استفاده از فناوری، جهت کاهش تصادفات منجر به آتش سوزی اثرات آنها در تونلها

۱- مقدمه
توسعه شبکه های حمل و نقلی از طریق افزایش ظرفیت مسیرهای موجود در اضافه کردن مسیرهایی جدید به شبکه صورت می‌گرد. اضافه کردن مسیرهای جدید به شبکه در کشورهایی که دارای مناطق کوهستانی هستند، اغلب از طریق ایجاد تونل است. تونلها علاوه بر توسعه شبکه حمل و نقل جاده ای، از لحاظ زیست محیطی نیز در مناطق درون شهری نقش مؤثری را بازی می‌کنند. از اینرو مسائل مربوط به ساخت، نگهداری و ایمنی آنها از اهمیت بالایی برخوردار است.

رعایت اصول ایمنی در تونلها یکی از مواردی است که گروههای مختلف درگیر با طراحی، ساخت، نگهداری و بهره برداری از تونل با آن روبرو هستند. براساس تجربیات گذشته وقوع تصادفات سنگین و مخصوصاً همراه با آتش سوزی در تونل هاپی آمدهای خطرناکی را به همراه داشته است. از اینرو تلاش های صورت گرفته در زمینه بهبود وضعیت ایمنی در تونل ها، در راستای بنیان گذاری استاندارهای جدید، منطبق با پیشرفت تکنولوژی و همچنین بهبود وسایل و تجهیزات مواقع اضطراری در داخل تونلها است.

در این مقاله با چگونگی استفاده از فن آوری ها و وسایل مختلف برای کاهش احتمال وقوع تصادف و کاهش پی آمدهای ناشی از وقوع تصادفات همراه با آتش سوزی در تونلها پرداخته می‌شود. همچنین با توجه به نوع خاص توپوگرافی کشور ژاپن و وجود تونلهای فراوان در این کشور، به بحث و بررسی وضعیت ایمنی تونلها در این کشور پرداخته می‌شود و فناوری مورد استفاده در تونلهای این کشور توضیح داده می‌شود.

۲- شرایط فعلی کشور ژاپن از نظر طول و تعداد تونل ها
کشور ژاپن به صورت مجموعه ای از جزایر و به شکل یک کمان در دریا محصور شده است. ۷۰درصد از این جزایر کوهستانی هستند، از این رو تونلها نقش مهمی در توسعه شبکه جاده ای این کشور ایفا می‌کنند ئ تعداد آنها در سالهای اخیر افزایش یافته است. شکل ۱ چگونگی رشد تونلها از لحاظ تعداد و طول را در این کشور نشان می‌دهد.

همانطور که در شکل ۱ دیده می‌شود در سالهای اخیر تعداد تونلها در این کشور افزایش چشمگیری داشته است. از دلایل مربوط به این افزایش می‌توان به کاهش هزینه های ساخت و بهبود فناوری ساخت تونلها اشاره کرد. همچنین ساخت تونلها به عنوان یک راه حل مهندشی مفید برای انتقال آلودگی های زیست محیطی حمل و نقل (سر و صدا) به زیرزمین مخصوصاً در مناطق شهری تبدیل شده اند. به طوری که در سال ۲۰۰۰، تعداد تونلهای کشور ژاپن به ۸۱۸۹ عدد و مجموع طول آنها به ۲۵۷۵ کیلومتر رسیده است.

تجربیات گذشته نشان دهنده وقوع تصادفات خطرناک همراه با آتش سوزی در تونلها بوده است. این حوادث علاوه بر خسارات معمول ناشی از تصادف، تبعات ناشی از آتش سوزی را نیز در پی داشته اند. در اکثر کشورها برای بهبود وضعیت ایمنی تونلها، شاخصهای ایمنی مشخصی را منطبق با پیشرفت فناوری تعریف کرده اند. در زمینه های مدیریتی نیز تلاش هایی برای هماهنگی بیشتر سازمانهای درگیر در وضعیت بحران، نظیر پلیس راه و نیروهای آتش نشانی صورت گرفته است.

