bài giảng Chống cháy nổ cho công trình

Chống cháy nổ cho công
trình ngầm
Công trình ngầm bắt đầu được
xây dựng nhiều ở nước ta.Công
trình ngầm tập trung như hầm
nhà cao tầng đang được xây
dựng nhiều, số lượng hiện nay
đã đến hàng trăm và có ngôi nhà
có 5 tầng dưới mặt đất.

PGS Lê Kiều
Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Các điểm giao thông tĩnh ngầm đang chuẩn bị xây dựng để đỗ xe trong nội
đô và ven nội. Một số dự án giao thông tĩnh đến 8 ~ 9 tầng dưới mặt đất,
chứa trên 500 xe ô tô. Hầm đường bộ vào loại lớn trên đường quốc lộ 1 A đã
được xây dựng.
Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh đang tích cực nghiên cứu hệ xe điện ngầm
trong giao thông đô thị với chiều dài hàng chục cây số. Hệ hầm dài thu gom
kỹ thuật (collector) đã có một số đề tài nghiên cứu cấp Nhà Nước được triển
khai và đã báo cáo kết quả. Một số thành phố đang thiết kế hệ hầm thu gom
kỹ thuật và tích cực chuẩn bị xây dựng.
Hầm ngầm có những đặc thù như nằm sâu dưới lòng đất, không gian bị bao
kín và giao thông với mặt đất hạn chế đòi hỏi những điều kiện về an toàn
sinh mạng cho người sử dụng cao. Điều kiện sử dụng công trình ngầm gắn
liền với các giải pháp chống cháy, chống nổ và chống bị nhiễm chất độc hại.

1. Đặc điểm của Công trình Ngầm về mặt nhiễm độc và bị cháy nổ

 Công trình Ngầm có môi trường kín.
Môi trường kín, không gian bị hạn chế theo các phương, tạo nên sự tích tụ
khói khi cháy hoặc nồng độ hơi độc cao gây ra mối nguy hiểm cho con

người đang trong môi trường này. Không những thế, khi cháy nhiệt độ trong
môi trường kín tăng nhanh trực tiếp làm nguy hiểm đến sức khoẻ và cuộc
sống. Khi cháy trong môi trường kín, hàm lượng ôxy trong môi trường giảm
nhanh, hàm lượng chất độc lan tỏa nhanh gây khó khăn hoặc làm mất đi sự
sống của con người.
Môi trường kín nên lối đi, lại, giao thông hạn chế, khó thoát người , nhất là
trong khi tình trạng tâm lý bức xúc và khẩn trương cần thoát người.
 Công trình Ngầm có môi trường dài.
Nhiều hầm ngầm có kích thước dài như hầm tuynen giao thông, cống, gây
khó thoát người khi trong hầm bị cháy, nổ hoặc không khí bị nhiễm độc.
Thí dụ như hệ thống hầm metro ở Luân Đôn , ngày 7 tháng 7 năm 2005 một
loạt bom của bọn khủng bố được gây nổ trên đường xe điện ngầm . Địa điểm
bị nổ là đoạn đường từ ga Aldgate và ga Phố Liverpool , từ Công trường
Russel đến ga King's Cross St Pancras, Từ ga Edgware Road đến ga
Paddington. Các vụ nổ này làm thiệt mạng 56 người. Ngày 21 tháng 7 năm
2005 lại nổ ở các ga Shelpherd's , ga Warren Street và ga Oval trên đường xe
điện ngầm , ngoài ra còn nổ trên xe buýt ở Shoreditch.
Hai thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đang thực hiện dự án xây
dựng hệ thống mê-trô trong thành
phố.


 Công trình Ngầm có môi trường sâu
Nhiều loại hầm ngầm nằm sâu dưới mặt đất nên khó lên, khó thoát người ra
khỏi vùng nguy hiểm.

 Nguy cơ cao hơn các dạng công trình khác.

Ngoài những đặc điểm nêu trên, khả năng công trình ngầm bị xập, bị ngập

nước, bị bít kín là những nguy cơ tạo nên sự cần thiết phải quan tâm dến an
toàn khi sử dụng công trình ngầm. Công trình ngầm có nguy cơ về cháy nổ,
nhiễm độc cao hơn các dạng công trình khác.

