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东北大学硕士学位论文危化品道路运输系统危险性研究姓名:佟淑娇申请学位级别:硕士专业:安全技术及工程指导教师:陈宝智&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&摘要&&&&危化品道路运输系统危险性研究&&&&摘&&&&要&&&&近年来,随着我国石油化工企业的发展和经济建设的需要,危险化学品(咀下简称危化品)需求量逐渐增加,危化品的储运量也越来越大。危化品在道路运输过程中,由于撞击、挤压、设备缺陷等原因,盛装易燃、易爆、有毒危险品的容器或附属设旌有可能被击穿、破裂或损坏,泄漏出大量的易燃、易爆、有毒危险品,进而导致火灾、爆炸、中毒、环境污染等重大事故发生。另外,危化品运输车辆有时必须通过人口聚集区域附近的道路,从而对沿途的居民区、行人、其他车辆等构成潜在的巨大威胁,一旦发生事故将会造成较大范围的人员伤亡和财产损失。为了保证危化品道路运输的顺利进行,使人的生命安全和财产得到有效的保障,使环境免遭破坏,必须努力控制运输系统的危险源吐消除和减少事故的发生。因此,进行危化品道路运输系统的危险性研究就显得非常&&&&必要,尤其在危化品运输事故屡禁不止的今天,这一课题的研究更具有重&&&&要的现实意义。危险化学品道路运输危险性方面的研究涉及到许多方面的问题,其中研究和开发适合于危化品道路运输系统危险性评价及事故后果预测的技术和方法,估计污染物质渗流对环境造成的影响区域,是当前亟待解决的课题之一。研究结果不仅可为危化品道路运输系统事故管理和控制提供理论依据,还能为危化品事故的应急疏散和应急救援体系的建立提供指导和参考。本文首先对危险化学品道路运输系统进行了系统安全分析,危化品道路运输系统由危险化学品、载运车辆、人员、道路及环境五个元素组成。发生危化品道路运输事故的主要原因可概括为:管理原因,人的失误,车辆、包装和设备设旌的缺陷,路况与环境方面的原因等,特别是不能忽视道路交通环境对运输过程的影响。针对危化品道路运输系统事故的特点,结合危险源可能发生重大事故&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&摘要&&&&的灾害形式,本文建立了危化品道路运输系统危险性评价程序,确定了潜在的火灾、爆炸、中毒、污染事故影响范围及事故严重度。依据二维渗流模型,本文重点研究了液态有毒物质在运输过程中,发生泄漏后的渗流运移情况,确定了渗流污染的弥散区域和浓度变化,进一步完善了事故后果评价方法。为了更直观、快速、准确的展示潜在事故后果影响范围,结合Visual&&&&basic6&&&&0编程软件,开发了事故后果评价系统软件即ACES。以沈阳市八&&&&棵树液化气总站至和睦加气站的LPG(液化石油气)运输为实例,应用ACMS对其潜在的火灾、爆炸事故后果进行了定量分析评价;以毒性较高的液苯运输为实例对其潜在的污染渗流后果进行了评价。最后,本文提出了控制危化品道路运输事故的建议和措施,并针对在化品道路运输过程中极易发生的泄漏和火灾事故,提出了相应的应急技术&&&&措旋。&&&&关键词:危险化学品&&&&道路运输危险性评价&&&&事故后果&&&&IIJ&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&ABSTRACT&&&&RiskStudy&&&&on&&&&RoadTransportSystem&&&&ofHazardousChemicals&&&&ABSTRACT&&&&With&&&&thedevelopmentofpetrochemicalandchemicaIlndustriesand&&&&are&&&&demandofeconomicconstruction,themore&&&&requirementsforhazardous&&&&chemicals,thegreaterbecomevolumesoftransportandstoragetheseyears.&&&&However,major&&&&happen,during&&&&accidentssuchroad&&&&as&&&&fire,explosionandpoisoning&&&&are&&&&liable&&&&to&&&&transportprocessofhazardous&&&&chemicals,due&&&&to&&&&leakageofflammable,explosiveandpoisonoushazardouschemicalsbydisfigurementofinstallations,collisionandextrusion.Therefore,it’salso&&&&a&&&&potentialthreatentonear-byresidents,thepassersbyandotherinstallationswhendangerouschemicalstransportvehiclepassesthrough.AlargerangeofcasualtiesandlOSSwouldbeunavoidable&&&&once&&&&an&&&&accident&&&&occurs.&&&&Ingeneral,it’sreallyimportanttocontrolhazardsintherightwayconcerning&&&&ensureoil&&&&avoiding&&&&or&&&&mitigatingcasualtiesandwealthloss&&&&so&&&&as&&&&to&&&&roadtransportofhazardchemicalsgoingsmoothly,personneland&&&&propertysafety,andgoodenvironment.Soit’spracticallysignificantinstudyingtheriskofroadtransportsystemofhazardouschemicals(RTSHC),especiallyintoday’ssituationsuchRiskstudydevelop&&&&on&&&&as&&&&accidentshappenedfrequently.&&&&RTSHCinvolvesinseveralandmethod&&&&subjects,one&&&&bywhichrisk&&&&ofthemistoassessment,&&&&appropriatetechnology&&&&consequencespredictionandevaluationfinishedcorrectly,andit’salsoTheresultantscould&&&&not&&&&a&&&&ofthepollutantseepagecouldbe&&&&to&&&&desiderationproblemoffer&&&&can&&&&besolvecurrently.ofaccident&&&&only&&&&theoretical&&&&criteria&&&&managementandcontrol,butalso&&&&providetheguidelineandreference&&&&fortheemergencyevacuateandsystemofRTSHC.TherisksoftheRTSHCsystemsafety.RTSHC&&&&are&&&&primarilyanalyzedfromtheviewpointof&&&&as&&&&isregarded&&&&the&&&&integral&&&&of&&&&the&&&&following&&&&5&&&&&&&&东北大学硕士学位论支&&&&elements:hazardchemicals,vehicles,personnel,roadmain&&&&causes&&&&ABSTRAC3status&&&&and&&&&environment.Furthermore,the&&&&why&&&&accidents&&&&to&&&&of&&&&hazard&&&&chemicalshadhappenedduringroadtransport&&&&are&&&&concluded&&&&management,&&&&humanerror,tankerdamage,andbadconditionsofroadandenvironment.Specially,itcannotbeneglectedthattheaffectionoftrafficconditionto&&&&transport.&&&&Based&&&&on&&&&the&&&&main&&&&forms&&&&of&&&&major&&&&road&&&&transportaccidents,the&&&&paradigmofevaluatingtheriskoftheRTSHCispresented,bywhichthe&&&&potentialmaximumaffectedseepage&&&&canarea&&&&offire,explosion,poisoningandpollutant&&&&can&&&&beevaluated,andthustheseveritydegreeoftheaccidents&&&&on&&&&beascertained.Thenbased&&&&planarseepagepollutingmodel,theseepage&&&&isemphasized,theissueoftheseepageisdemonstrated,andthepollutantseepage&&&&area&&&&anditsconcentrationvariety&&&&are&&&&evaluatedtoo.Thiscompletes&&&&theaccidentsconsequenceevaluationmethod.ThesoftwareofACESisdevelopedwhich&&&&canon&&&&thebasisofVisualBasic6.0.