9.1. 材料的耐火性

        隧道建设材料在火灾时必须具备足够的抗火性能确保火灾后撤离以及救火过程中隧道自身的完整性。

        第7.3节"材料的抗火能力"技术报告05.05.B 中“隧道的火灾与烟雾控制”章中讨论隧道材料的火灾性能，且表明材料性能参数应该包括火灾性能特征参数，且应该包括参数：

• 低明火特性，火灾时材料自身无明火将降级火灾传播速度；
• 低热量产出特性：指的是火灾时材料燃烧产生的热量少，可以降低火灾规模，有效提高结构和救生效果，使火灾产生的有毒物质最小化或得到有效消除。

        火灾中产生烟雾不可避免，但是风险可以通过材料选择和安全特征设计降低,例如逃跑路线,降低在火灾中的暴露。同时应该注意隧道衬砌表面材料的性能,包括瓷砖、油漆、防水或照明设备.这种材料的规格设置还应该包括它们的火灾属性需求。

        材料可能在燃烧时产生的化学腐蚀性气体或有毒气体并且可能穿透混凝土表面并导致后续腐蚀的现象必须予以考虑。 这也适用于任何其他涂料。当采用聚丙烯纤维减少剥落的风险时，由于纤维融化后融入混凝土内内容密度增加导致混凝土更易碳化或氯盐腐蚀，故混凝土火灾后的耐久性问题应予以考虑。

        路面修建时采用水泥混凝土或沥青材料，《路线与道路》中文章“隧道火灾中路面效应”一文中从安全的角度讨论了相关材料。其中 水泥混凝土是唯一不能燃烧且在隧道中使用不会产生任何疑问的材料，可是研究和实验表明实际火灾中，从人员安全的角度来看，隧道火灾过程中沥青材料不会显著增加火灾规模（即包括热量释放率和总体火势）。隧道中直接暴露沥青也是不可取的，因为燃料泄漏会在路面下堆积。

9.2. 结构的耐火能力

        结构抵抗火灾的性能通过火灾开始到结构由于不可接受的大变形或坍塌发生之间的时间来进行描述。

        第7章“结构火灾抵抗性能设计标准”在技术报告2007 05.16.B 公路隧道火灾与烟雾控制系统与设备"总结了这个目标。

1. 隧道内人员能够自救或被救助到安全的地点（主要目的）
2. 安全环境下救援工作才有可能进行
3. 应该采取保护措施防止结构坍塌造成第三方财产损失。

        另外一个目的就是限制火灾后修复时交通中断的时间。

        该目标发表在第7章中“结构防火性能”的技术报告1999 05.05.B技术报告中。

        结构的防火能力用不同的火灾时间曲线来表示，表9.2-1中ISO834曲线、荷兰的RSW曲线、德国的ZTV曲线以及法国碳氢化合物增长曲线（HC_inc），该曲线是在欧洲规范（第2-2部分）的基础上温度乘以1300/1100的系数。

        世界道路协会和世界隧道协会都就隧道火灾设计标准达成了一致，并在 《路线/道路》2004年的论文“世界道路协会公路隧道结构防火标准”一文中发表，并且成为世界道路协会的推荐标准，并在第7章"隧道结构火灾设计标准"技术报告（2007 05.16.B）.有说明，防火标准及要求汇总见下表：

TABLE 9.2-2: 世界道路协会和世界隧道协会的推荐抗火标准

Traffic Type	Main Structure				Secondary Structures (4)
	Immersed or Under/Inside Superstructure	Tunnel in Unstable Ground	Tunnel in Stable Ground	Cut & Cover	Air Ducts (5)	Emergency Exits to Open Air	Emergency Exits to Other Tube	Shelters (6)
Cars Vans	ISO 60 min	ISO 60 min	See note (2)	See note (2)	ISO 60 min	ISO 30 min	ISO 60 min	ISO 60 min
Lorries Tankers	RWS/HCinc 120 min (1)	RWS/HCinc 120 min (1)	See note (3)	See note (3)	ISO 120 min	ISO 30 min	RWS/HCinc 120 min	RWS/HCinc 120 min (7)

