07年7月15日-25日由園區建設局重點處、園區地產公司、市公安局消防處組成的考察小組赴荷蘭、比利時等國家對園區南環東延工程隧道防火材料－保全板的生產工廠和實驗室以及該地區的同類隧道防火技術進行了考察，考察行程是這樣的：我考察組於荷蘭當地時間7月15日晚7時到達阿姆斯特丹，第二天考察了荷蘭火車站下穿工程施工工地、TNO隧道防火實驗室，聽取了該實驗室多位相關專家的講課和進行了相互交流，之後又實地考察了比利時保全板工廠和倉庫、法國與意大利之間的MontBlanc隧道（該隧道屬於山體公路隧道，歷史上曾發生過火災後又採取了防火材料保全板保護），現將考察的有關情況總結如下：
一、隧道防火的必要性
交通隧道包括公路隧道、鐵路隧道、城市地鐵隧道等，大多都是鋼筋混凝土結構，很多人甚至包括工程建設領域的許多人士也認爲：如果隧道由混凝土建造，則無必要對其採取防火保護措施，但很多經驗教訓告訴我們這種觀點是片面的甚至是錯誤的。
縱觀國際範圍內已經發生了數例破壞力極大的有重大影響的隧道火災，通過對世界各地發生的大型隧道火災分析，我們發現了鋼筋混凝土結構隧道火災的一些特性：當隧道發生火災時，由於隧道建築結構複雜、空間環境相對封閉，熱量難以向周圍擴散，使得溫度急速上升，空氣體積迅速膨脹，空間壓力迅速增高，鑑於此，通常火災發生時，隧道內的溫度能很快達到1000℃左右(見圖1：隧道內不同型式的機動交通工具着火時間升溫曲線)，隧道結構很難承受得住如此高的溫度，實際上砼在受熱到270度就開始出現爆裂現象。混凝土結構受熱後，由於產生高壓水蒸氣而導致表層受壓，使混凝土產生爆裂。砼結構的荷載壓力和混凝土含水率越高，砼產生爆裂的可能性也越大，當混凝土的含水率超過3%時，砼將100%的發生爆裂現象，而且當充分乾燥的混凝土長時間暴露在高溫下時，混凝土內各種材料的結合水將會蒸發，從而使混凝土失去結合力產生爆裂，最終會一層一層地穿透整個隧道的混凝土拱頂結構，這種爆裂破壞會產生以下影響：一是影響人員逃生；二是使得增強鋼筋暴露於高溫中產生變形，從而使隧道壁發生坍塌；三是鋼筋混凝土結構的散裂、煙霧的排放會嚴重妨礙了人員的撤離和消防滅火，救生努力的失敗，特別在水下結構隧道的連接端處，報警和通訊裝置也會失去作用，塑料隔熱電纜遇火時散發出的有毒氣體以及通風系統的失效等都會給隧道中人員的生命和財產帶來巨大的損失。以上這種情況發生時所發生的拯救和維修的費用將是巨大的，而且對於水底隧道（我們的獨墅湖隧道就屬於該類型），這種結構性破壞將很難進行修復，可以說是毀滅性的破壞。
二、隧道的防火保護措施和防火要求
隧道的防火保護措施應當採用主動防火和被動防火相結合的方法。主動防火是指火災發生後所進行的火災檢測及報警、滅火、通風排煙和救援等一系列的活動；被動防火是指在火災發生的情況下如何保障人的生命安全和減少財產損失的一種安全技術，被動防火所採取的措施主要包括：加厚混凝土的結構保護層、噴塗防火塗料、安裝防火板材等。措施的選擇基於隧道的類型、特點及防火規範的要求，國際上各個國家的隧道防火要求各有不同，下面我們將詳細進行介紹。
1.國內在隧道防火方面的要求
我國在隧道被動防火方面的研究比較晚，在這方面的規範和標準主要是參照國外相關的研究成果制定的。隧道內的防火規範和標準因隧道內的交通組成、隧道用途、自然條件、長度等實際情況的不同而各異，以下是隧道的分類情況和相應的防火規範和要求。
防火要求：
① 一、二類隧道內承重結構體的耐火極限應採用“RABT時間—溫度曲線”測試，一類不應低於2.00h，二類不應低於1.5h；② 三類隧道的耐火極限應採用“炭氫時間——溫度曲線”測試，不應低於2.00h；③ 四類隧道的耐火極限不限；④ 水底隧道的頂部應設置抗熱衝擊、耐高溫的防火襯砌，其耐火極限應與相應隧道類別匹配；⑤ 隧道內裝修材料除嵌縫材料外，應採用不燃燒材料。
2.國外在隧道防火方面的要求