&&&&area&&&&displaythepotentialmaximumaffected&&&&quicklyandtruly.&&&&ThenthesoftwarehasbeenappliedtoevaluatetheriskoffireandblastoftheLPGroadtransportprocessfromBakeshuGeneralStationofLPG&&&&to&&&&He—MuLPGstation,and&&&&byroadtransport.&&&&toevaluate&&&&theseepage&&&&area&&&&ofbenzenepollutant&&&&Finally,someadvices&&&&andmeasures&&&&are&&&&about&&&&thetransport&&&&accidents&&&&controllofhazardouschemicalsemergenttechnologiesPaper.&&&&are&&&&broughtforward,andthecorresponding&&&&on&&&&supplied&&&&leakageandfireaccidentsinthis&&&&Keywords:HazardousChemicals,RoadTransport,RiskStudy,AccidentsConsequenceEvaluation.&&&&&&&&独创性声明&&&&本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。&&&&学位论文作者签名:馋i长婶&&&&日&&&&期:“舻.心&&&&学位论文版权使用授权书&&&&本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使&&&&用学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行榆&&&&索、交流。(如作者和导师同意网上交流,请在下方签名;否则视为不同意。)&&&&学位论文作者签名:胁撕&&&&签字日期:汩№fa&&&&导师签名:签字日期:&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&第一章绪论&&&&1.1危险化学品主要运输方式&&&&近年来,随着我国石油化工企业的发展和经济建设的需要,危险化学品(以下&&&&简称危化品)需求量逐渐增加,危化品运输作业越来越多,危化品的运量也越来越&&&&大,同时对危化品运输的要求也越来越严格。一个完整的危化品运输体系是由铁路、&&&&道路(含公路与城市道路)、水运、航空和管道五种运输方式构成,它们共同承担&&&&货物的集散与交流,在技术与经济上又各具特点,根据不同自然地理条件和运输功&&&&能发挥各自优势,相互分工、联系和合作,取长补短协调发展,在我国经济建设中&&&&起到了重要的保障作用flj〔21。水运(shipment仃anspoaafion)是以船舶在江、河、湖泊、人工水道及海洋运送&&&&客货的运输方式,它的特点是:①货物运输量太:②耗能少、成本低;③投资省;&&&&④劳动生产率高;⑤不足之处是会受到通航水道与航线的制约、气象因素的影响,航行速度较慢。铁路运输(railwaytransportation)是利用列车运送客货的运输方式,它的特点&&&&是:①客货运量大,尤为适宜大宗的笨重货物长距离运输:②运输速度快;③一般&&&&不受气候和季节影响,连续性强,高速、准时,可靠性强;④运输成本不高。航空运输(aerialtransportation)依靠以飞机为主的各类航空器实现客货运送,与其他运输方式相比的特点是:①运行速度快、运程短捷、并可抵达地面运输方式&&&&难以到达的她区;②运载量小、运营成本离,因此只适合远距离的急需物质、贵重物品、时间要求紧等情况的小批量货运:③具有显著的的灵活性和相对安全性;④&&&&基建周期短和投资少。管道运输(pipelineVanspoaafion)是利用封闭管道,以重力或气压动力连续运送特定货物的运输方式。它的特点是:①运量大、连续不间断;②运距短、,与地少;③耗能与费用较低;④受气候和季节影响小;⑤沿程无噪音、污染、安全性好;⑥可远程控制、自动管理、维修量小,因而劳动生产率高:⑦运输货物类别单一。道路运输(roada-ansportation)从广义来说,是指货物借助一定的运输工具(如机动车和非机动车),沿道路的某个方向,做有目的的移动过程;从狭义来说,道路运输则是指汽车在道路上有目的的移动过程。道路运输是交通运输的重要组成部&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&分,可承担其他运输方式和客货集散与联系,承担铁路、水运、空运固定路线之外的延伸运输业务;可以深入到城镇、乡村、山区、港口、机场等的各个角落,能够实现直达运输。各种运输方式的主要技术经济指标比较详见表1.1。表1.1各种运输方式的主要技术经济指标排序!!!:!:!丛!垫£12921咝!!g曼兰!!堂!垡!!些望!壁鲤!!!!!E!!!&&&&霖嚣蓑删觥僦豢纂震鬈墨&&&&321&&&&5&&&&2543l&&&&233145&&&&265143&&&&345l26&&&&623l45&&&&421563&&&&421563&&&&421563&&&&421563&&&&懈舸妪潞脏髓&&&&64&&&&通过表1.1可见,虽然在运输能力、运输成本和能耗等方面相对其他运输方式为弱,但道路运输在运输的机动性、连续性、通用性及建设投资等方面具有其他运输方式无可比拟的优势。其投资少、见效快、经济效益高;机动灵活、运送方便、&&&&普及面广、适应性强、商品流通周期短、资金周转快,可实现“户到户”的直达运&&&&输,运输损耗也比较少,而且随着高速公路的普及,运输速度的显著提高,承载量的增大,道路历程的延长,道路运输将会起羞愈来愈重要的作用。&&&&1.2危险化学品道路运输特点&&&&显然,危险化学品道路运输具有道路运输的一切特点,如机动灵活、快速及时、方便经济等。但由于其运载的物质是危险化学品,在道路运输过程中,由于撞击、挤压等原因,盛装易燃、易爆、有毒危险品的容器或附属设施有可能被击穿或破裂陋〕,泄漏出大量的易燃、易爆、有毒危险品,进而导致火灾、爆炸、中毒、环境污染等重大事故的发生。这是普通货物道路运输所不具有的一些特点。另外,不同于规律性较强,过程相对稳定,事故因素较明确的涉及危险化学品的固定设施和设备,危化品道路运输不仅要考虑危险品本身的危险性和驾驶人员的安全性,还要考虑危化品运输的特性,即危险化学晶道路运输车辆有时必须通过人口聚集区域附近的道路,从而对沿途的居民、行人、车辆及设施等构成潜在的巨大&&&&威胁,一旦发生事故将会造成较大范围的人员伤亡和财产损失。&&&&还有一点很重要的是,周边环境、温度、风速等自然条件、沿途人口密度、路&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&况、道路交通状况、运输时间(白天还是夜间)等因素会对危化品道路运输事故的严重程度造成一定的影响。而且,道路运输事故发生的不确定性也加大了事故预防与控制的难度。当前,危险化学品的道路运输已经引起政府部门和备企业广泛重视,成为一个亟待解决的社会问题。&&&&l-3危险化学品道路运输事故类型&&&&承载物质的危险特性及其自身的运输特点决定了危化品道路运输比较其他道路运输事件更易发生事故,而且事故后果也比普通的货物运输严重得多,在危化品&&&&道路运输事故中,后果比较严重的事故主要有火灾、爆炸、中毒和环境污染。&&&&1.3。1火灾事故&&&&火灾事故是指由于各种原因导致的发生着火且造成财产损失或人员伤亡的事故。在危化品道路运输事故中,火灾事故占有相当大的比例。1978年7月15目,墨西哥城北83km的公路上,液化石油气罐车翻倒,漏出液化石油气,从而引起火灾。火灾至少烧毁3辆公共汽车和2辆载重汽车,造成12入死亡,50多人负伤。2004年9月25日,我国一辆装有16t沥青的槽车在路经广西柳南高速公路六景收费站时,后轮爆胎起火。南宁市消防大队官兵接到报警后,火速赶赴现场,奋战近1h才将大火扑灭。&&&&通常,危化品道路运输车辆承载的易燃、易爆液体或气体泄漏后,一旦遇到引&&&&火源就会被点燃而引发火灾。根据火灾燃烧方式的不同,可以将危化品道路运输中的火灾事故分为池火(Poolfire)、喷射火(Jetfire)、火球(Fireball)和突发火&&&&(Flash&&&&fire)四类【3】。&&&&1)池火:液体泄漏到地面后形成液池,在地面或水面燃,池火燃烧持续时间比&&&&较长。2)喷射火:气体从裂口喷出后立即燃烧,如同火焰喷射器一样。3)火球:压力容器内液化气体过热使容器爆炸,内容物泄漏并被点燃,产生强大的火球;或者泄漏的可燃气体或蒸气与空气混合后被点燃而产生的预混燃烧。火球是一种燃烧速度极快的火灾,燃烧的物质升入空中,形成云或球状火焰。4)突发火:泄漏的可燃气体在空气中扩散后发生的滞后燃烧,通常不产生冲击波破坏。&&&&&&&&东北大学硕士学位话文&&&&第一章绪论&&&&况、道路交通状况、运输时间(白天还是夜间)等冈索会对危化品道路运输事故的严重程度造成~定的影响。而且,道路运输事故发生的不确定性也加大了事故预防与控制的难度。当前,危险化学品酌道路运输已经引起政府部门和各仑业广泛莺视,成为一个亟待解决的杜会问题。&&&&1-3危险化学品道路运输事故类型&&&&承载物质的危险特性及其自身的运输特点决定了危化品道路运输比较其他道路运输事件更易发生事故,而且事故后果也比普通的货物运输严重得多,在危化品道路运输事故中,后果比较严重的事故主要有火灾、爆炸、中毒和环境污染。&&&&1.3.1火灾事故&&&&火灾事故是指由于各种原因导致的发生着火且造成财产损失或人员伤亡的事&&&&故。在危化品道路运输事故中,火灾事故占有相当大的比例。1978年7月15日,墨西哥城北83km的公路上,液化石油气罐车翻倒,漏出液化石油气,从而引起火灾。火灾至少烧毁3辆公共汽车和2辆载重汽车,造成12人死亡,50多人负伤。2004年9月25日,我国一辆装有16t沥青的槽车在路经广西柳南高速公路六景收费站时,后轮爆胎起火。