注释：

        （1）对于重载运输可燃物货运卡车流量非常大时需要180分钟；

        （2）安全并不是一个标准,不需要任何防火(除了避免进一步崩溃)。如果考虑到目标不同，可能需要满足以下的要求：

• ISO标准在一般情况下要求为60分钟，
• 可能由于结构保护措施过于昂贵或火灾后保护措施无法维修（例如噪音防火措施），而根本无任何保护措施。

        （3）安全本身并不是标准也不需要任何抗火防火要求（除非发生大规模的快速坍塌）。考虑到其他的目标，可能需要满足以下要求：

• 如果财产（譬如隧道设在大型建筑物下面）或大型路网需要，则需要满足RWS/HC_inc 120分钟的防火标准，
• ISO一般情况下要求120分钟，这样可以在费用不高的情况下限制财产损失，
• 无保护功能，可能是由于费用会大幅增加或不利于火灾后修复工作（譬如施作了薄层噪音保护装置）。

        （4）其他附属结构：应该针对具体工程制订保护细则；

        （5）存在横向通风的情况；

        （6）救生所应该连接到外界开阔地；

        （7）如果有大量装载可燃货物的重型卡车流且120分钟内无法到达救生场所时，应适当加长该时间。

        隧道结构失效引起的后果对不同类型隧道而言是不同的，也将影响隧道的防火要求。比如深埋隧道的局部坍塌可能导致隧道内产生严重的涌水，而盖挖法修建的隧道的局部垮塌则影响有限。一个基本的要求就是必须防止隧道结构连续垮塌的发生，同时防止重要的纵向系统被割断，比如电力支架和通信线缆。

        隧道结构材料防火涉及到不同的预防要求，第8.3节“材料的火灾响应”中报告中1999 05-05-B 中“隧道火灾及烟雾控制”中讨论了钢筋混凝土防火特点，大型火灾中产生的大量热量会导致钢筋混凝土失效，这时防火隔热层的防火作用主要起到防止钢筋混凝土结构早期破坏的作用。整体结构（钢筋混凝土类型和程度/预应力、其他措施等）的防火是需要考虑的。

        火灾中由于温度和伸缩分布不同会发生混凝土剥落，并对容易暴露在高温中的加固结构造成危险。总体来说混凝土脱落不会对撤离人员造成危险，但是对于消防员可能构成危险。尽管不同类型的防火措施可以降低火灾脱落危险，但是由于火灾过程中的高温引起的脱落围岩仍然不可能完全避免。

        必须注意通风系统，确保不会因为火灾失效而导致功能下降，所以很有必要检查活在中通道局部范围发生坍塌造成的后果。

        逃生通道仅在火灾的最初阶段会被逃生人员所利用，通道必须能够确保30分钟内能够被使用。如果该通道可能会被后继的救援人员所使用，该时间段应该更长。

        为了避免火灾传播到临近的隧道或逃生通道，紧急防护门、紧急通道及两条隧道处的其他设备应该在指定的时间段内可以保持完好。整座紧急门包括周围构筑物，包括门框，在火灾中抗火时间应该大于30分钟。对于两条交通隧道之间的门，需要防火时间更长，需要1-2小时。

9.3. 设备的耐火能力

        就抗灾火能力而言，隧道设备和线缆可以分为不同可抗火等级和不抗火两类。

        被保护的设备与线缆具有不同程度可以抵抗火灾的能力，例如：

• 防火线缆应可以承受950°C三个小时；
• 线缆在250°C下应可承受三个小时；
• 通风扇在250°C下应可承受1-2小时。

        无保护的设备譬如交通指示灯、摄像头、播音喇叭的工作最高温度大约50°C，很低的温度下就无法继续工作。材料包括：

• 照明设备- 层状玻璃（荧光或发光）或硬化玻璃，铝合金、钢外壳（硬化玻 璃的照明设备的典型工作温度为120°C）；
• 交通标志-聚碳酸酯屏幕，不锈钢框；
• 相机镜头、铝框架；
• 公众播音喇叭：玻璃加强多聚物。

        无保护构建常用材料的临界温度指标汇总如下：

• 多聚物组分材料：聚碳酸酯材料在150°C会熔化，在300-400°C范围内开始燃烧；
• 二氧化硅密封材料：工作温度最高可达200-250°C；
• 玻璃强化玻璃的工作温度在最高可达250-300°C，在超过600°C后玻璃或产生裂缝；
• 铝合金400°C开始软化，600°C熔化。

        固定设备的所有配件应该考虑到其火灾中的行为。