1. Những vụ tai nạn lớn xảy ra trên thế giới và trong nước

 Cháy nổ hầm lò do cháy, do xập hầm lò hoặc do nổ hơi than gọi là
grizou

Nổ hầm mỏ là tai nạn hay gặp trong khai thác tài nguyên ngầm dưới mặt đất.
Trung Quốc là nơi có nhiều vụ nổ lò khai thác khá nhiều. Mới ngày 27 tháng
11 năm nay, 2005, mỏ than Đông Phương nằm gần thành phố Thất Đài Hà
thuộc tỉnh Hắc Long Giang, phía Đông Bắc Trung Quốc bị nổ do than cám
bắt lửa nên gây nổ, làm phá huỷ toàn bộ hệ thống thông gió của hầm. Số
nguời đang làm việc dưới hầm là 221 người, mới cứu được 72 người, chết và
mất tích 149 người. Riêng năm 2004, tại Trung Quốc có đến 6000 công nhân
mỏ thiệt mạng vì tai nạn nổ, xập hầm lò.
 Chất độc Sarin ( Nhật )

Sáng ngày 20 tháng Ba năm 1995 bọn khủng bố đã để các gói chất độc làm
tê liệt thần kinh Sabin tại 5 chỗ trong ba đường xe điện ngầm ở Tokyo , Nhật
bản. Hệ đường xe điện ngầm Tokyo có 23o km , vận chuyển hàng triệu lượt
khách hàng ngày. Hệ thống báo động đã phát hiện kịp thời khi chất độc phát
tán nhưng đã có tới 5-6000 người bị nhiễm độc. Trên ba nghìn người đã
phải vào cấp cứu bệnh viện tuy nhiên số người bị nặng chỉ vài chục người,
chủ yếu là do các suy giảm vận động của tim mạch và phổi. Có thể xem chi
tiết tại trang web :
/> Nổ ở đường xe điện ngầm Matxkva

Vụ nổ lớn tại đường xe điện ngầm Matxkva đã xảy ra khoảng 8 giờ 40 phút

sáng ngày thứ Sáu 6 tháng 2 năm 2004 làm chết 40 người và trên một trăm
người bị thương. Khói đã bao phủ đoạn hầm dài hàng trăm mét. Vụ nổ xảy
ra tại gần khu vực ga Paveletskaya ngay tại trung tâm Thủ đô Matxkva đến
tận ga Avtozavodskaya. Nhiều toa xe điện ngầm bị hỏng nặng.
 Nguy cơ khủng bố toàn cầu hiện nay

Hiện nay nguy cơ khủng bố vào các khu tập trung dân cư, vào các cơ sở
buôn bán, các đầu mối giao thông , các đồn công an rất cao. Tập trung khủng
bố mạnh là Iraq, Pakistan, khu vực Chesnia thuộc Nga, Indonêxia,
Philipines. Những lần khủng bố thường làm chết và bị thương nhiều người.
Khủng bố đã tiến thành những lần đánh bom liều chết rất nguy hiểm. Hầu
hết các nước đã phải liên kết với nhau trong phong trào chống khủng bố
quốc tế .



1. Những yêu cầu về mặt thiết kế

Nhằm hạn chế tác hại của cháy nổ và môi trường bị đầu độc trong công trình
ngầm, quá trình thiết kế phải đề cập đến các giải pháp chủ yếu như sau:


 Ngách lánh nạn

Cần tính toán và bố trí ngách lánh nạn từ các đường hầm chính về hai bên
đường hầm với khoảng cách thích đáng làm sao để nếu có cháy, nổ hoặc
môi trường trong công trình ngầm bị đầu độc thì người đang trong hầm có
chỗ lánh nạn kịp thời, hạn chế những thiệt hại và nguy hiểm do tai nạn gây
ra.
Những thông số để tính toán ngách lánh nạn là khoảng cách giữa hai ngách

liền kề nhau, chiều dài đoạn ngách, , tiết diện ngách, sự liên thông giữa
ngách với các phương tiện phụ trợ khác như lối ra, quạt thông gió, khoảng
không hút gió.

 Hệ báo động

Hệ báo động gắn liền với các thiết bị dò tìm nguy hiểm. Hệ dò tìm nguy
hiểm hay hệ phát hiện nguy hiểm sử dụng các đầu dò (detectors ). Các đầu
dò cháy có hai loại là đầu dò dựa vào cơ chế cản quang và loại đầu dò theo
cơ chế nhiệt. Đầu dò theo cơ chế cản quang hoạt động dựa vào nguyên tắc
khi môi trường có khói với mật độ đủ ngăn tia sáng truyền trong môi trường
thì đầu dò phát lệnh báo động. Đầu dò theo cơ chế nhiệt hoạt động dựa vào
nguyên tắc khi nhiệt độ môi trường chung quanh đầu dò đến mức quy định
thì một mũi nhọn trong đầu dò chọc thủng màng nước chứa ở đầu dò làm
phun nước tưới khu vực nguy hiểm cháy đồng thời phát lệnh báo động.
Trong thiết kế phải ghi rõ những dấu hiệu để treo trên tường, trên vách để
chỉ dẫn khi có sự cố cháy , nổ hay nhiễm độc thì phải làm thế nào.

