 位于山西省晋 城市泽州县 的晋济高速公路 山西 晋城段岩后 隧道 内 一辆山西铰接列 车追尾一辆河南 铰接列车 造 成前车装载的 甲醇泄漏 后车发生 电气短路 引燃 周 围可燃物 进而引燃 泄漏 的甲醇 并导致 其他车 辆被引燃引爆 共造 成 4 O人 死亡 1 2人 受伤和 4 2 辆车烧毁 直接经济损失 8 1 9 7万元 火灾现场见 图 1所示 曹更任等 基于专家调查法的公路 隧道 火灾风险分析 图 1
13、 山西岩后 隧道 火灾现场照片 1 风险发生概率等级 关于隧道火灾频率 各地区统计 资料变化 幅度 较 大 通 常取 火 灾 频 率 为 2 5次 亿 车 公 里 据 Sa f e t y i n r o a d a nd r a i l t unn e l s Fi r s t I nt e r n a t i o na l C o n f e r e n c e p a p e r 以及 国内类似工程火灾风险评估 结论 火灾发生可能性是 2 0 MW 以下火灾发生可能 性 2 0 MW 5 O MW 火灾 发 生可 能 性 和 5 0 MW 以上 火 灾 发 生 可 能 性 之 和 即为
14、1 6 9 1 O 3 3 3 1 O 8 2 1 1 0 年 百 万 公 里 一2 1起 亿 车 公 里 0 0 2 1起 百 万 车 公 里 由 于 0 0 0 3 P f 0 0 2 1 0 0 3 属 于 偶 尔发 生 所 以火 灾 风 险发 生 概 率等级为 3 2 风险等级损失 此次火灾事故共造成 4 0人死亡 1 2人受伤 属 于 3 O人以上人员死亡 含失踪 或 1 0 0人 以上重伤 范 围 因此判定人员伤亡等级为 5 造成直接经 济损失 8 1 9 7万元 属 于经济损 失 5 0 0 0万以上 1 0 0 0 0万元以下范围 因此 判定 的经济 损失等级为 4 此次事故造
15、 成二广 高速公路岩后 隧道路段交 通中断 3天多 直到 5日上午才恢 复通行 属于涉 及范围大 区域正常经济 社会活动受影 响 需紧急 转 移安 置人 数 1 0 0人 以上 5 0 0人 以下 范 围 因此 判 定环境影响等级为 3 根据 公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指 南 可判定为山西岩后隧道火灾风险等级为 级 通 过 山西 延 后 隧 道 特 别 重 大 道 路 交 通 危 化 品 燃爆事故风险评估分析可以看出 一 旦发生火灾会 造成 巨大的财产损失和人员伤亡 对 社会造成恶劣 的影响 随着交通 系统越来越 成为我 国经 济发展 必不 可少 的基础 支撑 隧 道 火 灾 应该 引
16、起 足够 的重 视 提高人们的交通安全意识 并积极采取措施 以 提高新建及既有隧道的火灾安全性 4 结语 1 隧道管理部门应根据本隧道 的特点 制定 细致且行之有效的安全预案 并与政府相关职能部 门紧密协调 另外 还 需定期举行灾 害事故演 练 提高相应人员处理灾害事故的能力 2 公路隧道运营期火灾 预防安全应从软硬两 个 方面 着手 一 方 面 是 加 强 隧 道 的火 灾 安 全 管 理 另一方面是建立完善 的通风 报 警 消 防和通讯等 硬件系统 隧道内部应设置足够的急救 电话 消防 器材 清晰明确 的逃 生指示标志 科学合理 的逃生 线路 从而降低隧道 内发生灾害事故后人员死亡的 概率 3 对装载有危 险品的车辆要经 过隧道时 应 提前向隧道管理部 门申请并在 隧道 管理部 门协 助 下通过隧道 这样将极大地 减少该类车辆在隧道内 因发生事故而引起恶性事件的可能性 参 考 文献 1 王毅才 隧道工程一上册 第二版 M 北京 人民交通 出版 社 2 0 0 7 2 蒋树屏 关于猫狸岭隧道火灾的调查与启示 J 地下空 间 2 0 0 2 2 2 2 1 8 3 1 8 4 3 H