南宁市消防大队官兵接到报警后,火速赶赴现场,奋战近1h才将大火扑灭。通常,危化品道路运输车辆承载的易燃、易爆液体或气体泄漏后,一旦遇到引火源就会被点燃而引发火灾。根据火灾燃烧方式的不同,可以将危化品道路运输中的火灾事故分为池火(Poolnre)、喷射火(Jetfire)、火球(Fireball)和突发火&&&&(Flash&&&&fire)圆类【=5j口&&&&1)池火:液体泄漏到地面后形成液池,在地面或水面燃,池火燃烧持续时间比&&&&较长。&&&&2)喷射火:气体从裂口喷iB后立即燃烧,如厨火焰喷射器一样。&&&&3)火球:压力容器内液化气体过热使容器爆炸,内容物泄漏并被点燃,产生强&&&&大的火球;或者泄漏的可燃气体或蒸气与空气混合后被点燃而产生的预混燃烧。火球是一种燃烧速度极快的火灾,燃烧的物质升入空中,形成云或球状火焰。&&&&4)突发火:泄漏的可燃气体在空气中扩散后发生的滞后燃烧,通常不产生冲击4)突发火:泄漏的可燃气体在空气中扩散后发生的滞后燃烧,通常不产生冲击&&&&波破坏。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&况、道路交通状况、运输时间(白天还是夜间)等因素会对危化品道路运输事故的严重程度造成一定的影响。而且,道路运输事故发生的不确定性也加大了事故预防与控制的难度。当前,危险化学品的道路运输已经引起政府部门和备企业广泛重视,成为一个亟待解决的社会问题。&&&&l-3危险化学品道路运输事故类型&&&&承载物质的危险特性及其自身的运输特点决定了危化品道路运输比较其他道路运输事件更易发生事故,而且事故后果也比普通的货物运输严重得多,在危化品&&&&道路运输事故中,后果比较严重的事故主要有火灾、爆炸、中毒和环境污染。&&&&1.3。1火灾事故&&&&火灾事故是指由于各种原因导致的发生着火且造成财产损失或人员伤亡的事故。在危化品道路运输事故中,火灾事故占有相当大的比例。1978年7月15目,墨西哥城北83km的公路上,液化石油气罐车翻倒,漏出液化石油气,从而引起火灾。火灾至少烧毁3辆公共汽车和2辆载重汽车,造成12入死亡,50多人负伤。2004年9月25日,我国一辆装有16t沥青的槽车在路经广西柳南高速公路六景收费站时,后轮爆胎起火。南宁市消防大队官兵接到报警后,火速赶赴现场,奋战近1h才将大火扑灭。&&&&通常,危化品道路运输车辆承载的易燃、易爆液体或气体泄漏后,一旦遇到引&&&&火源就会被点燃而引发火灾。根据火灾燃烧方式的不同,可以将危化品道路运输中的火灾事故分为池火(Poolfire)、喷射火(Jetfire)、火球(Fireball)和突发火&&&&(Flash&&&&fire)四类【3】。&&&&1)池火:液体泄漏到地面后形成液池,在地面或水面燃,池火燃烧持续时间比&&&&较长。2)喷射火:气体从裂口喷出后立即燃烧,如同火焰喷射器一样。3)火球:压力容器内液化气体过热使容器爆炸,内容物泄漏并被点燃,产生强大的火球;或者泄漏的可燃气体或蒸气与空气混合后被点燃而产生的预混燃烧。火球是一种燃烧速度极快的火灾,燃烧的物质升入空中,形成云或球状火焰。4)突发火:泄漏的可燃气体在空气中扩散后发生的滞后燃烧,通常不产生冲击波破坏。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&图1.1火灾事故现场圈&&&&Fl玉1.IFireaccident&&&&scene&&&&1.3,2爆炸事故&&&&爆炸事故是指由于某种原因发生的意外爆炸,爆炸事故一般会造成财产损失和&&&&人员伤亡。根据爆炸反应的性质,爆炸事故分为物理爆炸事故、化学爆炸事故和核&&&&爆炸事故。危化品运输爆炸事故为化学爆炸事故。下述事故属于比较典型的危化品运输爆炸事故。1978年7月11日14时30分,西班牙巴塞罗那市和巴来西亚市之间的双轨环形线的340号通道上,一辆满载丙烷的槽车发生爆炸。这里是风景区,当时正有800多人在此度假,烈火浓烟使150人被烧死,120多人被烧伤,100多辆汽车和14座&&&&建筑物被烧毁。爆炸的储罐窖积为43m3,是用两条焊缝把三个钢制圆筒连接起来的&&&&卧式储罐,第一次爆炸时,槽车罐壁炸出了一个直径7cm的洞,数秒钟后,发生第&&&&二次爆炸,车体飞出140m,燃烧的烟云升高到30n1,产生15000c的高温,爆炸波&&&&及范围沿道路长约200m,从道路到海岸宽约30~80m。可见,承载危化品的运输车辆途径人口稠密区域时,若不慎发生爆炸事故,其后果是非常严重的。在危险化学品道路运输过程中,发生频率较高、后果较严重的爆炸事故主要是指凝聚相爆炸事故、无约束蒸气云爆炸事故及沸腾液体扩展蒸气爆炸事故。&&&&&&&&查些苎兰壁主兰竺笙叁&&&&1.3.2,1凝聚相爆炸事故&&&&第一章绪论&&&&凝聚相爆炸事故是人们最为熟悉的一类爆炸事故。凝聚相爆炸品,如TNT炸药和硝化甘油炸药,是一种离能量密度的含能材料。凝聚相爆炸品如果失去控制,会造成比较严重的爆炸事故。例如,1994年10月23日,我国西安庆华电器制造厂一辆装载105万发火雷管的汽车,行驶到山东省平度市洪山乡政府附近时,突然发生爆炸,造成100人伤亡,直接经济损失达826万元【3】。1.3.2.2无约束蒸气云爆炸事故当大量可燃气体(含蒸气)泄漏到敞开空间以后,如果没有立即点火,而是先在空中扩散,与空气形成爆炸混合物,然后发生迟延点火,那么,就会发生无约束蒸气云爆炸。所谓无约束是从全局意义上讲的,因为无论是在工业环境中,还是在道路运输环境中,都存在很多局部约束。局部约束的存在能导致火焰加速。随泄漏气体性质、泄漏量大小、点火方式和爆炸环境的不同,无约束蒸气云爆炸可能只是简单的火灾,也可能发展成为强烈的爆炸,甚至转变为爆轰。1.3,2.3沸腾液体扩展蒸气爆炸事故沸腾液体扩展蒸气爆炸事故用来描述装有易燃液化气的容器在火焰烘烤下突然破裂,液体迅速闪蒸为蒸气,并迅速与空气混合形成剧烈的燃烧或爆炸这样一种事故现象。沸腾液体扩展蒸气爆炸能同时产生破片、爆炸波和火球,三者都有一定的破坏作用。但一般认为,沸腾液体扩展蒸气爆炸的主要危险是火球产生的强烈热辐&&&&射。&&&&1.3.3中毒事故&&&&危化品道路运输过程中经常由于有毒物质泄漏而发生中毒事故,造成大面积人群中毒。中毒是有毒物质进入人体而导致人体某些生理功能或组织、器官受到损坏的现象。有毒物质对人的危害程度取决于毒物的性质、毒物的浓度、人员与毒物接触的时间等因素。通常,根据泄漏时间长短的不同,毒气泄漏分为瞬间泄漏和连续泄漏,瞬间泄漏是持续时间很短的泄漏,连续泄漏是指持续时间比较长的泄漏。有毒物质泄漏后发生扩散,如果得不到有效控制,将会导致扩散区域内的人群大范围中毒。如,1991年9月,我国江西省上饶地区沙溪镇一辆运输甲胺的罐车发生泄漏,造成39人死亡,600多人中毒。2000年10月,福建省龙岩市上杭县发生的一起氰化钠罐车坠落20m深谷的事件就造成98人中毒。下图为一倾覆液氨运输&&&&&&&&东北大学硕士学位论文罐车的救援现场,救援人员j下在稀释泄漏物质。&&&&第一章绪论&&&&图1,2液氨泄漏事故救援现场&&&&Fig.1.2Accident&&&&i-escllescene&&&&ofliqaidammoniarelease&&&&1.3.4环境污染&&&&有毒液体泄漏渗入土壤和岩石时,会直接或间接地对土壤和地下水造成一定的&&&&污染,严重时甚至会导致地表植被枯死,河流、海洋中的生物死亡。而且,有些毒性大的化学物质,如多氯联苯、有毒重金属(Fig,Cd,Pb)和放射性核素(如6。Co)等,&&&&即使少量进入地下水,也会对人体造成很大危害〔4】n&&&&地下水污染是环境污染的一部分。大多数地下淡水的水质能满足饮用水的卫坐&&&&标准,但由于污染则使水质恶化,饮用后会危害人体健康。水中各种污染物对人体&&&&的影响很大。如亚硝酸根被吸入血液后,能与血红蛋自结合形成失去输氧功能的变形血红蛋白,是组织缺氧而中毒,重者因组织缺氧而导致呼吸循环衰弱。另外,随着石油的大规模勘探、开采,石油化工业的发展及其产品的广泛应用,石油及石油化工产品对于地下水的污染已成为不可忽视的问题。石油和石油化工产品,经常以非水相液体(NAPL)的形式污染土壤、含水层和地下水。NAPL可被孔隙介质长期束缚,其可溶性成份还会逐渐扩散至地下水中,从而成为一种持久性的污染源。2004年7月9目凌晨1时许,湖南省通道县一辆运输罐车(无危险化学品运输资质)载运浓硫酸17.12t由融安县驶回湖南,行至三江侗族自治县丹洲镇东风村路段时,槽罐阀门断裂,所载硫酸全部泄漏.造成严重污染。2004年6月8日6时30分许,长营高速公路进入长平高速公路匝道(高速公&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&路互相连通的辅助车道)1000m处,发生一起重大交通事故,一辆内装20余t液氨的重型槽车翻倒在路边,事故造成1人死亡、1人受伤。更为严重的是,侧翻事故造成大量液氨泄漏,安全隐患极大,而且方圆2km2内的草木不同程度受损。图1.3为该事故救援现场。&&&&图1.3事故现场&&&&Fig.1.3Theaeeident&&&&scene&&&&1.4危化品道路运输研究现状及存在的问题&&&&1.4.1研究现状&&&&鉴于危险化学品道路运输事故的频繁发生及其造成的重大恶性影响,世界各国纷纷进行相关研究,提出了许多评价方法和控制措旌。B.Fabiano,F.Curro等人提出了危险物质运输评价方法与决策,对1926年至1997年意大利的3222起涉及危险化学品的事故迸行调查表明,41%事故均为运输事故,指明运输事故在所有发生的事故中占有相当大的比墓,应引起重视,文中运用事故后果评估方法对危险物质运输的火灾、爆炸方面进行了评估f6】。&&&&Roberto&&&&Bubbico等人提出了基于个人风险和社会风险的LPG道路与铁路运输&&&&风险分析方法17J,该方法中引用了F-N曲线对LPG道路和铁路运输带来的个人风险&&&&和社会风险进行了分析,为运输沿途的个人和部门提供了风险标准。然而,此类方法要求大量的事故统计,需要确定各事故的发生频率,在实际应用中有一定的难度。