Введение
В настоящей статье рассматриваются некоторые вопросы безопасности объектов подземной инфраструктуры: тоннелей,
коллекторов, кабельных шахт и подземных коммуникаций,
чтобы руководители, инженерный персонал, проектировщики
и непосредственные исполнители работ могли четко понимать
все процессы и решения. Надеюсь, что это в значительной
степени поможет избежать ошибок, вызванных незнанием,
и человеческим фактором.
Некоторые аспекты обеспечения объектов
подземной инфраструктуры
В современном обществе, которое характеризуется повышенной мобильностью и увеличением объема трафика, тоннели с
высокой пропускной способностью и надежной огнезащитой
имеют решающее значение. В последние годы проектируется
и строится все больше протяженных и сложных систем тоннелей, осуществляется модернизация существующих. При
этом важнейшей составной частью таких проектов является
обеспечение пожарной безопасности. В общем случае, при
проектировании подземных транспортных систем основное
внимание уделяется:
- созданию безопасных систем эвакуации;
- обеспечению минимального воздействия пожара на пространство вдоль эвакуационных проходов;
- созданию эффективных систем удаления дыма;
- интеграции систем электроснабжения.
Системы противопожарной защиты являются органичным
элементом общей системы безопасности, а своевременное
обнаружение возгораний – одной из ключевых задач.
Требования к пожарной безопасности объектов подземной
инфраструктуры определяются федеральными, отраслевыми,
а также внутрикорпоративными нормативами и правилами.
Основные из них:
- Федеральный закон № 69-ФЗ от 21.12.1994 г. «О пожарной
безопасности».
- Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
- Федеральный закон от N 116-ФЗ от 21.07.1997 «О промышленной безопасности опасных производственных
объектов».
- Свод правил 3.13130.2009. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной
безопасности.
- МЧС РФ. Методические рекомендации по тушению пожаров
на объектах метрополитенов. Москва 2009.
Другие важные документы приведены в списке литературы.
Объекты подземной инфраструктуры как
предметы пожарной защиты. Состав и классификация
В целях понимания терминологии приведу определения
нормативного документа [1].
Автодорожный тоннель – подземное (или подводное)
инженерное сооружение, предназначенное для пропуска
(проезда) автотранспортных средств в целях преодоления
высотных или контурных препятствий.
Городской тоннель – подземное инженерное сооружение
для пропуска транспортных средств, расположенное в административных границах города.
Железнодорожный тоннель – подземное протяженное
инженерное сооружение, предназначенное для пропуска железнодорожного транспорта в целях преодоления высотных
или контурных препятствий, в том числе и в городах.
Подводный тоннель – капитальное подземное сооружение
для обеспечения движения транспорта и (или) прокладки
инженерных коммуникаций под водой.
Путепровод тоннельного типа – тоннель с протяженностью
перекрытой части менее
300 м, являющийся элементом транспортной развязки и
предназначенный для движения транспортных средств.
Тоннельный переход – комплекс сооружений для подземного (подводного) преодоления высотных либо контурных
препятствий для движения автомобильного и железнодорожного транспорта.
Тоннель – протяженное подземное (подводное) инженерное
сооружение, предназначенное для транспортных целей,
пропуска воды и прокладки инженерных коммуникаций,
являющееся основным объектом тоннельного перехода.
Пожары и аварийные ситуации на объектах подземной инфраструктуры
В предыдущих статьях [2-6] были достаточно подробно рассмотрены конкретные вопросы пожарной безопасности на
различных промышленных объектах. Общая характеристика
пожаров и аварийных ситуаций на объектах подземной инфраструктуры вполне
соответствует положениям, сформулированным ФГБУ ВНИИПО [7]:
Наиболее вероятными событиями, которые могут являться причинами пожароопасных ситуаций на объектах, считаются следующие:
- выход параметров технологических процессов за критические значения,
который вызван нарушением технологического регламента (например, перелив жидкости при сливоналивных операциях, разрушение оборудования
вследствие превышения давления по технологическим причинам, появление
источников зажигания в местах образования горючих газопаровоздушных
смесей);
- разгерметизация технологического оборудования, вызванная механическим (влияние повышенного или пониженного давления, динамических
нагрузок и т. п.), температурным (влияние повышенных или пониженных
температур) и агрессивным химическим (влияние кислородной, сероводородной, электрохимической и биохимической коррозии) воздействиями;
- механическое повреждение оборудования в результате ошибок работника,
падения предметов, некачественного проведения ремонтных и регламентных
работ (например, разгерметизация оборудования или выход из строя элементов его защиты в результате повреждения при ремонте или столкновения
с железнодорожным или автомобильным транспортом).