 Ngăn khu vực

Với những hầm dài như lối giao thông trong các cửa hàng bách hoá, siêu thị
dưới lòng đất có nhiều người đi bộ qua lại, có thể bố trí vách ngăn, chia
không gian dài và rộng thành các khoảng không gian hẹp để ngăn các tác hại
của cháy và lan truyền nhiễm độc xuất hiện. Tại những vách ngăn này nên
có cửa dễ đóng mở để khi có cháy, có nhiễm độc môi trường, chỉ cần đóng
cửa là hạn chế được tác hại của cháy hoặc chất độc.
Để thoát không khí do mật độ ngưòi đông gây ra dưới tầng hầm, có hệ thông
gió với tốc độ khá cao. Không khí luân chuyển cao gây ra những khó chịu
cho người đang qua lại dưới hầm. Vách ngăn làm cho không khí lưu chuyển
hợp lý, vẫn bảo đảm các thông số không khí theo yêu cầu mà điều chỉnh

được sự lưu thông không khí một cách chủ động.

 Thông gió

Thông gió tốt điều chỉnh được chất lượng không khí trong hầm. Thông gió
được thiết kế cưỡng bức , sử dụng các phương tiện cơ khí hoặc kết hợp
thông gió tự nhiên có cải thiện. Thông gió tự nhiên có cải thiện là sử dụng
những hầm nối lên khoảng không cao hơn mặt hầm chính mà ở miệng hầm
thông gió này có tốc độ không khí đủ tạo ra áp lực âm hút không khí bên
trong hầm thoát ra bên ngoài.
Thông gió là vấn đề kỹ thuật hết sức quan trọng trong việc sử dụng hầm kín
dưới mặt đât. Không bảo đảm chế độ thông gió thích hợp dẫn đến sự không
thích dụng cho sử dụng hầm.
Sơ đồ quạt gió có thể bố trí như sau:
 Kiểm tra, kiểm soát luồng ra vào

Hầm ngầm có mối nguy hiểm cao hơn các loại công trình khác. Kiểm soát
đối tượng ra vào, chống khủng bố là nhiệm vụ thiết yếu của tổ chức sử dụng
hầm ngầm.
Kiểm tra , kiểm soát luồng người ra vào hầm kết hợp sử dụng trang bị điện
tử và người kiểm tra. Phải dùng người kiểm tra khi có lệnh báo động hay
trường hợp có nghi ngờ nguy cơ khủng bố. Vị trí cần kiểm tra, kiểm soát,
cũng như những khu vực xung yếu phải được dự liệu trong bản thíêt kế kiến
trúc công trình ngầm.

1. Những yêu cầu trong quá trình thi công

 Quy định về vận chuyển

Quá trình thi công có việc phải vận chuyển đất đá ở nơi vừa đào ra khỏi

hầm. Tuỳ khối lượng, tuỳ sự liên tục thải đất đá thừa, tuỳ cự ly mà sử dụng
phương tiện thích hợp. Nếu cự ly gần, có thể sử dụng máy ủi, máy gạt. Cự ly
xa có thể sử dụng băng chuyền, băng tải chuyển ra khỏi cửa hầm. Xa nữa có
thể sử dụng ô tô chuyển một lần đến nơi đổ đất. Có thể chuyển thủ công
bằng xe cút kít nếu lượng đất đá thải ra với nhịp độ thấp. Phương tiện thủ
công như xe cút kít, xe cải tiến làm nhiệm vụ chuyển đất đá thừa trong hầm
ra miệng hầm là biện pháu thích hợp khi tốc độ đào chậm. Còn có thể
chuyển đất đá dư thừa bằng cách xói nước làm đất đá di chuyển trong rãnh
ra bên ngoài hầm, nếu trong hầm có độ dốc thoả đáng và làm rãnh thoát
nước.
Biện pháp vận chuyển được xem xét về tốc độ vận chuyển, sao cho lòng
hầm không bị ùn, lượng đất đá dư làm ảnh hưởng đến mặt bằng thi công.
Cần chú ý rằng môi trường kín trong hầm, phải hạn chế tiếng ồn do phương
tiện cơ giới cũng như khói sinh ra từ máy phát nổ của phương tiện vận
chuyển cơ giới.