&&&&Bruce&&&&J.Thomson等人总结了近年来世界各国在危险货物运输方面的相互协作&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&情况(sj,指出了在危险货物运输方面建立合作组织对遏制危险货物运输重大事故的必要性。美国化学工业委员会于2001年“月出版了美国化学工业运输安全指南,该指南提出了基于风险的运输安全评价【9J。该指南是建立在目前化学公司现有的实践基础上,提供基于风险评价的多层评价方法,整个评价包括七个过程,即化学晶清单、化学品的危害等级、暴露等级、对风险区分优先次序、进行风险评价、研究并实施减少风险的方法和预防措藏,最后是更新过程。针对危险化学品道路运输,我园先后制定并实施了,&&&&例》、&&&&《危险化学品安全管理条《道路交通&&&&《道路危险货物运输管理规定》、&&&&《汽车危险货物运输规则》、&&&&安全法》等一系列法律法规,对遏制重特大危化品运输事故的发生,确保安全生产起到了重要的作用。此外,不少研究单位、科研院所也进行了相关研究,提出了一些安全技术与评价方法。目前,我国香港地区已制定了专门的危险化学品运输风险管理制度|l…。南开大学的刘茂等人采用沸腾液体扩展蒸气爆炸模型对高速公路丙烷罐车爆炸事故进行了后果分析,计算了爆炸影响范围【1”。于群利对有关危险化学品管理的国际规章,如联合国《关于危险货物运输的建泌书》、《国际公路运输危险货物协定》等进行了介绍〔121。&&&&孙猛、吴宗之等人对危险化学品公路运输事故原因进行了分析,并提出了一些&&&&对策措施【”】。指出了相关职能部门的管理在预防和控制危化品公路运输事故方面的&&&&重要性,并提出了~些控制危化品道路运输事故的技术措施。&&&&1.4,2目前存在的问题&&&&上述国内外的这些研究工作对遏制危化品道路运输重特大事故,确保安全生产起到了重要作用,但还应看到,当前国内外从事此方面研究的机构和人员还非常有&&&&限,特别是国内近几年才陆续有人投入这方面的研究,许多问题有待于深入探讨和分析。总的来说,当前危化品道路运输危险性研究在以下几个方面仍存在不足之处。1)缺乏对危化品道路运输系统中的元素的细致分析。危化品道路运输系统具有特殊性,诸如,各类危险化学品的运输特性表现不…,车辆配置状况不同,系统中的组成元素及各元素对系统整体安全行的影响各有千秋。但当前研究中,大多局于整体表观现象上,对主要影响因素的影响大小还缺乏深入细致研究,不尽完善。21现有评价方法难以全面反映危化品道路运输系统危险性。&&&&&&&&东北丸学硕士学位论文&&&&第一辛绪论&&&&当前采用的评价方法比较单~,且定性评价方法居多,需要研究和开发适合于危化品道路运输系统的危险性评价方法。3)事故资料和相关数据统计不足,尤其是国内。由于我国在相关领域起步较晚,因此,相关事故统计和数据收集明显不足。4)忽略了有毒液体渗流对环境的影响。现有研究中,仅考虑有毒物质泄漏后对大气及地面环境的地上污染,忽略了当有毒液体泄漏渗入土壤和岩石时,将直接或间接地对土壤和地下水造成污染。5)危化品道路运输事故的控制技术方面研究的不足。尽管前人对危化品道路运输事故提出了不少的管理措施和应急技术,但有些还难于应用,有的还应进一步完善。&&&&1.5本文研究的意义和内容&&&&1.5.1本文研究的意义&&&&由上述可见,危化品道路运输事故频繁发生,而且由于其运载的物质是危险化学品,在运输过程中,由于撞击、挤压、设备缺陷等原因,盛装危险品的容器或跗属设旌有可能被击穿、破裂或损坏,泄漏出大量的易燃、易爆、有毒危险品,进而导致火灾、爆炸、中毒、环境污染等重大事故发生。另外,危化品运输车辆有时必须通过人口聚集区域附近的道路,从而对沿途的居民区、行人、其他车辆等构成潜&&&&在的巨大威胁,一旦发生事故将会造成较大范围的人员伤亡和财产损失。&&&&为了保证危化品道路运输的顺利进行,使人的生命安全和财产得到有效的保障,使环境免遭破坏,必须努力控制运输系统的危险源以消除和减少事故的发生。因此,进行危化品道路运输系统的危险性研究就显得非常必要,尤其在危化品运输事故屡禁不止的今天,这一课题的研究更具有重要的现实意义。危险化学品道路运输危险性方面的研究涉及到许多方面的问题,其中研究和开发适合于危化品道路运输系统危险性评价及事故后果预测的技术和方法,估计污染物质渗流对环境造成的影响区域,是当前亟待解决的课题之一。在此基础上进行的本文的研究,不仅可为危化品道路运输系统事故管理和控制提供理论依据,还能为危化品事故的应急疏散和应急救援体系的建立提供指导和参考。&&&&通过本文研究希望可以对危化品道路运输系统危险陛研究做出如下贡献:1)为危化品道路运输系统分析奠定基础,为危化品道路运输系统危险隆研究提&&&&供基础资料。&&&&&&&&东北太学硕士学位论文&&&&第一章绪论&&&&21进一步完善事故后果评估方法。3)可以做为有毒液体渗流运移研究方面的基础资料。&&&&4)为个人、企业和道路交通管理部门的风险规避、行为规划提供参考依据。&&&&5)为企业和职能部门事故应急处理技术和应急预案的编制提供参考依据。&&&&1.5.2本文的研究内容&&&&针对危险化学品道路运输系统,本文的主要研究内容包括如下几个方面:1)危化品道路运输系统危险性分析&&&&基于系统安全工程理论,通过对危化品道路运输系统各元素及其与整个系统关&&&&系的分析,找出危化品道路运输事故的主要原因,为提出适合于危化品道路运输系统危险性研究程序和方法打下基础。2)危化品道路运输系统危险性评价(1)针对危化品道路运输系统事故的特点,在危险源辨识的基础上,根据危险源可能发生的事故形式,建立火灾、爆炸、中毒事故下人员和建筑(设施)的后果伤害模型,评价潜在的事故影响区域:进一步研究不同事故形式下的人员伤亡和建筑损伤情况。&&&&(2)依据二维渗流模型,重点研究有毒液体在运输过程中.发生泄漏后的渗流运移情况,确定了渗流污染的弥散区域和浓度变化,进~步完善事故后果评价方法。&&&&3)危化品道路运输事故后果评价系统软件根据火灾、爆炸、中毒、渗流污染事故数学模型,结合Visual件,丌发事故后果评价程序即ACES,&&&&盈。&&&&Basic&&&&6.0编程软&&&&更直观、快速、准确的展示潜在事故影响范&&&&4)冠化品道路运输实例的危险性分析(1)以沈阳市八棵树液化气总站至和睦加气站的LPG(液化石油气)的运输为实例,应用ACMS对其潜在的火灾、爆炸事故后果进行了定量分析评价。(2)以毒性较强的液苯运输为实例,对其潜在的渗流污染后果进行了评价。5)危化品道路运输事故的控制与应急提出了控制危化品道路运输事故的建议和措施,并针对危化品道路运输过程中极易发生的泄漏和火灾事故,提出了相应的应急技术措施。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&2.1系统危险性研究&&&&2.1.1系统安全的基本概念&&&&系统是指由相互作用、相互依存的若干个元素组成的、具有特定功能的有机整体。系统的基本特征是具有整体性、层次性、目的性和适应性等【】5〕。&&&&研究系统需要利用系统论方法。系统论方法的显著特征是强调整体性、综合性&&&&和最优化。&&&&1)整体性。系统是其有特定功能的有机整体,系统豹构成应该保证其整体功能&&&&的发挥,实现系统的整体目标,各个子系统、系统中各元素都应该为系统的整体目标服务,服从于整体目标。2)综合性。从系统元素、系统构造、元素问联结方式等多方面进行综合研究。3)最优化。根据需要和可能,定量地确定系统性能的最优目标,然后动态地协调系统与予系统、元素问的关系,使子系统、元素的性能和目标服从系统的最优目标,实现系统的最优。&&&&系统安全是指在系统寿命期间内,应用系统安全工程和管理办法,识别系统中&&&&的危险源,定性或定量表征其危险性,并采取控帛《措施使其危险性最小化,从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的可接受安全程度。因此,为确保&&&&系统安全,需要按系统工程的方法,对系统进行深入分析和评价,及时发现固有的和潜在的各类危险和危害,提出应采取的解决方案和途径。2.1.2系统危险性研究的主要内容&&&&危险性是指某种危险源导致事故,造成人员伤亡和财物损失的可能性1“〕。危险&&&&性研究的主要内容,包括对危险源辨识、危险性评价、危险源控制等基本内容的研&&&&究。危险源辨识(Hazardidentification)是发现、识别系统中危险源的工作。这是一件非常重要的工作,它是危险性评价的基础,只有在辨识了危险源之后,才能进一步考虑如何对危险源进行评价以及采取措施控制危险源。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&危险性评价(础skassessment)是指以实现系统安全为目的,应用系统安全工程原理和方法,对系统中存在的危险危害因素进行辨识和分析,判断系统发生事故和职业危害的可能性极其严重程度,制定防范措旋和管理决策的过程。危险源控制(Hazardcontr01)是利用工程技术和管理手段消除、控制危险源,防止危险源导致事故、造成人员伤害和财务损失的工作。关于危险性评价和危险源控制将在本文的第三章和第五章具体介绍。本章主要&&&&介绍危化品道路运输系统的危险源辨识,但在进行危险源辨识之前,应首先对系统进行全面的分析,了解系统的构成,分析系统中的各元素与整个系统间的相互关系。&&&&2.2危化品道路运输系统的构成&&&&行驶在道路上的车辆均由驾驶员、车辆、道路及环境等组成一个相互关联的系统,如果这一系统的协调作用受到破坏,就会导致事故发生。一般地,危化品道路运输系统由以下五个元素组成。1)危险化学品;2)车辆、包装及设备设施:3)人员;4)道路条件与道路设施;5)环境(周边建筑物、自然条件、交通状况等)。另外,也存在影响系统的外部因素,如管理、指挥等系统。危化品道路运输系统的组成示意图见图2.1。&&&&踅2.1危化品道路运输系统结构圉&&&&F追.2.1&&&&ThestructureoftheRTSHC&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&由图2.1可见,上述5个元素所形成的有机整体构成了危险化学品道路运输系统。