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城市铁路隧道防灾疏散及消防方案

2022-03-02 来源:易榕旅网
2010年8月 铁道工程学报 Aug 2010 第8期(总143) JOURNAL 0F RAILWAY ENGINEERING SOCIETY NO.8(Ser.143) 文章编号:1006—2106(2010)08—0104—04 城市铁路隧道防灾疏散及消防方案 曾国保 (铁道第三勘察设计院集团有限公司, 天津300251) 摘要:研究目的:针对城市铁路隧道的特点,进行火灾时的消防及逃生分析,本文主要就单洞双线隧道提出几 种防灾疏散逃生方案及主要消防设施的布置原则,供今后城市铁路隧道消防设计参考。 研究结论:平行设置专用疏散通道、垂直主隧道设置紧急出口或在隧道中部设置救援站,是常用的几种防 灾疏散方案;隧道宜结合竖井设置纵向排烟;隧道内外均应考虑消防给水水源及设备。 关键词:疏散通道;逃生竖井;排烟;消防给水;火灾报警 中图分类号:U458 文献标识码:A Disaster Prevention and Fire Control Schemes for Evacuating People from Urban Railway Tunnel ZENG Gno—.bao (The Third Railway Survey and Design Institute group corporation,Tianjin 30025 1,China) Abstract:Research purposes:According to the characteristics of the urban railway tunnel,this paper makes analyses of evacuating people and fire control when there is fire,and puts forward some schemes for evacuating people and the main principle for arranging the fire fighting devices for the purpose of providing the reference to the fire control design for the urban railway tunne1. Research conclusions:This paper offers some commonly—used schemes for evacuating people.Namely,the special evacuation passage parallel with the main tunnel;the emergency exit along the main tunnel;rescue station in the middle of the tunne1.Longitudinal smoke emission model should be adopted with making full use of the shaft.The water supply f0r fire demand should be considered inside and outside the tunne1. Key words:evacuation passage;evacuation shaft;smoke emission;water supply for fire demand;fire alarm 随着大型城市中铁路枢纽网络的形成,越来越多 的大型城市开始在城市中心区域修建联系大型客运站 1城市铁路隧道的特点 或交通枢纽的地下联络线,这种城市铁路隧道不同于 城市铁路隧道与山岭隧道及城市地铁相比有其自 地铁和山岭隧道,尚没有专门的规范指导设计,消防设 身的特点,主要表现在以下几个方面: 计中遇到的问题主要依赖消防性能化分析解决,本文 1.1特点一:地铁地下区间一般1 km左右,且多采用 就其中防灾疏散方案及主要消防设施布置进行系统性 单洞单线的双线运营,区间火灾时,两端的车站可作为 的分析。 主要救援点,上下行线之间互为逃生通道;而城市铁路 收稿Et期:2010一o4—16 ・ 作者简介:曾国保,1970年出生,男,高级工程师,铁道第三勘察设计院集团有限公司城交分院副总工程师。 第8期 曾国保:城市铁路隧道防灾疏散及消防方案 105 隧道的短则3—5 km,长则10 km以上,乘客难以在很 短的时间逃往两端洞口。 2.1隧道的施工工法、断面及其布置方式 城市铁路隧道的施工工法主要以明挖、暗挖以及 盾构为主,隧道断面主要由施工工法确定。明挖法施 1.1特点二:和山岭隧道相比,城市铁路隧道的施工 工法不同,山岭隧道以矿山法为主,施工的同时留有平 工的隧道以矩形断面为主,暗挖法隧道多采用马蹄形 或拱形断面;盾构法施工的隧道主要是圆形断面。 行导坑、斜井、竖井可作为疏散通道永久使用;城市隧 道位于城市中心区,采用暗挖方式为主,竖井、斜井的 位置及数量受到很多限制。 由于上述原因,城市铁路隧道的防灾疏散方案及 城市铁路以双线运营为主,隧道的布置方式主要 有2种,即单洞单线的双线隧道和单洞双线隧道。 设计中要进行充分的地质勘察,摸清沿途的市政 排烟等消防设备布置更加复杂,不能照搬国铁及地铁 设施、各类建筑物及其基础情况,对单洞双线、单洞单 的相关规范,需要进行深入研究。 线方案施工的可行性进行分析,并做技术经济比较后 选择,一般来说,单洞单线隧道和单洞双线隧道的技术 2 城市隧道的布置方式及防灾疏散方案 经济比较如表1所示。 