日本和西歐國家對隧道防火研究比較早，他們在隧道防火方面有比較豐富和成熟的經驗，以下這些國家在隧道防火保護方面的具體要求。
荷蘭和比利時，應用120分鐘的RWS火災曲線，瑞士則應用180分鐘的RWS火災曲線；法國應用類似於RWS的升溫曲線，但最高溫度比RWS低50℃；日本和德國應用120分鐘的RABT曲線進行隧道防火保護；愛爾蘭對於所有的新隧道都應用180分鐘的碳氫類曲線，對於那些必須需要保護的隧道會適當延長耐火極限要求。下表列出了典型的火災曲線和相應耐火極限的應用情況。
3．隧道火災類型曲線簡介
在世界各國對隧道防火要求的介紹中出現了4中火災類型曲線，這是建立在不同火災模型的基礎上進行歸納之後總結出的，分別是：標準時間—溫度曲線(纖維質類)、碳氫化合物火災曲線、RWS(Rijkswaterstaat)曲線和RABT—ZTV 曲線。
維質類曲線的研究以通常建築物材料的燃燒率爲基礎，可以追溯到20世紀40年代，然而隨着熱塑性材料及其它新型材料的應用，把這種纖維型曲線在應用於現代建築設計及建造時，開始顯得不太適應了，由於石油等碳氫化合物材料的燃燒率遠遠高於木材等纖維質材料的燃燒率，因此，對於石油化工行業的建築和材料進行防火試驗就得需要另外一種形式的曲線，這樣就得到碳氫化合物曲線，RWS曲線是由荷蘭交通部及其合作伙伴比利時公共事務部共同研究出來的。它假設在最糟糕的火災情況下，潛熱值爲300MW燃油或者油罐車持續燃燒120分鐘。RABT曲線(德國)是在一系列的實驗(如Eureka項目)研究結果的基礎上發展而來的，在RABT曲線中，溫度在5分鐘之內快速升高到1200℃，比碳氫類曲線還要快，碳氫類曲線在60分鐘後溫度只升高到1150℃。RABT曲線在1200℃處的持續時間比其它曲線短，在隨後的30分鐘內溫度快速下降。
根據獨墅湖隧道的結構形式以及建成後的使用情況，其防火保護就是採用RABT曲線，要求達到120分鐘防火極限。
三、獨墅湖隧道的被動防火
隧道的被動防火措施包括加厚混凝土的結構保護層、噴塗防火塗料、安裝防火板材等，這些措施的選擇是要根據隧道的不同情況進行選擇的。
根據我國現行的防火規範要求，獨墅湖隧道屬於一類隧道，其內承重結構體的耐火極限應採用“RABT時間——溫度曲線”測試，並且防火極限不少於120分鐘。單獨採用加厚混凝土的結構保護層或者噴塗防火塗料等措施難以達到規範要求，因此採用了比利時埃泰集團(ETEX GROUP)生產的25mm保全防火板材（PROMATECT®-H）對隧道主體結構進行防火保護。
1．性能介紹
保全防火板是德國保全公司聯手世界知名建材生產商開發的建築防火材料，PROMATECT®-H是應用先進的纖維水泥技術開發出來的一種板材，其主要成分包括結合劑(特殊水泥)和添加材料(天然硅酸鹽、精選的珍珠岩以及石英等原料)。由於採用特殊工藝對保全防火板PROMATECT®-H 進行了硅化處理，因而它高溫條件下，特別是在通常隧道火災方面具有極強的耐火保護性能。
保全防火板PROMATECT®-H質地均勻，平均密度爲870kg/m3。通過高壓蒸養硬化後，具有較高的強度(彈性模量高達420 kN/cm2；彎曲強度高達760 N/cm2)和獨特的耐火特性。獨墅湖隧道採用的隧道被動防火系統由規格爲2500 X 1250 X 25 MM 的保全防火板構成,能夠達到“RABT時間——溫度曲線”條件下120分鐘的防火要求。其物理性能指標見下表：
2．安裝方式
保全防火板的安裝方式主要分爲兩種：模板澆築式和後覆式安裝。由於建築行業的習慣以及工藝發展等因素的影響，模板澆築式安裝主要應用於一些歐洲國家，暫時在國內還未有應用的先例。獨墅湖隧道防火板的安裝採用的是後覆式安裝，這是在混凝土結構施工完成後再進行隧道防火板安裝的一種施工形式。其特點是安裝靈活，適用於無法進行模板澆築的隧道或是舊隧道的翻新.