如果各元素间能组成一个和谐的统一体,则系统就会安全运行,否则,就会导&&&&致事故发生。另外,还应注意到这一运输系统受到系统外部因素的控制和影响,这&&&&些外部因素对道路运输的整体安全水平起着宏观指导和监管作用,如道路运输职能部门的管理和指挥、相关公安交通管理部门的监管等。&&&&2.2.1危险化学品&&&&危化品是危化品运输系统中的第一要素,化学品的性质、储存状态、运载量等因素直接影响着系统的安全性,对系统的安全运行起着至关重要的作用。通常,所运载的危化品的化学性质越活跃、储存状态要求越严格,在运载过程中越容易发生事故,事故后果也相应比较严重。2.2.1.1危化品的冥定对于危化品的界定来源于GB6944—86中对危险货物的界定,即根据GB6944-86&&&&《危险货物和品名编号》,“凡具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质,在&&&&运输、装卸和贮存保管过程中,容易造成人身伤亡和财产损毁而需要特别防护的货物,均属危险货物”f16】。1)具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等性质。具体指明了危险货物本身所具有的特殊的物理化学性质,是造成火灾、中毒、灼伤、辐射伤害和环境污染等事故的基本条件。&&&&2)容易造成人身伤亡和财产损毁。&&&&指出危险货物在一定外界因素的作用下,由于受热、明火、摩擦、振动、撞击、洒漏或与性能相抵触物品接触等,发生化学变化所产生的危险效应。不仅是货物本身的损失,更严重的是危及人身安全和破坏周围环境。3)在运输、装卸和贮存保管过程中需要特别防护。指出危险货物安全运输的先决条件。所指的特别防护,不仅是一般的轻装轻卸、谨防明火等运输普通货物也必须的要求,而是指针对各种危险化学品的物理化学特性,所必须采取的特别防护措施。2.2.1.2危化品的分类为了保证危化品的安全运输,根据常用危险化学品按其主要危险特性,将其进行分类。国家标准(GBl3690,92)将危险货物分为八类f塘l,并给出每种危险化学品的品名、别名、英文名、分子式、主要危险性类别、次要危险性类别、危险特性及&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分祈&&&&危险标志。1诌;1类爆炸品本类化学品指在夕}界作用下(如受热、受压、撞击等),能发生剧烈的化学反应,瞬时产生大量的气体和热量,使周围压力急骤上升,发生爆炸,对周围环境造成破坏的物品,也包括无整体爆炸危险,但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品。2)第2类压缩气体和液化气体本类化学品系指压缩、液化或加压溶解的气体,并应符合下述两种情况之一&&&&者:&&&&(1)I临界温度低于50℃,或在50’(2时,其蒸气压力大于294kPa的压缩或液化气体;(2)温度在211℃时,气体的绝对压力大于275kPa,或在54.4C时,气体的绝对压力大于715kPa的压缩气体;或在37.8℃时,雷德蒸气压力大于275kPa的液化气体或加压溶解的气体。3)第3类易燃液体本类化学品系指易燃的液体、液体混合物或含有固体物质的液体,但不包括由于其危险特性已列入其它类别的液体。其闭杯试验闪点等于或低于61℃。4)第4类易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品易燃固体系指燃点低,对热、撞击、摩擦敏感,易被外部火源点燃,燃烧迅速,并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体,但不包括已列入爆炸品的物品。自燃物品系指自燃点低,在空气中易发生氧化反应,放出热量,而自行燃烧的物品。遇湿易燃物品系指遇水或受潮时,发生剧烈化学反应,放出大量的易燃气体和热量的物品。有的不需明火,即能燃烧或爆炸。5)第5类氧化剂和有机过氧化物氧化剂系指处于高氧化态,具有强氧化性,易分解并放出氧和热量的物质。包括含有过氧基的无机物,其本身不一定可燃,但能导致可燃物的燃烧,与松软的粉末状可燃物能组成爆炸性混合物,对热、震动或摩擦较敏感。有机过氧化物系指分子组成中含有过氧基的有机物,其本身易燃易爆,极易分解,对热、震动或摩擦极为敏感。6)第6类有毒品本类化学品系指进入肌体后,累积达到一定的量,能与体液和器官组织发生生物化学作用或生物物理学作用,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起某些器官和系统暂时性或持久性的病理改变,甚至危及生命的物品。经口摄取半数致死&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&量:固体LD50§00mg,1(g:液体LD50盟000m班g;经皮肤接触24h,半数致死量LD50000m非g;粉尘、烟雾及蒸气吸入半数致死量LC50丑0mg/L的固体或液体。&&&&7)第7类放射性物品本类化学品系指放射性比活度大于74×104Bq瓜g的物品。8)第8类腐蚀品本类化学品系指能灼伤人体组织并对金属等物品造成损坏的固体或液体。与皮肤接触在4h内出现可见坏死现象,或温度在55℃时,对20号钢的表面均匀年腐蚀率超过6.25mini年的固体或液体。对于未列入分类明细表中的危险化学品,可以参照已列出的化学性质相似,危险性相似的物品进行分类。&&&&2.2.2车辆、包装及设备设施&&&&危险化学品具有易燃、易爆、毒害、腐蚀等危险性质,这就决定了危化品道路运输车辆的结构、技术性能和装备,以及危化品的包装与标志必须符合一些相应的特殊要求。首先,由于各类危险化学品性质、形态不同,包装形式不一,所以所用的车型各异对道路危险化学品运输车辆车型要求如下。1)爆炸物品、钢瓶装气体、小包装的易燃液体、易燃固体、自燃物品、遇湿易燃物品、无机氧化剂、固体剧毒物品、感染性物品、放射性物品、固体腐蚀物品,大都选用栏板货车。&&&&2)液化气体,含受压、低温两类,均应选用压力容器气罐车。&&&&3)易燃液体,应选用轻质燃油罐车和化工物品专用罐车。41有机过氧化物,应选用控温厢型车。5)液体剧毒物品,应选用化工物品专用罐车,但罐体底部和后封头均不得有卸料口和阀门。&&&&6)感染性物品,应选用适宜疫苗要求的恒温厢型车。&&&&7)腐蚀物品,以三酸~碱为大宗货物。&&&&其次,道路危险化学品运输车辆与其他车辆运输的对象不同,所以对车辆的安&&&&全、蹬施也有特殊的要求,针对选用的车型、所装运的危化品的性质不同,还必须配各相应的安全措旌。如需配备排气管火花熄灭器、导静电拖地带、消防器材、防毒设施(呼吸器等)、通风除尘设施、温度控制设簏(温度监控、高低温报警)、压力控制设施(压力监控、高压报警)及紧急情况控制设麓等。如果条件允许,危化品运输车辆应安装GPS定位跟踪系统。&&&&&&&&东北走学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&为此,交通部交公路发(2001)240号文《全国道路化学危险货物运输专项整&&&&治实施方案》规定:“危险货物运输车辆,车况达不到一级标准的货车不得从事化学危险货物运输,凡不符合运输安全技术条件和标准的营运车辆,要立即停运或予以更新”。图2.2~图2.5为四类危化品运输车辆图片,以示说明。&&&&图2.211m3低温液体槽车n922&&&&11Imlaw蛔呷哪辨墨qI越臼吐I∞种&&&&喇加棚啪懈唧朗m盹liq喇蛐&&&&图2.320m3低温槽&&&&圈2.4液态氮槽车&&&&图2.520GDYFSD型低温液体运输半挂车&&&&飚.2.4|IquldDJlrogentankel,&&&&F斡.520GDYFSDlowtemperature】iqu砒tanker&&&&另外,在进行装运作业时,应根据危化品的不同危险特性,选择合格的包装容器,并正确配装货物,而且危险化学品的包装必须坚固、完整、严密不漏、外表面清洁,特别是装运有毒物品、腐蚀物品的外包装一定要符合要求,以免由于包装问题而引发事故。&&&&&&&&叁些垄兰壁主兰堡堡查&&&&2.2.3人员&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&入作为交通行为的主体,与整个系统的安全密切相关。在危化品道路运输系统中,涉及的人员包括驾驶员、押运员、其他车辆驾驶人员、行人以及其他道路使用&&&&者等。人的原因主要是指人的过失行为,即人失误,包括违反交通法规及其他有关&&&&的管理规定、疏忽大意和操作不当。从危化品道路运输事故的统计资料来看,违反交通法规及其他有关的管理规定在事故记录中占有很大一部分的比例,主要有违章超车、超速行驶、争道抢行。此外还有酒后驾车、无证驾驶、违章装载、疲劳驾驶、过铁路叉日、桥梁、涵洞时不&&&&减速等。这些违章行为都极易引起撞车、翻车事故。2000年《道路交通事故统计》&&&&表明,驾驶员酒后驾车、疲劳驾车、超速行驶等违章操作造成的交通事故占总数的60%。据有关部门统计,在众多的危化品道路运输事故中,由于驾驶员的操作失误最终导致恶性事故发生的案例占事故总数的47%。而且,同一道路上的其他驾驶人员的过失行为有时也会影响危化品车辆驾驶员的正常驾驶,从而引发事故。&&&&另外,驾驶员、押运员及装卸管理人员的业务素质与事故的发生存在很大的关&&&&系。如果从业人员对所装运的危险化学品的危险性知之甚少,一旦货物发生泄漏或引起火灾事故就会不知所措,不能在第~时间采取有效措施,制止事态扩大。骑车人和行人的一些违章行为有时也会导致事故发生。骑车人的违章行为主要有进入快车道行车、突然拐弯、突然穿越马路等。行人的违章行为主要表现为乱穿马路、违章跨越隔离栏等。行人有一种从众心理或称同步行为,例如,当看到别人临车横穿马路时,也模仿别人如此,难免造成事故;行人还有一种捷径反应,也可能构成潜在威胁,导致事故发生。由此可见,提高驾驶人员技能,提高驾驶员、押运员、装卸管理人员的业务水平及公众的素质,对于道路运输事故预防,消除事故隐患具有重要的意义。&&&&2.2.4道路与道路设施&&&&道路是危险化学品运输的载体,其性能和安全设施状况直接影响危化品运输的安全,不良的道路条件(如路面颠簸不平、有较大凹坑、宽度不够等)会增加驾驶&&&&难度,有时还会影响到驾驶员的视线和判断,对其驾驶行为产生消极的影响,从而&&&&导致运输事故的发生。