 Quy định về cất chứa

Quá trình thi công hầm có các vật liệu, thiết bị cần cất chứa tạm trong hoặc
ngoài hầm như sau :
- Máy móc và phụ tùng máy chuẩn bị dùng cho thi công
- Vật tư sắp được sử dụng như thuốc mìn, kíp mìn, dây cháy hoặc dây
nổ.
- Đất sét nhồi lỗ mìn ( bua )
- Đất đá chưa chuyển đi được
- Phuy chứa nước dự trữ, nước và cát chữa cháy.

Mọi thứ vật tư, vật liệu chứa trong hầm, tại và gần nơi thi công phải được
xếp gọn, không cản trở đến quá trình thi công và quá trình di chuyển của các
phương tiện di chuyển trong hầm. Những loại vật tư có thể gây tai nạn như

các phương tiện phát nổ, xăng, dầu, mỡ phải bố trí tại vị trí ít có khả năng bị
va chạm, thoáng, mát và phải làm rào ngăn khoanh khu vực và có biển báo
cảnh giới. Ra vào những khu vực này phải mở khoá và chỉ người có trách
nhiệm mới được mở khoá vào khu vực này.
 Quá trình đào

Quá trình đào phải tuân theo đúng thiết kế do nhà thầu vạch ra và được chủ
đầu tư duyệt bằng văn bản. Để đào hầm dài có thể sử dụng máy đào theo
kiểu khoan lỗ nhỏ, nông, rồi nạp thuốc mìn, cho nổ mìn để bóc đất đá . Có
máy khoan theo kiểu mài lớp đá ở gương hầm để tháo đất để di chuyển đi.
Đào hầm tập trung có cách đào hở, có cách đào trong hố có chắn vách cừ
thép, cừ bê tông cốt thép hoặc có tường trong đất ( tường barrette ).
Cần nghiên cứu kỹ hồ sơ về địa điểm xây dựng, về đường cáp ngầm, ống
ngầm, và những hố cất chứa, chôn hoá chất độc hại tại khu vực. Ngay tại
miền Trung nước ta và Tây nguyên, nhiều khi đào móng xây dựng công
trình đã gặp những khu vực chôn hoá chất độc hại làm ô nhiễm môi trường,
có hại cho người lao động trên công trường, cho người sử dụng lâu dài cũng
như cộng đồng dân cư chung quanh nơi xây dựng.
Quá trình đào hầm dài có thể gặp những túi nước, ống nước, cáp điện. Cần
thi công nhẹ nhàng, khi gặp những trở ngại vừa nêu, cần có giải pháp xử lý
thích hợp, tránh độc hại, đồng thời không làm cản trở đến khu dân cư đang
sử dụng hệ ống ngầm, cáp ngầm.
Quá trình đào đắt gặp dị vật cổ đại, đồ gốm sứ, đồ đồng, đồ cổ nói chung,
cần báo cáo với cơ quan văn hoá, bảo tàng vì đây là tài sản quốc gia.
Quá trình đào đất gặp túi hoặc thùng chất độc hoá học là điều cần hết sức
lưu tâm và xử lý kịp thời. Nước ta trải qua nhiều năm chiến tranh ác liệt.
Trong cuộc chiến tranh có sử dụng nhiều hoá chất độc hại nên quá trình đào
hầm gặp những thùng hoá chất không phải là hiếm khi xảy ra.
Việc sử dụng thuốc trừ sâu trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta khá phổ
biến. Nhiều kho thuốc trừ sâu quá hạn sử dụng hay của các cơ quan thương