Для подземных тоннелей характерны следующие особенности:
- Как правило, большая протяженность при ограниченном доступе. Во многих
случаях тоннели состоят из нескольких сложных конструкций с большим
количеством стыковочных узлов.
- Высокие риски возникновения пожара в случае аварийных ситуаций и неисправностей транспортных средств.
- Установленное в большом количестве оборудование с системами электроснабжения, проводкой, которые, как правило, находятся в скрытых и
компактных местах.
- Складские помещения, придорожные узлы связи, системы электроснабжения
подвергаются рискам вандализма, воровства, незаконного проникновения и
терроризма.
- Происходит накопление горючих и токсичных газов, вызванное повседневной деятельностью, неисправным оборудованием или утечками газа из земли
(естественными или в результате деятельности человека).
- Возможность пожаров, вызванных трением в механическом оборудовании,
которые могут быть усилены накоплениями масла и ветоши.
- Большие риски возникновения пожаров в скрытых и пыльных неконтролируемых пространствах, а также в средствах транспорта без оператора (например,
в автономных транспортных средствах.
- Риски от предпринимательской деятельности в прилегающих к тоннелям
зданиях.
Для железнодорожных тоннелей:
- Движение состава вызывает возникновение электрической дуги, которая
может привести к воспламенению мусора, пищевых контейнеров и других
горючих веществ, выброшенных пассажирами.
- Наличие лифтов, эскалаторов и другого оборудования, имеющего составные
электрические части, которое ежедневно интенсивно эксплуатируются, может
вызвать механический или электрический пробой.
Для автомобильных тоннелей:
- Инциденты с участием автотранспортных средств. По данным статистики автомобильные пожары составляют около 17% от всех зарегистрированных.
- Транспортировка горючих материалов, разливы топлива, масла.
- Накопление горючего мусора вдоль проезжей части и внутри вентиляционных
шахт, разливы топлива и масла.
- Короткие замыкания, электрические неполадки в кабелях систем управления
и питания.
- Неисправности систем вентиляции и обработки воздуха.
Необходимо отметить, что все элементы подземной инфраструктуры могут
быть объектами террористических атак – до 40% от всех террористических
актов в мире. При этом отмечены комбинированные типы угроз – инциденты с
пожаром (автомобильное топливо, перевозка горючих грузов, газов), взрывы
(бомбы в автомобилях, кипящая жидкость с расширением объема – паровой
взрыв), радиоактивные, химические, биологические атаки.
Необходимо учитывать и такой фактор, как взрывоопасность пожаров в бетонированных тоннелях. Пожары в тоннелях могут привести к высокому риску
возникновения взрывного откалывания бетона с высоким содержанием влаги
(например, торкреат) или высокопрочного бетона с низкой проницаемостью.
Взрывное скалывание происходит в интервале температур, при котором химически связанная вода выделяется из бетона. Для высокопрочных бетонов
взрывное откалывание непосредственно связано с внутренним давлением,
создаваемым во время попытки высвобождения химически связанной воды.
Перевозка опасных грузов оказывает существенное влияние на безопасность в
тоннелях. Приведем некоторые данные [8]:
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. 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, которыми следует руководствоваться при перевозке
регулируемых и нерегулируемых грузов через тоннели.
Проблемы и вызовы , стоящие перед
проектировщиками систем раннего обнаружения пожара
Принимая во внимание вышеперечисленные особенности, можно в самых общих чертах назвать трудности и вызовы, стоящие
перед компаниями, осуществляющими подбор и инсталляцию
систем раннего обнаружения пожара на объектах подземной
инфраструктуры.
Вопросы, связанные с физическими
характеристиками объектов
- Необходимость непрерывного и качественного отслеживания
пожарной обстановки в закрытых, скрытых и пыльных помещениях, чтобы не допустить быстрого развития пожара.