道路按其使用特点分为公路、城市道路、专用道路及乡村道路【2】。按照公路的交通量、任务和性质,根据公路不同的地形条件,我国JTJ01.88《公路工程技术标&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&准》将公路划分为两类五级,即汽车专用公路和一般公路两大类;高速公路、一级公路、二级公路、三级公路和四级公路五个等级。按照道路在道路网中所处的地位、交通功能以及对沿线建筑物服务功能的不同,我国CJJ37—90《城市道路设计规范》将城市道路分为四类十级,即快速路、主干路、次干路、支干路四类,除快速路外&&&&的每类道路按照所在城市的规模、设计交通量、地形等又分为I、II、Ⅲ级,四类&&&&共十级。各级公路和城市道路的主要技术标准如表2.1~表2.2所示。汽车专用公路是指实行汽车与非机动车、其它机动车以及行人分离的,专供汽车行驶的道路,分为高速公路、一级公路和二级公路。高速公路,指一般能适应按各种汽车(包括摩托车)折合成小客车的年平均昼夜交通量为25000辆以上的,具有特别重要的政治、经济意义的,专供汽车分道高速行驶,全封闭、全立交、全部控制出入的公路flj。图2,6为沈阳市高速公路。&&&&表2.1各级公路的主要技术标准&&&&公路等级&&&&地形平原&&&&商蝴&&&&微丘&&&&l∞&&&&2×75&&&&汽车专用公路&&&&山&&&&一般公路&&&&四山岭山岭&&&&重丘&&&&平原微丘&&&&602×7.01002×75&&&&平原&&&&平原微丘&&&&60&&&&山岭&&&&平匣微丘&&&&40&&&&d舱&&&&重R&&&&20&&&&岭∞&&&&2×7.5&&&&重丘&&&&602×7.0&&&&镀丘&&&&80&&&&重丘&&&&40&&&&重丘&&&&30&&&&计孽藤il度&&&&(r.nda)&&&&1002×7.5&&&&{韵递豌度&&&&四&&&&&o&&&&7.5&&&&7.0&&&&6,0&&&&3.5&&&&表2.2城市道路的主要技术标准计算车速&&&&(Kmm)60~80I主干路II50~6040~5030~40&&&&40”--50&&&&类别快速路&&&&级别&&&&双向车道数(条)&&&&≥4&&&&≥4&&&&机动车道宽&&&&五&&&&3.753.753.75&&&&分隔带设置&&&&必须设应设廊设可设可设不设不设不设不设不殴&&&&3~42~42~d2~d&&&&2222&&&&Ⅲ&&&&1次干路III〔II支路Ⅱ&&&&3.5~3,75&&&&3.75&&&&30~4020~3030~4020~30&&&&20&&&&3.5~3.75&&&&3.53.5&&&&3.25~3.53.0~3.5&&&&Ⅲ&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&与普通公路相比,高速公路具有车速高、通行能力大、运输成本低等特点,无论在设计、建造,还是交通管理方面,高速公路都具有得天独厚的有利条件,虽然如此,高速公路的整体安全性能却值得人们担忧。与国外相比,我国高速公路交通安全状况仍有较大差距。其主要的特点表现为:①重特大事故比例较大。②事故救援体系不完备等。&&&&图2.6沈阳市高速公路&&&&Fig.2.6ThespeedwayofShenyang&&&&通常,道路工程均配有道路设施。道路设施主要包括交通安全设施、交通管理设旆、防护设施、停车设施、路用房屋、其他沿线设施及绿化等。完备的道路设施可以正确地引导驾驶员的驾驶行为,避免驾驶员产生视觉错误和判断失误,在一定程度上,可以发挥预防交通事故,减少事故损失的作用。&&&&2.2.5环境因素&&&&环境因素主要是指除了人、车、车载危化品及道路之外的交通外部因素,它涉及自然条件、照明条件、路侧环境、交通环境等多个方面。自然条件主要指天气气候条件,包括晴天、雨雪天、雾天、路面冰冻、积雪等,以及在这些气候条件下的温度、湿度、风速、风向等。不良自然条件如高温、路面&&&&结冰和周围环境存在点火源极易引起火灾、爆炸,这些都大大增加了运输的危险性。&&&&照明条件主要指黄昏或晚上、有无照明、照明方式等。不良的照明条件也会增加运输的危险性。路侧环境对交通环境影响很大,路侧环境包括非等级道路交叉口、路边店、加&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&油站、工矿企业进出口、路边村庄、单幢建筑物、树木植被等影响人心理行为的凶索(如路侧两地的建筑、阴深的自然环境、过于吸引人注意力的自然或人造景物等),特殊情况下还有路侧一些工厂的污染等。&&&&道路交通环境直接影响危险化学品运输过程的安全,交通环境是指交通的产生&&&&和出行影响,如交通量、通行能力、地区车辆保有量、人口、车速分布等。交通量是指在单位时间内通过道路某一地点或某一断面的车辆数量或行人数量。前者称车流量,后者称人流量。交通量是道路规划、设计和交通规划、交通管理的依据。交通量的大小与经济发展速度、文化生活水平、气候、物产等多方面因素有关,并且随时问和空闽的不同丽变化。一天中各小时的交通量不均衡,一般上下午各有~个高峰。交通量呈现高峰的那~个小时称为高峰小时。一定时间内(通&&&&常指一日或上午、下午)出现的最大小时交通量称为高峰小时交通量。&&&&通行自e力是道路规划、设计及交通管理的基本依据,其具体数值随道路等级、&&&&线型、路况、交通管理与交通状况的不同而有显著的变化。此外,道路通行能力还&&&&受交叉路口通行能力的制约。道路通行能力与交通量概念不同,交通量指菜时段内实际通过的车辆数。一般交通量均小于道路的通行能力。在小得多的情况下,驾驶员可以自由行使;可以变更车速、转移车道,还可以超车。交通量等于或接近于道路通行能力时,车辆行驶的自由度就明显降低,一般只能以同一速度列队循序行进。当交通量稍微超过通行能力时,车辆就会出现拥挤、甚至堵塞现象。所以,道路通行能力是一定条件下通&&&&过车辆的极限值。不同的道路条件和交通条件下,有不同的通行能力。通常在交通&&&&拥挤经常受阻的路段上,应力求改善道路或交通条件,以期提高通行能力,避免交通事故。我国是世界上交通事故最严重的国家之一,虽然近年来我国的交通安全环境有所改善,但也不容乐观。随着机动车辆保有量的增加,道路里程的延伸和扩大,道路交通状况愈趋复杂,交通事故反而有愈演愈烈的趋势,2003年全国公安交通管理部门共受理一般以上道路交通事故667507起,造成104372入死亡、494174人受伤、直接经济损失33.7亿元。如此复杂、混乱的交通环境极易导致危险化学品运输事故的发生。例如,1998年12月,安徽定远县宽江镇中心路段一辆大客车与装满炸药的大货车相撞,引起爆炸事故,导致20人死亡,57人受伤。2003年8月29目6时30分左右,京沪高速公路北京方向240km处发生两车追尾,35t苯乙烯化学危险品槽车罐体被撞裂,裂缝长20cm,造成大量苯乙烯泄漏。当前我国交通的特点具体表现在以下几个方面。1)混合交通状态严重。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&对交通事故产生的交通特点分析可知,混合交通条件下发生的交通事故占总数&&&&的55.9%,同时还是主要的死亡原因(占67,2%);当混合交通且缺少交通控制时,&&&&造成的交通事故占总数的50.8%。死亡人数占62.4%。2谱;辆性能羞。车辆是现代道路交通得以实现的主要因素,车况的好坏、车辆的性能等直接影响着道路交通的安全。我国机动车的性能不佳、机件失灵或零部件损坏,均可成为&&&&直接导致交通事故的因素。3)机动车辆组成结构畸形。国内机动化水平低,但交通事故率高。车辆整体性能较差,而由这些车辆组成&&&&的混会交通流将对交通安全构成致命的威胁。&&&&4吲}职业驾驶员肇事情况有上升的趋势。2000年和2001年由于非职业驾驶人员肇事所占事故总数的比例分别为35.6%、&&&&38.4%,大量非职业驾驶员的出现,必然导致交通事故量的增加。&&&&5)道路等级低。在我国有些道路还不合乎规范,其结果只能是使驾驶员产生错觉,导致交通事故。61交通参与者普遍素质较低。这是导致严重的交通违章的重要原因之一,是普遍存在的社会现象。因此,我国现阶段在加强道路建设的同时,更应改善道路交通环境,提高道路运输条件和道路通行能力,以避免和减少道路交通事故的发生。&&&&2.3危化品道路运输系统的危险源辨识&&&&在对危化品道路运输系统进行了细致分析后,就可以对系统中存在的危险源迸行辨识。危险源是指可能导致事故的潜在的不安全因素。按此定义,生产、生活活&&&&动中出现的许多不安全因素都是危险源。因此,危险源种类繁多、数量浩大,需要对其做进一步的考察。可以根据危险源在事故发生、发展中的不同作用,将危险源划分第一类危险源和第二类危险源J”7。&&&&2.3.1第一类危险源&&&&根据能量意外释放理论,事故是能量或危险物质的意外释放,作用于人体的过量的能量或干扰人体与外界能量交换的危险物质是造成人员伤害的直接原因。于是,&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&把系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质称作第一类危险源。&&&&根据第一类危险源的定义,对于危化品道路运输系统来说,所运输的各种危险化学品为第一类危险源,包括各类易燃、易爆、有毒的危险化学品,其体可参照GBl3690.92《常用危险化学品的分类及标志》。对于危化品道路运输系统来说,影响第一类危险源的因素主要为如下两点。11危险化学品本身的因素&&&&危险化学品本身因素包括它的危险特性(如可燃性、爆炸性和有毒性、腐蚀性)、&&&&物理化学性质(如扩散性能、闪点、燃点、燃烧热、饱和蒸汽压、燃烧极限和爆炸&&&&极限、沸点和熔点、密度)等。&&&&危险化学品的危险特性对事故的可能伤害形式产生直接影响。