Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp an toàn phòng, chữa cháy khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm (07/05/2025)

Ở những quốc gia phát triển, hệ thống giao thông công trình ngầm (Metro) là hình thức vận tải công cộng chính, có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp vận tải công cộng trên bề mặt. Tuy nhiên, các rủi ro có thể xuất hiện đặc biệt là sự cố cháy luôn thường trực trong quá trình thi công cũng như vận hành. Cháy công trình ngầm Metro có thể xảy ra cục bộ một vài vị trí trong đường hầm (cháy nhỏ) hoặc có thể xảy ra trên một đoạn chiều dài hoặc toàn bộ chiều dài đường hầm (cháy lớn). Trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã xảy ra những vụ cháy đáng tiếc, gây mất mát lớn về người và tài sản.

Các vụ cháy trong hầm với nền nhiệt độ cao gây nên sự phá hoại nghiêm trọng đến kết cấu công trình bởi rất nhiều quá trình cơ lý hóa như: sự trương nở của các hạt cốt liệu, co ngót và biến đổi hóa học của hồ xi măng, gia tăng gradient nhiệt độ, tính không tương thích giữa cốt liệu hạt và hồ xi măng khi chịu nhiệt độ cao, tăng áp lực ga và ứng suất nén ở vùng gần mặt chịu nhiệt, tạo vết nứt, từ biến,… Các quá trình này sẽ dẫn đến sự phá hủy hoàn toàn các lớp bê tông trong cấu trúc các vỏ hầm (có thể đạt đến 10÷20 cm chiều dày) và gây mất ổn định hoặc triệt tiêu hoàn toàn khả năng chịu lực và chống giữ của công trình. Do vậy, việc đề xuất các giải pháp an toàn phòng, chữa cháy khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm có ý nghĩa quan trọng. Trước thực tế đó, Trường Đại học Mỏ - Địa chất chủ trì thực hiện đề tài Nghiên cứu đề xuất các giải pháp an toàn phòng, chữa cháy khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm, PGS.TS. Đặng Trung Thành làm chủ nhiệm.

Vòi và các họng cứu hỏa lắp đặt dọc theo đường hầm tàu điện ngầm.

Theo nghiên cứu, nguyên nhân và nguồn gây cháy trong hệ thống tàu điện ngầm được bắt nguồn từ các yếu tố: trang thiết bị, con người, môi trường, quản lý tình trạng khẩn cấp. Bên cạnh nghiên cứu diễn biến của đám cháy trong đường hầm, khả năng cháy lan và hậu quả của cháy trong đường hầm cùng một số vụ cháy điển hình và hậu quả, đề tài nghiên cứu tổng quan các nguyên nhân gây cháy khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm tại Việt Nam. Theo đó, trong tương lai, việc xây dựng hệ thống tàu điện ngầm tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh là điều tất yếu. Tuy nhiên tại thời điểm nghiên cứu, các dự án đa phần đều chậm tiến độ, một số dự án mới hoàn thành đoạn trên cao, còn phần ngầm đã triển khai nhưng chưa hoàn thiện. Công tác thi công hầm bằng máy đào có những sự cố nhât định nhưng chưa xảy ra sự cố nào về cháy nổ do công tác an toàn cháy trong quá trình khai đào và vận hành hệ thống máy máy này khá tốt. Thực tế chứng minh tại các nước phát triển, khi phát triển đồng bộ hệ thống khai đào và vận hành ở các tuyến thì sự cố hỏa hoạn sẽ cần phải được quan tâm ở mức độ cao nhất, đảm bảo an toàn khi các tuyến Metro ở Việt Nam được đưa vào vận hành.

