被烧掉两辆车之后,隧道里还剩多宽的路
10月5日中午,福建漳州长泰区的天成山隧道里发生一起多车相撞事故,随后车辆起火。现场目击者说,一开始有三辆车撞在一起,之后前方有车着火,很多人弃车往隧道外跑,聚集在隧道口两侧栏杆处等。消防和医护到场后,大约一个半小时,警方开始组织车辆有序恢复通行。这位叫刘先生的目击者后来往隧道里走了一段,说在半路看到两辆车被烧毁了,拖车正在拖运。
截至报道发出,事故原因和人员伤亡情况还没有通报。记者10月5日联系属地消防部门和高速交警,电话都没接通。
天成山隧道是厦蓉高速漳州段的控制性工程,位于长泰区境内,全长3390米,双向六车道,是三车道特长隧道,2014年4月18日右线贯通。这个长度和三车道组合,决定了很多事。
先说结论:三车道特长隧道里,两辆车被烧毁之后,可用的横向宽度并没有归零。这个跟双车道隧道是完全不同的量级差别。但「还有一条半车道」这句话不能直接拿来当疏散宽度用,因为车辆横向占位不规整、烧毁车辆底盘变形外扩、人车混流、逆行撤离,这几项都会把实际可通行宽度吃掉一部分。要算准这个数,得知道每辆车在断面上占了哪一段横向位置,而不是只知道断面总宽和车道数。
这个隧道的基本几何参数
先把参数摆清楚,后面所有的判断都建立在这几个数上。
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 隧道长度 | 3390 米 | 特长隧道分级标准是3000米以上 |
| 车道配置 | 双向六车道,单向三车道 | 每方向三条车道 |
| 设计行车速度 | 100 km/h | 厦蓉高速漳州段设计速度 |
| 事故形态 | 三车相撞,前方车辆起火 | 两辆车最终烧毁 |
| 现场处置时长 | 约 1.5 小时 | 消防医护到场后至恢复通行 |
| 事故位置 | 隧道半路 | 目击者称走到半路看到烧毁车辆 |
3390米这个长度有个容易被忽略的含义。人在隧道里的直接暴露时长是按步行速度算的,1.2米每秒的疏散速度下,3390米要走将近47分钟。而实际疏散是走疏散风管和横通道,不是全程步行。这里就引出第一个几何问题:横通道间距。
不过这一条我们在另一篇里讲过,隧道火灾的横通道间距决定人能在烟气到达前走多远。感兴趣的朋友可以看二广高速蓝田隧道货车自燃事故的横通道分析。今天这篇换一个角度:看横向。
横向占位:被占掉的车道不等于零
三车道隧道里发生火灾,横向可用宽度的计算方式跟双车道完全不同。双车道隧道一辆车烧毁,剩下的车道被烟和火封住,可走的地方就基本没了。三车道不是这样。
假设单车宽度按2.5米算,隧道单方向净宽按三车道加硬路肩粗算在10米到12米这个区间。两辆车烧毁,如果它们并排停在同一条车道上被后方来车顶到一起,实际横向占位大概是2.5米到3米;如果首尾相撞斜停在两条车道上,占位可能到4米到5米。剩下的宽度在3米到6米之间。
这个数比双车道隧道好得多。三米宽度,步行疏散勉强够用(横向单列疏散规范要求净宽不小于1.0米,两侧有人流对冲时需要2.0米以上),但这只是纯步行的情况。真正的问题在下面几条。
占位形状比占位宽度更难判断
事故车辆的横向位置是随机的。一辆车正停、一辆车斜插60度、两辆车顶在一起呈V形,这三种情形占据的横向投影完全不同。V形车辆的横向跨度最大,最坏情况下能把两条车道都占掉,让剩余宽度降到接近单车道水平。
要判断是哪一种,需要的是断面上每一辆车的实际位置——中心坐标、朝向角、车宽。这三个数在事故调查的现场测量记录里应该有,但如果没有三维记录,从几张不同角度的照片反推,误差会相当大。因为照片有透视变形,一辆斜停的车在不同拍摄角度下呈现的横向宽度不一样,靠单张照片量不准。
这里三维扫描能补的是:一次采集拿到完整断面,车道的边界线、车辆的横向位置和朝向、烧毁变形的范围都在同一份点云里,可以直接在断面上量。人站在现场拿卷尺量,只能量到某一处,而且量完车开走了或者清理了就没了。
车辆烧毁之后会外扩
这一条容易被漏掉。车辆在高温下轮胎会爆、玻璃会碎、车身外壳会变形,底盘和载货可能整体下沉。事故初期的横向占位和烧毁后的横向占位不是一个数。