具有可燃、爆炸性的化学物质一旦发生事故,由于热辐射、爆炸波和爆炸产生的碎片的作用,将导致邻近范围内的人员伤亡和财产损失;有毒有害性的化学物质只对人员产生伤害,但有可能由于人员伤害后诱导其它事故的发生;腐蚀性的化学物质对设备和人员均能够产生伤害,其中对设备的腐蚀会导致设备的结构受损而增加事故发生的可能性。2)危险物质的数量对于危化品道路运输系统,运输槽车中所装载的火灾、爆炸或有毒危险物质的数量,直接关系到潜在事故后果的严重程度。显然,对于同一种物质,其运输数量越大,其潜在的事故严重度就越大。&&&&2.3.2第二类危险源&&&&在生产、生活中,为了币4用能量,让能量按照人们的意图在系统中流动、转换&&&&和做功,必须采取措施约束、限制能量,即必须控制第一类危险源。约束、限制能量的措旌应能可靠地控制能量,防止能量意外地释放。实际上,绝对可靠的控制措施并不存在,在许多因素的复杂作用下,约束、g畏制能量的措施可能失效而发生事故。把导致各种危险物质和能量约束或照制措旖破坏、失效的各种因素称为第二类危险源。从系统安全的观点来考察,使能量或危险物质的约束、限制措施失效、破坏的原因因素,即第二类危险源,包括人、物、环境三个方面。因此,对于危化品道路运输系统来说,第二类危险源(各种诱发第一类危险源失控的因素)有容器破裂、驾驶员失误、路面不良、道路交通环境恶劣等。引发危&&&&化品道路运输事故的第二类危险源种类很多,有关部门对117起典型危险化学品道路运输事故原因进行分析,共得出各种原因263条【13】,其中属于管理原因而造成的&&&&事故有67起,由于人失误造成事故55起,由于车辆、包装和设备设施缺陷造成事&&&&&&&&查!!查兰堡圭堂堡堡查&&&&布关系如图2.7所示。&&&&堑三芏垒堡苎遵整望笪墨堕垒坠丝坌堑&&&&故52起,由于路况与环境方面的原因造成事故36起。事故率与四种主要原因的分&&&&圈2.7危化品道路运输事故原因统计圈&&&&Fig.2.7The&&&&reasons&&&&statisticoftheRTSHCaccidents&&&&图2.7表明,危化品道路运输事故发生的最根本原因是运输系统的协调作用受到破坏的结果,并且一起事故的发生通常是由多种原因造成的。其中,运输管理对事故的发生起着重要作用,同时还应重视人员的安全教育与技能培训,也不能忽视设备设施检验和维护,以及对运输环境和道路的选择。因此,对于危化品道路运输系统来说,影响第二类危险源的因素主要指危险性控制措施,包括安全技术措施和安全管理措施【17】。1)安全技术措施在危化品道路运输过程中危险性控制的技术措施指运输车辆安全设施和道路交通安全设施等。安全技术措旖的具体内容会在第五章加以介绍。2)安全管理措施危险性控制的管理措施涉及范围较大。如安全制度的完善及落实;人员的培训与教育;安全组织机构以及应急救援和应急演练等。鉴于安全管理因素对事故影响程度较大,因此将其单列一节重点加以介绍。&&&&2.3.3管理原因&&&&一般情况下,一起责任事故的直接原因背后都存在管理问题。通过上述分析可&&&&以看出,无论是人的失误、载运设备设施的缺陷还是不良的道路交通环境等其根源&&&&&&&&东北大学硕士学位论丈&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&都与管理不善有一定的关系。导致危化品道路运输事故的管理原蹰可分为两个方面:一是政府主管部门及其他相关部门方面的管理原因;二是企业方面的管理原因。2.3.3.1政府主管部门及其他相关部门方面的管理原因政府主管部门及其他相关部门方面的管理原因主要有几下几个方面:1)危险化学品运输资质的审核与监管不力。造成这种情况的原因有以下几个方砸:(1)当前我国运输企业“多、小、散、弱”,专用车辆少,车辆技术状况较差。(2)经营资质审查不够严格,致使一些企业的人员和设备、设施不具备危险品安全运输条件,而进入营运市场。(3)危险货物运输法规及基本常识的宣传、培训不够,对违规行为的处罚力度不&&&&大。致使一些没有经营自治的企业违章冒险承运危险货物。&&&&2)应急资源不足、应急救援人员能力不够。在事故抢险救援工作中,消防部队是主力军,公安、交警、交管部门是主要的配合力量。近年来,消防和交警队伍在处理危险化学品事故方面的能力已有了很大的提高,多数危险化学品泄漏事故都能化险为夷。但我国广大农村和不发达地区,交警与消防队伍在这方面的素质仍有待进一步提高。3)道路交通管理不善和交通设旋不全。现阶段,总的来说我国道路等级低,道路交通环境较差,道路安全设施配置彳i全,道路交通监管不力等原因使得我国的道路交通事故有愈演愈烈的趋势。加强道路设施建设,提高交通监管力度,改善道路交通环境已是刻不容缓。2_3.3.2企业方面的管理原因企业方面的管理原因主要有以下几方面:1)/J、型运输企业和个体运输业户安全意识淡薄。一些小型运输企业或个体运输业户安全意识淡薄,经济利益至上,在无运输资质的情况下,仍冒险承运危险品,把危险货物等同于一般货物运输,给道路运输带来严重的事故隐患。2)企业对驾驶员及押运人员培训教育不够。企业应加强对驾驶员及押运人员培训教育,提供学习和培训条件,有计划地提高相关人员的应急处理能力和职业技能。3)企业违章改装危险化学品容器或运输车辆,或者对容器、车辆及其安全设施疏于检查。存在多处缺陷的不合格容器或车辆的投入使用,极大地增加了事故发生的可能&&&&&&&&查韭查兰堡主兰堡笙查&&&&企业要制定严格的车辆检验检查制度。4)企业对车辆运途活动的管理不足。&&&&第二章危化品道路运输系统危险性分析&&&&陛。因此,危化品道路运输车辆、容器、设备设旌等,必须符合国家标准的要求&&&&在修车场、加油站、装卸点、临时停车休息处等地点屡有事故发生。因此,企业应加强车辆运途活动的管理,制定完善的安全管理制度和操作规程,未经有关部门批准,运输人员不得擅自更改运输路线。&&&&2.3本章小结&&&&本章运用系统安全工程方法,首先对危化品道路运输系统元素及其与整个系统&&&&关系进行了细致分析。危险化学品道路运输系统由危险化学品,车辆、包装及设备&&&&设施况,有关人员,道路条件状况及环境因素所构成,这五类元素和系统的夕卜部囡&&&&素(职能部门的管理和指挥等)形成一个五角一心的关系。当外部因素确定时,五类元素应组成一个和谐的统一体,否则就会导致事故发生。&&&&其次,本章对危化品道路运输系统中的危险源进行了辨识。危险化学品道路运&&&&输系统中的第一类危险源为所运输的各种危险化学品,即各类易燃、易爆、有毒的危险化学品。第二类危险源(各种诱发第一类危险源失控的因素)有容器破裂,驾驶员失误、路面不良、道路交通环境恶劣等。因此,危化品道路运输事故的主要原因为管理原因,人的失误,车辆、包装和设备设箍的缺陷,路况与环境方面的原因等,特别是不能忽视道路交通环境对运输过程的影响。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&鉴于危化品道路运输事故后果的严重性和事故的频发性,应对其危险性进行评价,为预防事故的发生,降低事故损失提供理论依据。&&&&3.1危险性评价概述&&&&3.1.1定义及内容&&&&危险性评价,也叫做安全性评价,是通过运用系统的、科学的和工程的技术手段,对所研究的系统中存在的危险源及其控制措施的评价,客观地摧述系统的危险程度,从而指导人们先行采取措施降低系统的危险性的一种方法【1“。&&&&危险源的危险性评价包括对危险源自身危险性的评价和对危险源控制措施效果&&&&的评价两方面的问题。其核心在于通过对危险源及危险源控制措施的综合评价,客观地描述危险源的危险程度,从而指导人们有针对性的采取措施,使系统的整体危险性降低到可接受水平以下。&&&&3.1.2危险性评价方法分类根据对化工系统进行危险陛评价时是否对评价指标进行量化处理,一般可分为&&&&定性评价和定量评价。I)定性危险性评价定性评价时不对危险性进行量化处理,只是由参与评价的人员凭借自己所掌握的知识、经验,对照有关的标准、规范,或者根据同类系统或类似系统以往的事故统计资料,找出系统中存在的危险因素以及这些危险因素在什么情况下能引发事故,同时提出安全控制措施。这种评价方法由于受评价人员的经验、思维倾向、分析判断能力以及所占有资料的影响,评价结果总体来说比较粗略,只能大概的了解系统的危险程度。2)定量危险性评价定量评价是在定性评价的基础上,进一步研究事故与其影响因素之间的数量关&&&&系,从而给出系统的危险性等级。定量风险评价要求在风险评价过程中,不仅要求&&&&&&&&东北大学硕士学位论支&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&对事故的原因、过程、后果等进行定性分析,而且要求对事故发生的频率和后果进&&&&行定量估计和计算,并将计算出的风险与风险标准相EB较,判断风险的可接受性,&&&&提出降低风险的措麓建议。由于定量评价能够££较糟磷的描述系统的危险性,因两在危险性评价中得到了广泛的应用。基于上述原因,选择定量风险评价方法来描述危化品道路运输系统的危险性。&&&&3,2危化品道路运输系统危险性评价程序&&&&与规律性较强,过程较稳定,事故因素较明确的涉及危险化学品的固定设簏和设备不同,危险化学品道路运输不仅要考虑危险品本身的危险性,还要考虑运输特性,而且其运输过程中,沿途周边环境、温度、风速等自然条件、人口密集程度、路况、道路交通状况等都在不断变化,这就增加了危化品道路运输评价的难度。事故后果评价(Accidents&&&&Consequence&&&&Evaluation)是危险源危险眭评价的重要&&&&组成部分,其目的在于定量的描述重大事故后果的严重程度,该方法是目前公认的定量风险评价方法,可定量的描述发生火灾、爆炸、中毒等事故的严重程度。由于发生危化品道路运输事故时,危险化学品运输车辆即成为固定设施,故仍可以运用事故后果评价方法对危化品道路运输系统潜在事故后果进行估算。此外,依据二维渗流模型,本文重点研究有毒液体在运输中发生泄漏后的渗流运移情况,并对渗流&&&&污染的弥散区域和浓度变化情况进行估算。&&&&本文事故后果评价的对象是指那些在发生泄漏、火灾、爆炸、中毒、渗流污染等重大事故的情况下,可能导致人员伤亡、财产损失或者环境破坏的设备、设施,即承载危化品的车辆。其评价范围包括:火灾(池火、喷射火、火球、突发火)、爆炸(uVCE无约束蒸气云爆炸、BLEVE沸腾液体扩展蒸气爆炸)、中毒、渗流污染事故后栗评价。