- Системы пожарной сигнализации должны обеспечить работу
в больших открытых пространствах без пространственного
разделения, в тоннелях и на платформах, где нормальная
дисперсия дыма не присутствует из-за движения воздуха от
сквозняков, кондиционирования и перемещения поездов.
- Невозможность заранее определить характер перемещаемых
грузов, в том числе топлива и других горючих веществ.
- Присутствие мощных воздушных потоков и непредсказуемое
распространение дыма.
- Присутствие в тоннелях и вблизи них разнообразных предприятий.
Организационные и логистические вопросы
- Найти верную комбинацию удовлетворения запросов заказчика по минимизации расходов / оптимальному решению
вопросов безопасности с долговременной перспективой
работы систем, расходами на их модернизацию и расширение
возможностей.
- Гибкость проектирования и установки систем, которая
обеспечивала бы оптимальную модернизацию и расширение
возможностей в связи с возможными изменениями в работе
заказчика (увеличение / уменьшение потока, изменение характера грузов и пр.)
- Обеспечить эффективное техническое обслуживание без
скрытых расходов (замены, рекламаций и пр.)
- По возможности предусмотреть снижение расходов, связанных с ложными срабатываниями систем.
Общая характеристика процессов опасных
происшествий на объектах подземной
инфраструктуры
Понимание происходящих процессов в значительной степени
помогает при рассмотрении как общих вопросов организации предупреждения опасных происшествий, так и при проектиро-
вании решений для конкретного объекта.
Вообще для всех объектов подземной инфраструктуры характер опасных ситуаций сходен. Поэтому приведу несколько конкретных примеров, из которых можно определить практические
параметры, необходимые для проектирования и создания
систем раннего обнаружения пожаров.
Железнодорожные тоннели
Обобщенная характеристика пожарной ситуации составлена на
основании данных Рекомендаций ВНИИПО [9]
- При пожаре остановленного в тоннеле пассажирского поезда
критические значения опасных факторов пожара вблизи очага
возникают через 4-6 минут в однопутных тоннелях и через 6-8
минут – в двухпутных.
- На развитие пожара в тоннеле оказывают влияние вентиляция,
свойства горючих материалов перевозимых грузов и подвижного состава, расположение очага пожара (у портала или в
средней части тоннеля).
- После возникновения очага горения пожар распространяется
преимущественно в направлении вентиляционного потока со
скоростью, близкой к скорости распространения горения на
открытом участке.
- На наклонных участках тоннеля, заполненных продуктами
горения, возникает тепловая депрессия (тяга) пожара, способная изменить количество и направление движения воздуха в
тоннеле.
- При пожаре твердых горючих материалов площадь пожара
после его стабилизации может составить 130-830 м2 для однопутных тоннелей и 500-1300 м2 для двухпутных.
- Распространение зоны горения происходит по мере выгорания
пожарной нагрузки со скоростью от 3,5 до 80 м-ч-1.
- Время развития пожаров до указанных размеров составляет
от 30 до 300 минут.
- При пожаре подвижного состава с грузом ЛВЖ и ГЖ происходит их растекание вниз по уклону тоннеля на расстояние до
80 и более метров. Площадь горения при этом ограничивается
расходом поступающего в зону горения воздуха и достанет
величины 60-200 м2.
- Возможны также вспышки (взрывы) скоплений горючих газов
и паров в объеме тоннеля.
Сооружения метрополитена
В Методических рекомендациях МЧС [9] приводятся следующие
данные:
В сооружениях метрополитена пожары возникают:
- на подвижном составе - 42% случаев,
- в тоннелях - 25%,
- на станциях и вестибюлях - 17%,
- в машинных залах эскалаторов - 5%,
- в эскалаторных тоннелях - 3%,
- в электродепо - 8 %.
Причины возникновения пожаров
- неисправность электрооборудования - 49% случаев,
- искры от подвижного состава, коротких замыканий, сварочных
работ - 18%,
- неосторожное обращение с огнем 17%,
- механические неисправности - 16%.
В среднем на 5 км трассы метрополитена происходит одно возникновение
пожара в год.
Предупреждение и оповещение об опасных
происшествиях на объектах подземной инфраструктуры
В настоящее время на рынке доступно большое количество простых и сложных
систем предупреждения и оповещения об опасных происшествиях. В данной
статье они рассматриваются с системной точки зрения, также приводятся
некоторые рекомендации по конкретным из них.