Nghiên cứu các dạng sự cố do cháy gây ra trong khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm chủ yếu do các thiết bị: quạt gió và thiết bị thông gió bị hỏng/ trục trặc kéo theo nhiệt độ trong hầm tăng cao gây cháy, các máy móc thiết bị không đảm bảo an toàn phòng cháy hoặc các tính năng an toàn p hòng nổ không còn tác dụng dẫn tới phát ra các nguồn cháy, các thiết bị điện dùng lâu ngày gây hiện tượng rò rỉ phát ra tia lửa điện gây cháy, sự va chạm các trang thiết bị máy móc trong quá trình xây dựng và khi hệ thống tàu điện ngầm vận hành sử dụng (sự va chạm giữa đường ray với bánh tàu và các thiết bị khác) gây ra các tia lửa điện dẫn tới hỏa hoạn. Các vụ cháy trong quá trình khai thác vận hành hệ thống tàu điện ngầm đã xảy ra không ít. Hỏa hoạn không chỉ gây thiệt hại về vật chất thiết bị mà còn phá hủy cả kết cấu đường hầm, sẽ đe dọa nghiêm trọng đến sự an toàn của đường hầm trong tương lai. Nghiên cứu cũng phân tích ảnh hưởng của cháy đến an toàn trong khi xây dựng và vận hành các đường hầm tàu điện ngầm từ đó đề xuất các giải pháp an toàn phòng cháy trong khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm gồm: các giải pháp an toàn cháy cho người và trang thiết bị khi xây dựng hệ thống đường hầm tàu điện ngầm (giải pháp an toàn cháy cho con người và thiết bị khi thi công gồm các biện pháp an toàn chung và biện pháp cụ thể riêng đối với công tác hàn như: an toàn khi hàn, an toàn điện khi hàn trong nước, bảo quản vật liệu cháy trên công trường xây dựng hệ thống tàu điện ngầm, hệ thống thông gió, lối thoát hiểm, giải pháp ngăn cháy và chống cháy lan, hệ thống phòng cháy chữa cháy, yêu cầu các thiết bị điện và chiếu sáng khi thi công); các giải pháp an toàn cháy cho người và trang thiết bị khi vận hành hệ thống tàu điện ngầm (giải pháp thoát nạn, bố trí hệ thống quạt hút khói khi cháy, bố trí hệ thống báo cháy báo khói tại ga tàu điện ngầm, yêu cầu về an toàn cháy của ga tàu điện ngầm, yêu cầu an toàn cháy trong đường hầm/ đường ray, kiểm tra an toàn về phòng cháy chữa cháy); các giải pháp an toàn cháy cho các công trình phụ trợ bảo đảm an toàn cho người và trang thiết bị (giải pháp phòng cháy gồm hệ thống phòng cháy và chữa cháy đầy đủ và hiệu quả, phân loại và quản lý nguy cơ cháy, giám sát và đánh giá hiệu quả, hệ thống thông tin vô tuyến và các thiết bị giám sát, chỉ dẫn thoát nạn, biển báo chỉ dẫn thoát hiểm trong hệ thống tàu điện ngầm, các trang bị phòng cháy chữa cháy ban đầu đối với hệ thống tàu điện ngầm; các giải pháp chữa cháy và cứu hộ gồm kích hoạt hệ thống báo cháy và cảnh báo khẩn cấp, gọi cứu hỏa và cứu thương, kích hoạt hệ thống phòng cháy chữa cháy, sơ tán người dân, hỗ trợ cứu hỏa và cứu thương, quản lý tình huống và cung cấp thông tin, tổ chức thoát hiểm cho người khi có cháy). Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp khắc phục các hậu quả do cháy gây ra khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm.

Nghiên cứu cũng tiến hành khảo sát và thu thập số liệu ngoài hiện trường quá trình thi công đường hầm tàu điện ngầm tại thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh làm căn cứ đề xuất các giải pháp an toàn phòng, chữa cháy khi xây dựng và vận hành hệ thống tàu điện ngầm tại Việt Nam. Trong đó gồm các phương án an toàn phòng cháy khi xây dựng hệ thống tàu điện ngầm và thi công đường hầm tại Việt Nam, các phương án an toàn phòng cháy trong công tác thi công các hạng mục phụ trợ trên mặt đất, công tác cứu chữa người bị nạn; phương án an toàn phòng cháy khi vận hành hệ thống tàu điện ngầm tại Việt Nam (với đường hầm Metro); phương án chữa cháy khi xây dựng hệ thống tàu điện ngầm tại Việt Nam; phương án chữa cháy khi vận hành hệ thống tàu điện ngầm tại Việt Nam.

Từ các kết quả nghiên cứu trên, nghiên cứu chỉ ra cần có các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát cháy hiệu quả cho hệ thống Metro như: lắp đặt hệ thống báo cháy, lối thoát hiểm và hệ thống chữa cháy luôn sẵn sàng trong các trường hợp khẩn cấp. Trong trường hợp xảy ra cháy, vấn đề được quan tâm nhất là đảm bảo an toàn cho hành khách và nhân viên. Do đó, các biện pháp sơ tán và các quy trình an toàn cần phải được xây dựng cụ thể, chi tiết và được thực hiện một cách thường xuyên và nghiêm ngặt. Việc nghiên cứu và áp dụng các biện pháp an toàn trong khi thi công, xây dựng, vận hành và khai thác hệ thống Metro không chỉ là trách nhiệm của các chuyên gia và người quản lý, mà còn là nhiệm vụ của cả cộng đồng. Do vậy cần tập trung vào việc đào tạo nhân lực, nâng cao nhận thức và xây dựng môi trường làm việc, hệ thống giao thông công cộng an toàn, góp phần vào sự phát triển bền vững và an toàn của các đô thị tại Việt Nam trong tương lai.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu dự án tại Trung tâm Thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.