۳- مفهوم ایمنی در تونل
تعدا تصادفات در تونلها، از جاده های معمولی کمتر است، ولی اگر تصادفی در داخل تونل اتفاق بیافتد، پی آمدهای مخرب آن از تصادفات مشابه در خارج از تونل بیشتر است. پیامدهای ناشی از تصادف، مخصوصاً زمانی که تصادف با آتش سوزی همراه باشد بسیار خطرناک است، چرا که در این شرایط محیط بسته تونل از انتظار و خروج گارهای داغ و خفه کننده جلوگیری می‌کند. همچنین محدودیت دسترسی سبب می‌شود تا نیروهای آتش نشانی و امداد به صحنه تصادف دسترسی کمتری داشته باشند و چنانچه راههای خروجی و فرار تونل کاملاً

قابل اطمینان نباشند، به خسارتهای جبران ناپذیر تصادف اضافه خواهد شد. آتش سوزی در تونل نه تنها سلامت و جان انسانها را به مخاطره می‌اندازد، بلکه آثار مخربی نیز بر سیستم سازه تونل وارد می‌کند که مستلزم صرف هزینه های گزافی برای بازسازی تونل می‌شود. از اینرو و لازم است تا از وضوع تصادف در تونل تا حد ممکن جلوگیری شود و از طرف دیگر راه حلهای مناسب کافی برای فرار افراد گرفتار در آتش و دسترسی نیروهای آتش نشانی به محل حادثه در نظر گرفته شود. راه حلهای اطمینان از ایمنی تونلها را به دو دسته تقسیم می‌نمایند. این دو دسته عبارتند از:

۱- کاهش احتمال وقوع تصادف در تونل
۲- کاهش پی آمدهای ناشی از تصادف و آتش سوزی
دسته اول به مواردی نظیر طراحی تونل، قوانین ترافیکی و تجهیزات مختلف نصب شده در تونل مانند سیستم تهویه، سیستم روشنایی، رنگ آمیزی داخلی و نگهداری از تونل مربوط می‌شود. دسته دوم به نصب وسایل مورد نیاز برای مقابله با شرایط اضطراری و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر مربوط است.

۴- راه حل های کاهش احتمال وقوع تصدف در تونل
۴-۱- طراحی تونل
جزییات مختلفی در طراحی تونل ( نظیر مقطع عرضی، پروفیل طولی و روسازی جاده ) وجود دارد که بر ایمنی تونل اثر گذار است. طراحی صحیح ترازهای افقی و قائم، تأثیر بسزایی در پیشگیری از وقوع تصادفات دارند. به علاوه پروفیل طولی تونل باید تا حد امکان به صورت خطی و با قوسهای با شعاع زیاد باشد تا راننده به یک درک بصری مناسب و از وضعیت جاده داخل تونل دست یابد. همچنین پروفیل قائم راه نیز باید تا حد امکان به حالط مسطح نزدیک باشد و در عین حال تخلیه آبهای سطحی را با مشکل مواجه نسازد. در نهایت وجود فضاهایی به منظور توقف وسایل نقلیه ای که به هر دلیلی در تونل خراب می‌شوند، به مقدار زیادی می‌تواند از وقوع تصادفات جلوگیری به عمل آورد. در تونلهای ژاپن چنین فضاهایی در فواصل ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ متر در تونلهای بلند پیش بینی شده است.

۴-۲- قوانین ترافیکی
محدودیت سرعت و ممنوعیت سبقت در تونلها یکی از ره حا های بسیار مؤثر در کاهش تعداد تصدفات است. مخصوصاً مسأله ممنوعیت سبقت در تونلها دوخطه ای که دارای جریان ترافیک دوجهته می‌باشند از اهمیت بالایی برخوردار است. ایجاد محدودیت برای عبور کالاهای خطرناک در تونلهای زیرآبی و تونلهای با طول بیش از ۵۰۰۰ متر محدود شده است. چراکه چنانچه انفجاری در داخل تونل اتفاق بیافتد، به جوادث وخیمی همچون ورود آب به داخل تونل و گرفتار شدن رانندگان و سرنشینان وسایل نقلیه در آتش منجر می‌شود.
۴-۳- سیستم تهویه، روشنایی، رنگ آمیزی داخلی و نگهداری تونل
از آنجا که تونل دارای محیطی محصور و سربسته است، میزان روشنایی و قدرت تشخیص رانندگان نسبت به فضای باز در سطح پایین تری قرار دارد. این کاهش قدرت تشخیص به خاطر وجود ذرات معلق ناشی از دود اگزوز وسایل نقلیه و نور کمتر است. از اینرو سیستمهای تهویه، روشنایی و رنگ آمیزی داخلی تونل به نحوی راحی می‌شوند که تا حد امکان در جهت رفع این مشکل عمل کنند. طراحی و عوامل فوق با توجه به طول تونل، حجم ترافیک عبوری از تونل و سرعت طرح و وسایل نقلیه متفاوت است. در ادامه در ارتباط با هر یک از موراد مطرح شده توضیحاتی ارایه می‌گردد.