м2Системы обнаружения возгорания на объектах подземной инфраструктуры должны соответствовать следующим требованиям:
- Доступность и надежность, низкий уровень частоты ложных тревог.
- Локализация места возникновения пожара должна быть обеспечена с точностью в несколько метров.
- Надежная работа системы в условиях перепада температур: в центральной
части тоннеля и на въездах / выездах.
- Независимость и устойчивость к внезапным изменениям температуры, вызываемым работой систем вентиляции.
- Устойчивость к электромагнитным помехам.
- Высокая функциональность при долговременной работе в агрессивных
средах, вызванных наличием выхлопных газов, солей, высокой влажности,
пыли, грязи, вибрации.
Мониторинг персоналом
Первым звеном в цепочке системы предупреждения и оповещения является
мониторинг обстановки персоналом, как техническим, так и машинистами
поездов, дежурными по станциям, сотрудниками служб безопасности. Это
осуществляется путем непрерывного или периодического наблюдения зоны ответственности. Никакие механизмы или приборы не могут полностью заменить
человека. Однако следует иметь в виду, что человеку свойственно подвергаться
паническим настроениям, смятению и растерянности в кризисных ситуациях.
Здесь чрезвычайно важную роль играет постоянное проведение инструктажей
и тренировок по действиям в такой обстановке.
Ручные пожарные и ручные точечные
извещатели пожарные
По сути, это обычные ручные выключатели, которые сделаны таким образом, чтобы избежать случайного включения.
Обычно они устанавливаются на основных путях выхода и
эвакуации из рассматриваемых объектов: периферийных
путях эвакуации и в местах сбора по тревоге.
Извещатели пожарные ручные предназначены для ручного
включения сигнала «Пожар» в системах пожарной сигнализации, управления пожаротушением, эвакуацией, дымоудалением, инженерными системами. Устройства применяются
в закрытых помещениях зданий, сооружений, на наружных
установках промышленных объектов во взрывоопасных
зонах, в шахтах и рудниках. Взрывозащита – «взрывонепроницаемая оболочка» («d»), режим круглосуточной
работы с приемно-контрольными приборами и возможность
параллельного или последовательного подключения. Степень
защиты внутреннего объема оболочкой должна обеспечивать
полную пыленепроницаемость и повышенную влагонепроницаемость.
Телефонная связь
Доклады и сообщения по телефону также возможно отнести
к техническим средствам предупреждения. Однако они могут
быть неэффективными по следующим причинам:
- подвергаться воздействию факторам аварии;
- из-за возникающих шумов информация может искажаться;
- информация, передаваемая голосом, может неправильно
интерпретироваться;
- одновременное использование телефонов приведет к
перегрузке АТС.
Системы мобильной радиосвязи
Как правило, на подземных объектах персонал оснащается
такими системами. Их недостатки аналогичны указанным
для телефонов, однако, они обеспечивают непрерывную
связь – обычно на специально выделенной для аварийных
ситуаций частоте.
Окончание – в следующем номере.
Литература
1. СП 122.13330.2012 Тоннели железнодорожные и автодорожные. Актуализированная редакция СНиП 32-04-97
2. Вопросы пожарной безопасности на объектах хранения, переработки и использования растительного сырья. М.В.Рукин.
3. Пожарная безопасность объектов нефти и газа как составной
элемент промышленной безопасности России. М.В.Рукин
4. Пожарная безопасность объектов энергоснабжения. М.В.Рукин
5. Пожарная безопасность нефтебаз, резервуарных парков, складов нефти и нефтепродуктов. М.В.Рукин.
6. Газоанализаторы как инструмент предотвращения воспламенения и взрыва горючих смесей в воздухе. М.В.Рукин.
7. Пособие по определению расчетных величин пожарного риска
для производственных объектов. ФГБУ ВНИИПО.
8. О нормировании требований безопасности для тоннелей. НПО
«Пульс». 12.05.2016.
9. Министерство Российской Федерации по делам гражданской
обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий
стихийных бедствий. Методические рекомендации по тушению
пожаров на объектах метрополитенов. Москва 2009
| 
