CC BY
40
Б/2011 М1ВЕСТНИК
О СОСТОЯНИИ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ В ПРОТЯЖЁННЫХ ГОРОДСКИХ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЯХ И ПУТЯХ ЕЁ
ПОВЫШЕНИЯ
EXPLOSION SAFETY OF EXTENDED ROAD TUNNELS AND WAYS OF IMPROVEMENT
A.B. Мишуев, B.B. Казённое, Д.З. Хуснутдинов, H.B. Громов,
И.А. Лукьянов, Д.В. Прозоровский
A.V. Mishuev, V.V. Kazennov, D.Z. Khasnutdinov, N.V. Gromov,
I.A. Lukyanov, D.V. Prozorovskiy
НТЦ «Взрывоустойчивость» МГСУ
В статье приводится анализ состояния взрывобезопасности и взрывоустой-чивости современных существующих транспортных тоннелей, а также тщательный анализ взрывной опасности в тоннелях.
The article presents the state analysis of explosion safety and explosion resistance of current transport tunnels together with careful explosion hazard study of tunnels.
В качестве вступления следует отметить, что большинство специалистов-проектировщиков не вполне представляют природу взрывов паров бензина, пропана, ацетилена и, как правило, природу взрывов представляют на основе взрывов тротила. В данной статье дается подробное рассмотрение взрывов газопаровоздушных смесей (ГПВС) и взрывов сосудов, работающих под давлением.
Проблема взрывобезопасности и взрывоустойчивости транспортных тоннелей города возникла с особой остротой с момента активных действий международного терроризма и возросшей опасности техногенных взрывов при авариях автомобилей, перевозящих легковоспламеняющиеся жидкости и газы.
Надо отметить, что наиболее остро стоит вопрос о взрывобезопасности транспортных средств, движущихся в транспортных тоннелях, поскольку взрывоустойчивость самих тоннелей может пострадать только при взрывах очень большой энергии, проведение которых в условиях тщательного досмотра автомобилей со стороны правоохранительных органов для террористов представляет большие трудности.
В настоящее время действующие и строящиеся транспортные тоннели не обеспечивают взрывобезопасности транспортных потоков, пропускаемых по ним. Взрывоустойчивость самих тоннелей, как строительных конструкций, обеспечена благодаря значительным запасам прочности по отношению к взрывам и к другим нагрузкам.
Поскольку в протяженных тоннелях одновременно движутся большие массы транспортных средств, и они не имеют возможности выйти из тоннеля кроме одного выхода, возникает чрезвычайно большая уязвимость их при взрывах и пожарах.
В настоящее время в конструкциях тоннелей не предусмотрены какие-либо существенные меры для снижения взрывобезопасности и не предусмотрены защитные организационные меры.
По тоннелям движутся без ограничений транспортные средства, представляющие большую пожарную и взрывную опасности для всего движущегося потока автомобилей. Таковы автомашины, перевозящие взрывоопасные и пожароопасные грузы: бензовозы, машины, перевозящие сжатые горючие газы и криогенные горючие жидкости. Аварии таких машин могут привести к воздействию пожара и взрыва на весь поток машин, движущийся по тоннелю и на значительном расстоянии от въездов в тоннель.
При существующей организации движения по тоннелям воздействие взрыва и пожара, возникших в одной полосе движения, быстро распространяется на все полосы движения в тоннеле.
В тоннелях отсутствуют газоанализаторы, связанные с системой светофоров и вентиляторов. Нет резервных вентиляторов, запускаемых при появлении в тоннеле газовоздушных взрыво- и пожароопасных смесей, возникших при проливе в тоннеле легковоспламеняющихся жидкостей. Не предусмотрены средства быстрого подавления возможности взрывов при залповых выбросах взрывоопасных газов, например, ацетилена, пропана, пропилена и т.п. Этими средствами могут быть ресиверы со сжатым азотом, либо мощные вентиляторы, которые при быстрой подаче больших масс воздуха не позволяют образовываться взрывоопасным концентрациям газовоздушных смесей. Возможен и другой принцип устройства системы вентиляции, который может обеспечить одновременное по всей длине тоннеля удаление образовавшихся в аварийной ситуации взрывоопасных горючих смесей или, в случае взрыва, раскалённых продуктов взрыва [1].
В конструкциях тоннелей не предусмотрены меры для предотвращения распространения газовоздушных взрывоопасных смесей по всей ширине тоннеля с многополосным движением, и распространения взрыва и пожара, возникших в одной полосе движения на соседние полосы. Эту ситуацию можно предотвратить путём продольного секционирования по длине тоннеля, т.е. путём возведения конструкций, ограждающих полосы движения друг от друга.
Не предусмотрены меры, исключающие воздействие продуктов взрыва, истекающих с огромными скоростями из тоннеля, на транспортные средства, подъезжающие к тоннелю и отъезжающие от тоннеля. Для предотвращения этого необходимо соответствующее конструктивное оформление въезда и выезда из тоннеля.
Светофоры на обоих концах тоннеля регулируют движение транспорта одновременно на всех полосах движения. При продольном секционировании тоннеля устройство раздельных светофоров на каждой полосе движения позволило бы более гибко организовать движение и лучше использовать пропускную способность тоннелей, а также позволило бы при угрожающей обстановке организовать порционное (прерывистое) движение.
Не предусмотрены меры защиты тоннелей как стратегических объектов на случай военного времени, включающие меры маскировки и позиции для зенитных средств [2].
Проведение мероприятий по обеспечению взрывобезопасности в тоннелях следует разделить на две группы.