۴-۳-۱- سیستم تهویه
مهمترین هدف از سیستمهای تهویه کاهش و یا از بین بردن ذرات معلق موجود در گاز خروجی از اگزوز وسایل نقلیه است. گاز CO، و دوده که عوامل کدری هوا و کاهش قدرت بینایی راننده می‌باشند، توسط سیستم تهویه به خارج از تونل منتقل می‌گردد. نتیجه این فعالیت، افزایش سطح سلامت استفاده کنندگان از تونل شامل مسافران و پرسنل نگهداری و همچنین حفظ شرایط دید مناسب در تونل است. سیستم تهویه به ۴ نوع قابل تقسیم است:
۱- تهویه طولی
۲- تهویه معکوس
۳- تهویه نیمه معکوس
۴- تهویه ترکیبی
از میان سیستمهای فوق، سیستم تهویه طولی از گستردگی و استفاده بیشتری برخوردار است.

۴-۳-۲- سیتم روشنایی
هدف سیستم روشنایی، تأمین روشنایی مطلوب جهت عبور روان و ایمن جریان ترافیک در تونل است. میزان روشنایی مورد نیاز بر اساس سرعت طراحی، وضعیت ترافیک و ساختمان تونل قابل محابه است. یک سیستم روشنایی از بخشهای مختلفی مانند روشنایی داخلی تونل، روشنایی ورودی و خروجی و روشنایی راههای دسترسی و خروجی اضطرری تشکیل شده است. میزان روشنایی در ورودی تونل بیش از روشنایی قسمت اصلی تونل طراحی می‌گردد. چرا که راننده از طی محیط کاملاً روشن به یک محیط تاریک وارد می‌شود و باید در ابتدای ورد به تونل روشنایی کافی در مقایسه با فضای بیرون وجود داشته باشد تا راننده بتواند قدرت دید خود را به تدریج با محیط جدید تطبیق دهد.
۴ـ۳ـ۳ رنگ آمیزی داخلی تونل

رنگ آمیزی داخلی تونل برای دستیابی به اهداف زیرصورت می‌گیرد:
۱- دریافت اطلاعات بصری ایمن مانند تشخیص پروفیل جاده وموانع با توجه به اختلاف درخشندگی بین دیواره وسطح جاده.
۲- اطمینان از ایمنی ترافیک با توجه به توانایی رانندگان درتشخیص موقعیت وفاصله وسیله نقلیه با دیوارها.
۳- فراهم کردن محیطی مناسب وزیبا، چرا که محوطه داخلی تونلها مجهز به تجهیزاتی است که به صورت روکاراجرا شده اند ومی توانند منظره زشتی را به وجود آوردند.
رنگ آمیزی داخلی همچنین با توجه به طول تونل، حجم ترافیک ونوع طبقه بندی راه درتونلهای مختلف متغیر است.