评价时,根据其所承载物质的特性、体积、存在状态等可分别计算出其发生相应事故时所造成的影响区域及危害程度,而且事故后果评价方法中的有关计算公式和伤害准则可参照引用。危化品道路运输系统危险性评价程序见陶&&&&3.1。&&&&3.3评价准则&&&&为了对事故时可能导致的人员伤亡和建筑(设施)损伤情况进行评价,需要建&&&&立人员伤亡和建筑(设旌)损伤的评价准则。&&&&&&&&东北大学硕士学位论丈&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&图3.1危化品道路运输系统危险性评价程序图F吨.3.1&&&&TheframeworkoftheriskevaluationoftheRTSHC&&&&3.3,1人员伤亡评价&&&&3.3.1.1事故影响区域内的人员&&&&在火灾、爆炸、中毒和污染事故发生后,事故实际可能造成的人员伤亡晴况则&&&&只和暴露于相应影响区域内的人员数量有关。对于某个运输危险源,暴露于事故影响区域内的人员包括:&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&1)如果影响区域位于高速公路,则为暴露于影响区域内的所有人员;2)如果影响区域位于市区、郊区及乡村,则包括暴露于影响区域内的居民、沿途行人及其他道路使用人员;31赶赴事故现场的救灾人员。&&&&暴露于影响区域内的最大人员数量,根据运输路线沿途的人口密度等确定。&&&&对于如何确定事故时不同人员伤亡情况下的影响区域这个问题,将在3.4中作进一步的研究。3-3.1.2人员伤亡评价的基本假设危化品运输车辆在道路运输过程中,一旦发生火灾、爆炸和中毒事故,必将造成人员的伤亡。影响人员伤亡后果的因素众多,如所载物品种类、性质、个体的差异、风向、人员的逃生与疏散、医疗救护等。于是就会出现死亡区域内的人员未必全部死亡,死亡区域外的人员也可能死亡的情况。为了使事故时人员伤亡评价不至于过于复杂化,本文作如下一些假设:l、个体之间无差异;2)风向对火灾、爆炸事故无影响,而仅对中毒事故产生影响;3)人员来不及采取逃生行动;4)死亡、重伤和轻伤只发生在各自对应的区域内,即死亡区域内只有死亡、重伤区域内只有重伤、轻伤区域内只有轻伤。之所以作这样的假设,是因为如果死亡区域内没有死亡的人数正好等于死亡区域外死亡的人数,则可以认为死亡区域内的人员全部死亡,而死亡区域外的人员无一死亡,对于重伤、轻伤也存在同样的情况。而且在伤害效应随距离急剧衰减的情况下,这种假设近似成立【3】。对于火灾、爆炸和中毒事故的人员伤害来说,我们都作这样的假设。3.3.1.3人员伤亡评价准则为了对事故时可能导致的人员伤亡情况进行评价,需要建立人员伤亡的评价准&&&&则。&&&&1)火灾事故人员伤亡评价准则火灾通过热辐射的方式对周围人员产生伤害,伤害的情况取决于人体接受的辐射热的多少。当热辐射强度达到某一域值时,火灾中的人员将受到不同程度的伤害。为考察这种伤害情况,可以按热剂量(kj/m2)和热通量(w/m2)来度量。热通量乘以目标接受热辐射的时间就为热剂量。对于火灾中人员伤害情况,应用下面的热辐射伤害模型‘211:&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&死&&&&亡:—p=一37.23+2.56ln(tq4”)&&&&(3.1)&&&&重伤(二度灼伤):P=一43.14+3.0191n(tq4”)轻伤(一度灼伤):P=一39.83+3.019ln(tq“3)&&&&式中,&&&&P——伤害几率单位;f——人体暴露于热辐射的时间,S;盯——人体接收到的热通量,w/m2;&&&&因此,对于持续时间比较短的瞬间火灾(取Pr=5,f=40s),由式(3.1)可得其伤害准则:同样,对于持续时间比较长的持续火灾,(取P=5,f=120s),则可得其伤害准则。瞬间火灾和持续火灾下的人员伤害准则,如表3.1所示。&&&&表3,1火灾事故下的人员伤害准则瞬间火灾热剂量(kj/m2)&&&&592392172&&&&持续火灾伤害效应死亡重伤轻伤热通量(kw/rn2)&&&&6,54.31.9&&&&伤害效应死亡重伤轻伤&&&&2)爆炸事故人员伤亡评价准则爆炸物在爆炸时,温度和压力急剧增高,在极短的时间内。像活塞一样挤压周围的空气,在离爆炸中心一定距离的地方,空气压力会随时间发生迅速而悬殊的变化,压力突然升高,然后降低,反复循环数次衰减下去,这就是冲击波。冲击波的破坏作用是由爆炸产生的超压引起的。所谓超压就是爆炸开始产生的&&&&最大压力,即冲击波阵面上爆炸气体与大气的压差劬。冲击波对其波及范围内的人&&&&员和建筑造成直接伤害。人员在不同冲击波超压作用下的伤害情况【”l,见表3.2。表3.2冲击波对人员的伤害准则!!!:j:!!!!i四!礁!蠼!!!!!丝!!鲤盥望2112璺!!!!!!墼!!!!冲击波超压Ap(KPa)&&&&伤害效应大部分人员会死亡损伤人的听觉器官或产生骨折人体受到轻微损伤能保证人员安全&&&&盎鬈&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&根据表3.2中人员在不同冲击波超压作用下的情况,确定爆炸事故中人员所受&&&&到的相应伤害为:(】)死亡:冲击波超压大于98&&&&KPa;&&&&(2)重伤:冲击波超压在49~98KPa之间;(3)轻伤:冲击波超压在19.6~49KPa之阃。31中毒事故人员伤亡评价准则&&&&有毒物质对人的危害程度取决于毒物的性质、毒物的浓度、人员与毒物接触的时间等因素口21。在中毒事故人员伤亡评价中,往往不考虑毒物泄漏初期的影响,因&&&&为此时毒物影响范围局限在泄漏源附近的较小范围内,与整个毒性影响过程相比很小。所以本文着重于有毒物质在大量泄漏的情况下的人员伤亡评价。通常使用中毒死亡几率单位方程来评价某些有毒物质毒性大d,f231。中毒死亡概&&&&率单位方程用来描述暴露环境中毒气浓度、暴露时间和实验对象死亡概率单位三者&&&&之间的关系,其数学形式为【24】:只=A+Btn(C“f)式中,&&&&(3.2)&&&&P——死亡几率单位:A、B、月——取决于毒物性质的常数,可由相关资料查得;C——环境中的毒气浓度;t——对象在毒气环境中的暴露时间,mira式(3.2)中C、t的单位,美国化学工程师协会(灿chE)的化工安全中心(Center&&&&forChemicalProcess&&&&Safety,CCPS)采用的为ppm与mini而荷兰应用科学研究组&&&&织(TNO)采用的为mg/m3与min。COPS给出了20种有毒物质的参数A、B、月,而TNO给出了22种有毒物质的参数。表33是CCPS与TNO推荐的典型物质的参数f25j。&&&&表3.3CPS与TNO中菜些物质的毒性参数比较&&&&CCPSTNO&&&&甩&&&&有毒物质名称氨溴氟化氢甲基异丙酮二氧化氮光气二氧化硫&&&&爿&&&&.35.9.9.04一35.87.5642.13.79一19.27一15.67&&&&口&&&&1.850923.3541.6371.43.6862.10&&&&4&&&&—15.8.12.4一8,4.1.2.18.6&&&&口1ll11lI&&&&月&&&&221.000.653211.00&&&&2.O201.5O73.70.924&&&&m.8&&&&.19.2&&&&&&&&墨苎垄兰堡圭兰堡垒查&&&&苎三苎垒些兰垫兰兰塑墨丝垒坠些!竺&&&&式(3.2)假设环境中的毒气浓度不随时间变化,但在实际情况下,空气中毒气浓度一般是随时间变化的P61。对于在不同的暴露时间段,毒气浓度不同时,C”f的僵可幽下式估计:&&&&C1扣∑q-At。&&&&(3|3)&&&&对于毒气浓度随时间连续变化的情况,对象死亡的概率单位数,应按下式计算:&&&&o刊+BinIf‖(t)dt&&&&式中t。、t:分别为开始暴露时间和结束暴露时间。&&&&(3.4)&&&&3_3,2建筑(设施)损伤评价&&&&一旦发生火灾、爆炸事故,危化品车辆途经路线附近的建筑和设施可能受到损伤和破坏,因此,需要对危化品道路运输发生事故时的建筑和设施的损伤作进一步的评价。由于在危化品道路运输事故中,只有发生火灾或爆炸事故时,才对建筑和设施产生影响。因此,和人员伤亡评价不同,建筑(设施)损伤评价仅需要考虑火灾和爆炸事故。&&&&3&&&&3,2,1建筑(设施)损伤影响区域建筑损伤评价,就是评价事故发生时对建筑不同损伤情况下的可能影响区域和&&&&范围。建筑在不周损伤情况下的影响区域,和事故对建筑所接收的热辐射或爆炸冲击波超压有关。&&&&为此,需要计算火灾、爆炸事故时建筑接收的热辐射和冲击波超压,并根据建&&&&筑损伤评价准则,确定事故对建筑造成的不同损伤’隋况,然后得到建筑不同损伤情况下的影晌范围。&&&&3&&&&3.2.2建筑(设施)损伤评价准则不同类型的建筑,事故发生时所受到的损伤也不同。因此,在建立建筑损伤评&&&&价准则时,需要考虑建筑的不同类型以及不同的损伤程度。建筑损伤评价准则分为火灾事故评价准贝U和爆炸事故评价准则。1)火灾事故建筑(设旆)损伤评价准则和火灾中的人员伤亡一样,火灾通过热辐射的方式对周围建筑及设施产生伤害,&&&&伤害的情况取决于建筑和设施接受的辐射热的多少。火灾对建筑(设施)的伤害,&&&&使用表3.4所示的伤害准则【27〕。&&&&&&&&东北大学硕士学位论文&&&&第三章危化品道路运输系统危险性评价&&&&表3.4火灾事故下的建筑(设旌)损伤准则!12:i:!!坐i互!!!鹜竺!丝塑鎏鲤暨堕!!堕磐!坚兰!!!!£!i堡!筌翌登垒&&&&热通量(kw/m2)&&&&1003525&&&&伤害效应描述建筑(设施)完全破坏建筑(设施)严重损坏建筑(设施)的结构部件变形&&&&2)爆炸事故建筑(设施)损伤评价准则爆炸事故时对建筑的损伤主要来自爆炸产生的冲击波。冲击波的破坏作用是由爆炸产生的超压引起的。不同类型建筑物在不同冲击波超压作用下的损伤情况【2甜,见表3.5所示。表3.5冲击波对建筑(设蘑)的损伤准则&&&&建筑物类型木质结构、未加固的钢

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