Первая группа мероприятий - это организационно - административная, сводящаяся к запрету проезда автомобилей, перевозящих легковоспламеняющиеся, взрывоопасные и пожароопасные материалы по транспортным тоннелям. Наиболее опасны бензовозы и автомобили, перевозящие криогенные горючие жидкости. Взрывы, воз-
8/2011 М1ВЕСТНИК
никающие при авариях этих автомашин, представляют опасность даже на открытой местности, где возникает сферическая взрывная волна. Взрывы в тоннелях приводят к возникновению плоской взрывной волны, значительно более интенсивной и медленно затухающей.
Вторая группа мероприятий - это инженерно-технические мероприятия по ослаблению воздействия взрывов относительно небольших количеств взрывчатых газов и жидкостей в объеме баков с горючим или баллонов сжатых горючих газов. Сюда входят также мероприятия по замедлению образования взрывоопасных концентраций или вентиляции появившихся в тоннеле горючих газов, а также по сбросу давлений в ответвления от тоннеля, сообщающиеся с атмосферой.
В тоннелях могут возникать взрывы 4-х типов [3]:
- взрывы конденсированных ВВ (тротила, пластита, аммонийной селитры и т.п.) при террористических актах,
- взрывы сосудов, работающих под давлением (ресиверы со сжатыми газами, баллоны с ацетиленом, пропаном, бутаном и т.п.),
- детонационные взрывы, образовавшихся при разлитии горючих жидкостей паровоздушных и газовоздушных взрывоопасных смесей,
- дефлаграционные взрывы ГПВС.
Наиболее опасны взрывы в протяженных тоннелях, поскольку в них взрывная волна может поразить очень большое количество автомобилей и людей. Поэтому в настоящей статье основное внимание уделяется обеспечению взрывобезопасности протяженных тоннелей, таких как Кутузовский и Лефортовский в г. Москве.
Использование опыта, накопленного в горной промышленности, возможно лишь отчасти, это в основном касается применения и проверки расчетных формул, полученных в условиях распространения ударных волн в горных выработках. Связано это с тем, что сечения горных выработок значительно меньше сечения городских транспортных тоннелей и с тем, что в горных выработках нет интенсивных транспортных потоков, присущих городским транспортным тоннелям.
Таким образом, разработка проблемы взрывобезопасности транспортных тоннелей практически начинается с очень незначительного предварительного научного задела, хотя мировая практика мирового тоннелестроительства дает примеры возведения очень протяженных тоннелей (Сен-Готтардский, тоннель под Ла-Маншем, Северо-Муйский и др.), однако вопросы взрывобезопасности при строительстве указанных тоннелей не рассматривались.
Обеспечение взрывобезопасности городских транспортных тоннелей большой протяженности может потребовать серьезных изменений и дополнений в практику тоннелестроения, в конструкцию тоннелей, оборудования тоннелей системами датчиков и исполнительных механизмов; организации особого режима проезда через тоннели; продольного секционирования проезжей части тоннелей для ограничения распространения взрывоопасных смесей и распространения пожара по всей ширине тоннеля, а также для доступа спасателей с соседних секций в секцию, где произошел взрыв или пожар; устройства отводных вертикальных каналов для сброса давления ВУВ в атмосферу по длине тоннеля и иных мер.
В процессе полготовки статьи были проанализированы комплекс стандартов «Безопасность в чрезвычайных ситуациях», СНиПы по железнодорожным и автодорожным тоннелям, информационные и нормативные материалы в области промышленной безопасности Госгортехнадзора России, а также Постановление Правительства Москвы от 22 августа 2000 г. № 654 « Об утверждении концепции безопасности Москвы».
Анализ действующего законодательства, нормативных правовых актов МЧС России и города Москвы, содержащих требования безопасности транспортных тоннелей, показывает:
В настоящее время отсутствуют нормативные документы, содержащие требования по обеспечению противовзрывной защиты в транспортных тоннелях при взрыве паров бензина, пропана, ацетилена. Это указывает на актуальность разработки проекта строительных норм, направленного на снижение ущерба и последствий при взрыве в транспортных тоннелях паров бензина, ацетилена, пропана.
Литература
1. Казеннов В.В. Динамические процессы дефлаграционного горения во взрывоопасных зданиях и помещениях. Диссертация на соискание степени д.т.н., М.: МГСУ, 1997.
2. Меры по снижению взрывоопасности в протяженных транспортных тоннелях. Мишу-ев А.В., Казеннов В.В., Громов Н.В. XI международный форум «Технологии безопасности». Международная конференция «Технологии безопасности: системы, решения, рынки». 2 стр. (2006 год).
3. Обеспечение взрывобезопасности и взрывоустойчивости промышленных, транспортных, энергетических и гражданских объектов. Мишуев А.В., Казеннов В.В., Громов Н.В. Сборник материалов НПК ВНИИПО МЧС России. М.: 2007 г.
References
1. V. Kazennov. Dynamic processes of deflagration combustion in explosion-hazardous buildings and premises. Dissertation. Moscow; MSUCE, 1997.
2. Reduction arrangements for explosion hazard of extended transport tunnels. A.Mishuev, V. Kazennov, N. Gromov. XI International forum "Technology of Safety" International conference "Security technology" 2 pages, 2006
3. Providing explosion safety and explosion resistance of industrial, transport, energy, civil facilities. A. Mishuev, V. Kazennov, N. Gromov. Collection of materials, EMERCOM Russia. Mos-cow,2007.
Ключевые слова: город, тоннель, взрыв, риск, автотранспорт, безопасность, мероприятия, стандарт
Ключевые слова: town, tunnel, explosion, risk, transport, safety, arrangements, regulations
129337, Москва, Ярославское ш., 26 Тел: 8-499-261-48-04 mishuev@mail.ru
Рецензент: заведующий кафедрой "Инженерные системы, безопасность жизнедеятельности и экология" ФАУО ДПО ГАСИС, к.т.н. Попов С.Е.