獨墅湖隧道保全防火板安裝採用的是後敷安裝方法，緊固件全部爲不鏽鋼材質，平均每張保全板上達到15個螺栓，保證了保全板牢固的固定在混凝土結構之上。
安裝時，保全防火板PROMATECT®-H應該正面朝下放到確定的位置，然後小心地使用支撐固定好。與此同時，鑽孔、插入膨脹螺栓。儘管保全防火板PROMATECT®-H規格不大，但是稍厚一點的板，如1200mm×1200mm×27mm的實際重量大約達到了36kg，所以安裝時應該考慮使用兩個人協同操作。
四、考察的體會與建議
就國內水下隧道防火保護情況來看，獨墅湖隧道的防火安全是處於領先地位的。但是在許多方面還需要借鑑國外的一些做法或進行改進，例如：
1、防火板安裝方式。
獨墅湖隧道防火板採用是後覆式安裝，這種方法施工成本高，傳熱的鉚釘大而多，建議在以後的隧道項目中採用模板澆築式，即將保全板直接代替隧道砼頂板模板進行砼澆築，用小水泥釘代替不鏽鋼鉚釘，這樣既可以大大降低砼澆築成本和防火板安裝所花費的成本，也可以降低火災時錨固材料傳熱帶來的風險。按照我國建築行業的慣例，很少在主體結構施工的過程會考慮到被動防火的需求，因此沒有能夠採用防火板的模板澆築式安裝，而模板澆築式安裝平整度好，接縫更加密實，鉚釘不直接暴露在外，一般砼受熱到270度就開始爆裂，因此儘可能通過減少鉚釘數量和大小尺寸來降低鉚釘傳熱帶來的砼損壞。如果在今後的工程中採用模板澆築式安裝，將可以填補國內防火板安裝施工的一個空白，達到更好的效果。
2、獨墅湖隧道保全板現有安裝措施的改進。
目前獨墅湖隧道採用的是移動腳手架進行後覆式安裝，該腳手架拼接簡單，但安裝不方便，人力需要較多，建議採用歐洲常用的平板車加集裝箱的安裝方式，即移動平板車上並行放置集裝箱和簡易升降機，集裝箱存放保全板，安裝人員於箱頂進行操作安裝，該方法能大大提高工作效率。
3、沉降縫的保護。
獨墅湖隧道的沉降縫是防火的薄弱環節，沉降縫採用的連接材料及橡膠止水帶都會在火災發生時造成砼破壞和重大損失，因此考慮和合理設置保全板來保護沉降縫也應是設計和施工考慮的一個問題。
4、隧道內防火門和安全導引側燈的設置。
當隧道發生火災時，由於隧道建築結構複雜、空間環境相對封閉，熱量難以向周圍擴散，使得溫度急速上升，空氣體積迅速膨脹，空間壓力迅速增高，人員疏散混亂，逃生防火門的設計應符合實際需要情況，必須考慮向逃生通道方向開啓門或採用移門，防止隧道空間短時間內壓力升高導致防火門開啓困難；火災發生時人員的疏散肯定是混亂無序和光線黯淡的，隧道側壁設置必要的安全導引指示燈對人員的迅速疏散將是非常必要的，指示燈應指示逃生通道入口、急救電話、滅火設備等的方向。
5、通風方向的控制。
在隧道運營管理階段應根據隧道內實際情況控制通風機的風量及方向，火災發生時，順自然風方向通風必然加大火災的火勢，逆自然風方向通風必然導致隧道內煙霧更加瀰漫，是降低通風量、關閉通風機還是合理引導通風的方向是火災控制的手段和方法。
總的來說，隧道內防火技術是關係到民衆安危的大事，防火技術也隨着人類社會發展進步不斷變化和改進，防患於未然是明智之舉，按照國家規範和標準採取更合理先進的防火技術是社會文明的進步，也是社會經濟發展的必然結果。
獨墅湖防火板考察小組：
園區規劃建設局 彭新枝
園區地產公司 邵輝 畢文廷
蘇州市消防支隊 章爲民