mại trước đây chôn dấu, nay cơ quan giải tán, di chuyển với tinh thần trách
nhiệm kém, với cơ chế tổ chức lỏng lẻo, với nhận thức về tác hại của chất
độc đơn sơ, nhiều nơi cất chứa chất độc đã để lại trong lòng đất mà không có
biện pháp bảo quản, lưu giữ thích hợp làm ô nhiễm môi trường đất. Xây
dựng công trình ngầm không tránh được những trường hợp gặp những rủi ro
tiếp xúc với những nơi cất chứa chất độc hoá học.
Quá trình thi công gặp những túi chất độc, những nơi cất chứa bị bỏ quên
phải ngừng ngay thi công và có biện pháp đối phó thích hợp.
Điều trước tiên là cần phải tiến hành các khâu báo cáo cho các cơ quan chịu
trách nhiệm như cấp trên trực tiếp, chủ đầu tư, cơ quan quản lý hành chính
địa phương, cơ quan bảo vệ môi trường địa phương.
Những biện pháp cấp bách phải tiến hành ngay là cấp phát và sử dụng trang
bị bảo hộ lao động thích hợp như mọi người phải mang mặt nạ phòng độc,
quần áo, giày , găng phòng độ. Phải tiến hành thông gió cưỡng bức, đua
không khì bị nhiễm độc tới nơi và được xử lý sao cho mức độ độc hại không
còn nguy hiểm cho con người.
Mọi người lao động trong khu vực có cất chứa chất độc phải tuân theo chỉ
dẫn về lao động, đi lại, di chuyển theo chế độ báo động khẩn cấp trong tình
trạng mức nguy hiểm cao.

 Hệ cảnh báo và báo cáo

Trong hầm phải bố trí các bảng chỉ dẫn cảnh báo các tình huống về cháy nổ,
chất độc. Những nơi có khả năng bị nổ, phải có những ghi chú về điều kiện
làm việc, ghi chú về điều kiện an toàn chống nổ. Nơi có khả năng cháy cao,
phải có chỉ dẫn các điều kiện chống cháy, các điều kiện lao động. Những
biển báo phải để ở nơi dễ đọc, dễ thấy, đủ ánh sáng. Khi cần thiết, các lệnh
báo phải có ánh sáng phát ra từ các lệnh báo này để mọi người lao động,
giao dịch trong hầm ngầm đều có thể biết và tuân thủ các chỉ dẫn.
Mọi diễn biến về các điều kiện môi trường bên trong hầm ngầm phải

thường xuyên báo cáo về bộ phận điều hành hầm . Các thông số điều kiện
môi trường phái có thiết bị đo, thiết bị dò tìm và những thông tin về điều
kiện môi trường phải có dụng cụ đo và thường xuyên thông báo về bộ phận
điều hành hầm ngầm để có chế độ điều chỉnh thích hợp. Bộ phận điều hành
hầm ngầm phải có bộ phận chuyên trách về an toàn chống cháy nổ và chống
độc. Bộ phận điều hành hầm ngầm phải có đầy đủ phương tiện kiểm soát tại
mọi khu vực ngoài những thiết bị đo thống số môi trường như hệ thống
camêra, hệ thống liên lạc, hệ loa đài để ra những lệnh kịp thời khi có tính
huống nguy hiểm. Mọi kết quả đo phải được lưu giữ để có nhận định tổng
quát về quá trình vận hành và có biện pháp quản lý sao cho việc vận hành
hầm ngầm được an toàn và tiện dụng.

5. Những yêu cầu trong quá trình vận hành, sử dụng

Việc vận hành hầm ngầm phải tuân theo quy định của người thiết kế. Hệ
thống thiết bị phải được vận hành theo chế độ do người thiết kế chỉ định.
Việc vận hành hầm Hải Vân trong thời gian qua là kinh nghiệm về sử dụng
hầm ngầm. Tốc độ quy định cho xe chạy trong hầm khá thấp so với tốc độ
quy định nên xe phả ra khói nhiều so với dự liệu. Hệ thông gió cho vận hành
chưa tới 40% công suất máy lắp đặt nên làm ứ khói trong hầm. Khói ứ và
bám vào vách tường hầm phải được làm vệ sinh định kỳ nhưng thực tế đã
không làm vệ sinh… Xe lưu thông, nhất là xe chở vật liệu xây dựng như đất,
cát không được che chắn hợp chuẩn nên bụi phả ra môi trường nhiều. Thiếu
phương tiện quét dọn cát, rác và hệ thống trang bị lau chùi khói ám trên vách
cũng như từ nhận thức không chú ý thích đáng đến vệ sinh, quét dọn nên
mật độ bụi quá mức cho phép.
Còn nhiều quy định khác mà chủ đầu tư và nhà thầu thiết kế đề ra phải tuân
theo nghiêm túc và được bộ phận quản lý, điều hành hệ thống ngầm hướng
dẫn người sử dụng công trình ngầm tuân thủ chặt chẽ.
Chúng tôi đã soạn thảo xong tài liệu về các vấn đề an toàn trong công trình

ngầm cho các khóa đào tạo kỹ sư công trình ngầm thuộc trường Đại học
Kiến trúc Hà nội và sẵn sàng chia sẻ với các bạn quan tâm.