如果做断面记录,建议做两期:清障前的烧毁态、清障后的清理态。中间差出来的量就是变形和占位扩大的部分。这个数在后续评估路产损失、判断是否需要扩宽改建的时候是要用的。
人车混流与逆行撤离
报道里写的是市民弃车往隧道外跑。这个动作有个几何后果:撤离方向和救援方向、以及后续车辆进入方向是对冲的。
在最窄处(剩余宽度3米左右),人对人、人对车、车对人都在同一个断面里。三股流挤在3米宽度里,速度会降到互相阻碍的程度。这时候能不能快速通过,取决于这3米的断面形状是不是规整的矩形。如果烧毁车辆斜停在中间,实际可通行的路径会变成S形,路径长度增加,人流速度进一步下降。
所以疏散效率真正取决于可用路径的长度,而不只取决于宽度。宽度决定能不能过,长度决定多久能过去。这两个数在点云断面里都能直接量。
纵向:事故点在3400米里的哪个位置
目击者说走到隧道半路看到烧毁车辆。这个信息很关键,它意味着事故点大约在1700米附近。
位置决定了什么?决定了离哪个洞口近。假设事故点在1700米处,往长泰方向和往海沧方向的距离接近对称。但如果事故点更靠近某个洞口,比如1000米处,那么大部分人会往1000米那个方向撤,而那个方向可能正是消防车辆进来的方向。逆行和救援对冲就发生在这段路上。
从洞内三维点云里可以直接读出每个位置的桩号,加上车辆的实际位置,就能算出各个断面的疏散距离。这个距离分布是可以画成曲线的,曲线上的极大值就是最不利点——那个位置决定总的疏散时间。找到这个点,通风排烟设计的重点段就清楚了。
不过要说明一点:点云给的是几何。烟气浓度、温度、能见度这三个量激光打不到,需要通风计算的边界条件和现场监测数据配合。我们能提供的是几何边界条件里最硬的那部分。
烧毁车辆本身:几何信息在清理后就消失了
火灾事故调查最可惜的一点是:最有价值的状态只存在几个小时。
车烧完那一刻,车内物品的位置、装载分布、电池或油箱的位置、货物散落范围,这些都在。清理队一到,土被铲走、车被拖走、路面被冲洗,什么都不剩了。
对于没有人员伤亡的事故(比如这次,等通报),勘验的重点通常落在几个方面:车辆碰撞痕迹的高度与角度(从痕迹高度反推接触时的相对速度)、起火点位置(要排除碰撞引发和电气故障两种)、散落物分布范围(对应车辆行驶轨迹和断电时机)。这些判断都要基于现场几何。
碰撞痕迹高度这个信息特别有价值。它能直接给出两车相对速度的一个下限——因为车辆高度是已知的,痕迹高度一测,相对姿态就定了。这个数如果靠事后口供或者推测,误差会很大;现场量下来就是一个确定的量。
火灾之后的地面痕迹(流淌痕迹、燃烧拖拽痕迹)也能反推起火时的车辆姿态。这些痕迹是平面的,但和三维点云叠在一起,就能定位到具体车道位置。
这类数据的实际用途
说几个实际会用到的场景,不是泛泛而谈。
- 事故重建与责任认定:从断面几何还原车辆位置与朝向,比照片证据更精确,尤其在没有行车记录仪或者记录仪损坏的情况下。
- 通行能力恢复评估:清障后是否需要临时限行、限行到什么程度,要看实际剩余断面宽度和结构损伤情况。
- 隧道改造设计的原始资料:这次事故可能暴露设施布置或排水坡度的问题,清障前的点云是后续改造的第一手几何依据。
- 同类路段的横向校核:三车道特长隧道在国内不少,天成山隧道这次事故后,横向占位与疏散宽度的分析思路可以套用到其他隧道上做一遍预判。
相关排查思路可以看贵州大坪隧道口追尾事故的现场记录,隧道类项目的采集方式见桥梁隧道检测方案。
要交代的技术边界
有几件事我们做不了,得说清楚。
火灾后现场温度可能还在几百度,混凝土表面会碳化发黑,反射率下降。碳化层本身是很好的对比特征(深色区域),但如果要做长期数据留存,光学相机在低反射面上的信噪比会下降,需要考虑曝光和交叉偏振这类手段。
还有车辆内部的物品、软性目标、有机物残留,这些靠激光打不到,需要近景摄影或者三维扫描里专门的摄影测量方案补。
路面下的情况不在点云里。排水沟有没有堵塞、路基有没有被水浸软、衬砌有没有裂缝,这些要么靠地质雷达、要么靠钻孔取芯、要么靠内窥镜。我们提供的是地表几何这一层。
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