۴ـ۳ـ۴ نگهداری
نگهداری نامناسب از ساختمان وتجهیزات نصب شده داخل تونل به کاهش ایمنی استفاده کنندگان از تونل منجرمی شود. نگهداری از تونلها به صورت دوره ای وتوسط متخصصین ویژه دردوسطح انجام می‌شود. درسطح اول تنها موارد مربوط به ساختمان تونل مورد باز بینی ومعاینه قرار می‌گیرد (قسمتهایی نظیرخط کشی تونل، دروازه های ورودی، دال سقف ومجاری تخلیه آبهای سطحی). درسطح دوم تسهیلات مختلفی مانند سیستم تهویه، روشنایی وسایل اضطراری مورد بازبینی قرارمی گیرد.
۵ـکاهش پیامدهای ناشی از تصادفات همراه با آتش سوزی

۵ ـ۱ـ کلیات
درهنگام وقوع تصادف همراه با آتش سوزی ضروری ترین نکته، شناسایی سریع آتش وانتقال سریع اطلاعات به استفاده کنندگان از تونل است. این فعالیتها سبب کاهش صدمات وپیامدهای ناشی از بروز چنین تصادفاتی درارتباط با استفاده کنندگان وساختمان تونل می‌شود. بطورکلی موارد زیرپس ازبروز تصادفات شدید درتونلها باید مدنظرقرارگیرند:
۱- تشخیص سریع تصادف وآتش سوزی

۲- مخابه سریع اطلاعات از طریق زنگهای خطروکنترل ترافیک تونل
۳- تخلیه استفاده کنندگان تونل از طریق راه های فرارایمن
۴- استفاده از دستگاه های اطفاء حریق درمراحل اولیه آتش سوزی
استانداردهای نصب تجهیزات مواقع اضطراری با درنظرگیری موارد فوق تعیین شده است. این استانداردها برنامه ریزی، طراحی وکارکرد عملیاتی هریک ازاین تجهیزات را مشخص کرده اند.

۵ـ۲ـ استفاده از تجهیزات اضطراری درتونل ها
هرتونل دارای شرایط اختصاصی مربوط به خود است. تونلها ازنظرطول، مقطع عرضی، پروفیل طولی، وسایل کنترل ترافیک وحجم ترافیک با یکدیگرمتفاوت هستند. همچنین تونلها درعمق های متفاوتی درزیرزمین ویازیرآب ساخته می‌شوند. ازاینرو جهت بکارگیری تجهیزات ایمنی درتونلها، باید تمامی این شرایط درنظرگرفته شوند، ولی درعمل چنین امکانی وجود ندارد.

به منظورغلبه براین مشکل، درکشورژاپن تونلها به ۵ گروه مختلف تقسیم شده اند. این تقسیم بندی براساس طول وحجم جریان ترافیک تونلها انجام شده است. شکل ۲ چگونگی این تقسیم بندی را نشان می‌دهد. این تقسیم بندی با توجه به میزان احتمال وقوع تصادف درهریک از گروه ها وبراساس تجربیات گذشته انجام شده است. به عنوان مثال تونلهای بلند با سرعت طراحی بالا مانند آزادراه ها، یا تونلهای باسابقه نامناسب درتصادفات، درسطح طبقه بندی بالاتری نسبت به سایرتونلها قرار می‌گیرند. برای هریک از این طبقه بندی ها تجهیزات اضطراری مطابق با جدول ۱ درنظرگرفته می‌شود. درادامه به تجهیزات متنوعی که درموارد اضطراری درتونلها مورد استفاده قرار میگیرند، اشاره می‌شود.

۵ ـ۲ـ۱ـ تجهیزات اعلام خطرواطلاع رسانی به مسئولین
وظیفه اصلی تجهیزات اطلاع رسانی درهنگام بروز حادثه، آگاه کردن مسئولین تونل، نیروهای آتش نشانی وپلیس است. تجهیزات اعلام خطر، همچنین وظیفه آگاه کردن استفاده کنندگان داخل تونل وخارج از تونل را نیزبرعهده دارند. درادامه تعدادی از این تجهیزات واستاندارد مربوط به آنهامورد بررسی قرارمی گیرند.
الفـتلفن اضطراری

استفاده کنندگان تونل با استفاده از این تلفنها، مسئولین تونل، نیروی پلیس ویا آتش نشانی را ازوقوع تصادف ومحل آتش سوزی آگاه می‌کنند. همچنین درتماسی که ازسوی افراد داخل تونل با هریک ازاین گروه ها گرفته می‌شود، اطلاعاتی درباره چگونگی مقابله با حادثه به آنها داده می‌شود، تامراحل مقدماتی عملیات امدادی تارسیدن نیروهای متخصص انجام شود. شکل ۳ نمایی ازچگونگی نصب این تلفنها درداخل تونل را نشان می‌دهد. این تلفنها با حداکثرفاصله ۲۰۰ مترازیکدیگرودرارتفاعی بین ۲/۱ تا ۵/۱ متربرروی دیواره تونل نصب می‌شوند.
بـدکمه اعلام خطر

افراددرگیردرصحنه تصادف با فشاردادن این دکمه مسئولین تونل را از بروزتصادف آگاه می‌کنند. این دکمه ها درفواصل ۵۰ متری از یکدیگرودرارتفاعی بین ۸/۰ تا۵/۱ متربرروی دیوارهای تونل نصب می‌شوند.
پـشناسگرآتش سوزی
این شناسگروظیفه تشخیص وشناسایی آتش سوزی رادرمراحل اولیه برعهده دارد. این شناسگرنباید تحت تأثیرگازوآلاینده های خروجی از اگزوزوسایل نقلیه وجریان هوای ناشی از فعالیت سیستم تهویه هوا قرارگیرد.

شکل ۴ـ نمونه ای ازاین شناسگررا نشان می‌دهد. این شناسگرها برروی دیواره تونل درارتفاعی قابل قبول که تعمیرات وبازبینی آنها مشکل نباشد، نصب می‌شوند. قابل ذکراست که فواصل نصب این تجهیزات ازیکدیگر، با توجه به قدرت تشخیص آنها وتوانایی سیستم آب پخش کن اتوماتیک داخلی تونل تعیین می‌شود.
تـتابلوهای اعلام خطر

ازاین وسالیل برای آگاهی رانندگان از وقوع حادثه ای غیرمعمول درتونل استفاده می‌شود. این تجهیزات با ارسال پیام ونمایش آن، ازورودسایر رانندگان به تونل جلوگیری می‌نمایند. همچنین با استفاده از تابلوهای خبری نصب شده درداخل تونل، افراد داخل تونل را از بروزخطرآگاه ساخته وبه سرعت به راههای خروجی از تونل هدایت می‌نماید.
تابلوهای بیرونی درمحل ورودی های تونل (شکل ۵) وعلائم اطلاع رسانی داخل تونل درمحوطه فرورفتگی های تونل (شکل۶) نصب می‌شوند. این تابلوها درگروه تابلوهای خبری متغیر قراردارند.مسئولین تونل با استفاده از آنها می‌توانند اطلاعات مختلفی را به استفاده کنندگان منتقل کنند.
۵ـ۲ـ۲ـ سیستم اطفاء حریق

سیستم اطفاء حریق درتونلها از دوبخش اصلی تشکیل شده است. کپسولهای اطفاء حریق وشیرهای آتش نشانی، نحوه عملکرداین ابزارباید ساده باشد که افراد بدون تعلیم خاصی بتوانند تا رسیدن نیروهای آتش نشانی جهت مقابله با آتش از آنها استفاده نمایند.
الفـکپسولهای اطفاء حریق
این ابزاربرای کنترل ومقابه با آتش درمراحل اولیه مورد استفاده قرارمی گیرند. مهمترین نکته ای که دراین وسیله به آن توجه می‌شود، راحتی استفاده از آن در موارد عمومی است. همچنین این کپسولها باید توانایی مقابله با آتش سوزیهای با منشاء نفتی والکتریکی را نیز داشته باشند وبه علاوه نباید گازهایی را که برای بدن انسان مضرهستند، تولید کنند. کپسولهای اطفاء حریق درفاصله های ۵۰ متری ودرارتفاعی مناسب برای استفاده نصب می‌گردد. شکل ۷ نمایی از این جعبه را نشان می‌دهد.
بـشیرآتش نشانی
این شیرها نیز درمراحل اولیه آتش سوزی به همراه کپسولهای اطفاء حریق برای مقابله با آتش مورد استفاده قرارمی گیرند. نحوه نصب آنها درحالت ایده آل به صورتی است که بلافاصله بعد از باز شدن شیرها، آب با سرعت از آنها خارج می‌شود. این شیرها درفواصل ۵۰ متری به همراه کپسولهای آتش نشانی درجعبه مخصوص نصب می‌شوند.