表1 单洞单线隧道和单洞双线隧道的比较 优点 缺点 单洞双线隧道 (1)工程造价低;(2)占用城市地下空间小 (1)发生火灾时,不利于组织疏散; (3)列车在隧道内运行时; (2)常需要另外考虑疏散径路 ,乘客较舒服 (1)工程造价高,约为双线单洞的1.4倍; 单洞单线双线隧道 (1)火灾发生时,便于组织疏散; (2)占用城市的地下空间大; (2)线路敷设限制较少,如上下行线不必等高 (3)列车在隧道内运行时,阻塞比比较大,乘客不 舒服 由于受工程造价和城市地下条件的限制,20 km 于主隧道设置导坑,作为疏散通道,救援通道的宽度不 以下的城市铁路隧道多采用单洞双线隧道。 宜小于1.5 m,有条件时尽可能大一些,高度不宜小于 2.2不同隧道的防灾疏散方案 2.2 m。根据人的步行速度及人在亚安全区域可能停 2.2.1单洞单线的双线隧道 留的时间,这种平行的疏散通道中部1 200 m左右应 有条件的城市铁路隧道应尽可能采用单洞单线的 设置逃生竖井或斜井,以保证逃生人员尽快到达地面。 双线隧道,当采用单洞单线的双线隧道时,两线可互为 疏散通道内要设置防烟及照明设施。对于圆形盾构隧 逃生通道,在两线间每隔600 m左右设置联络通道,防 道,也可以考虑在轨下设置疏散通道,图1是2种不同 灾疏散方案相对简单,本文不作赘述。 断面隧道所设置的平行疏散通道。 2.2.2单洞双线隧道 这种疏散方案的缺点是:平行疏散通道空间狭小, 2.2.2.1平行隧道设置专用疏散通道 人员在内部需较长时间才能疏散到室外地面,逃生人 当受条件限制不能形成双洞双线隧道时,宜平行 员有恐惧心理,容易发生拥挤现象。 图1 2种不同断面隧道设置的平行疏散通道 2.2.2.2垂直隧道设置紧急出口 对于隧道埋设深度不大或地面有条件设置出口 106 铁道工程学报 2010年8月 时,可在主隧道两侧交叉设置紧急出口,作为疏散出 口。紧急出口通道宽度一般不应小于1.5 m,高度不 应小于2.2 m,纵向仰角不应大于30。;必要时,考虑过 渡缓冲用的避难间(图2),并配备相应的防烟、应急照 明等设施。 该方案的缺点是:通向外部的紧急出口数量较多, 对城市地面景观容易造成影响,且不易管理。 隧 道 进 口 隧 道 出 口 图2某隧道避难间或紧急出口平面布置示意图(单位:m) 2.2.3城市隧道中部设置车站作为救援站 纯粹意义上的横向排烟方式,需要在隧道内增加 当城市隧道的中部设置有车站时,其地下车站应 按照救援站进行设计,列车在区间火灾时,可以将列车 开进车站组织疏散及消防,地下车站的疏散通道及消 防设备可参照《地铁设计规范》相关规定执行。 3 消防排烟模式及防排烟设备 3.1隧道排烟模式 送风道、排风道,土建费用很高,铁路隧道很少使用;采 用半横向排烟时,隧道内仅增加排风道,新鲜风流由竖 井或洞口风机送人主隧道,与污染空气混合后,横穿隧 道,经排风口进入排风道,由风机排出,如图3所示。 半横向式通风的最大优点是隧道内一旦发生火灾时, 火灾点附近的排风口阀门打开,烟气经排风口排出,可 以有效地抽排烟雾,从而防止了火灾蔓延,不论火灾发 隧道排烟模式应根据隧道种类、竖井及斜井的数 量及位置、疏散方式确定,将烟气控制在最小范围之 内,以保证乘客疏散路径满足逃生环境要求,并为消防 灭火创造条件。 生在列车头部、尾部或列车中部,火灾区两侧的人员都 不需要穿越火灾区域,逃生条件最优。 鉴于横向通风需要设置专用的排风道,增加隧道 常用的隧道排烟模式有横向通风、半横向和纵向 排烟。 的断面,进而大大增加隧道的土建费用,因此目前城市 铁路隧道横向通风较少采用,仅在地下车站的停车区 设半横向通风道,兼做正常运营列车停靠时的排热风 道用。 3.1.1横向/半横向排烟 图3半横向通风示意图 3.1.2纵向排烟 向排烟等几类,实际设计中,竖井结合射流风机的形式 纵向排烟是一种简单的通风方式。它只需在隧道 的适当位置安装通风机,靠风机产生的通风压力迫使 隧道内烟气沿隧道轴线流动,并通过竖井或洞口排出, 如图4所示。主体隧道本身作为排风道,土建费用较 省,纵向排烟在城市铁路隧道中使用较多,经过长期实 践,形成了多种多样的纵向式排烟方式,主要包括:全 线射流风机式、竖井送排式、射流风机结合竖井式的纵 使用较多,隧道中部的竖井设置大风量的送排风机,隧 道洞口成组设置射流风机,火灾时协调动作,对隧道进 行排烟及补风。 纵向排烟土建结构简单,造价低,但也存在以下 缺点: 在纵向通风过程中,烟气一直向火灾下游方移动, 直到隧道洞口或下游竖井处排出,使得隧道较大范围 第8期 曾国保:城市铁路隧道防灾疏散及消防方案 1O7 成为受灾区,火灾下游人员难以步行穿过受灾通风区 处同时要考虑人员疏散,致使消防人员难以在火灾初 期接近现场。 段。消防人员只能从起火点上游进入灭火,火灾上游 图4竖井送排风式纵向通风 4消防给水及自动灭火设施 4.1消防水源及消防用水量 站联网。 (3)隧道洞口、逃生竖井与主隧道的连接处以及 隧道内合适的位置应设置视频系统,以便消防中心及 时掌握现场情况,指挥协调。 (4)隧道内除常规的无线通信外,应设置紧急呼 救电话,呼救电话应纳入到隧道防灾通信网络中,满足 人员与控制中心的联系。 城市铁路隧道应设置消防给水系统,消防水源宜 优先考虑采用城市自来水作为水源,当城市管网的水 量水压不能满足消防要求时,应设置消防储水及消防 加压设施,隧道及地下车站的消火栓用水量均应按照 20 l/s考虑。 应急照明、疏散指示标志等其它消防设备的布置 4.2隧道内消火栓的布置 双线单洞隧道的每条隧道均设置消火栓,单洞双 线隧道两侧均设置消火栓,交错布置,消火栓间距不大 于50 m,当隧道内只布置消火栓头时,应在竖井及两 可参照《地铁设计规范》、《铁路工程设计防火规范》、 《建筑设计防火规范》和《人民防空工程设计规范》的 相关规定执行。 端洞口附近设置专用消防箱,内设消防枪和水龙带,以 便消防人员进入时使用。 4.3隧道洞外消火栓布置 列车火灾后应尽可能拉到洞外实施定点灭火,当 6 结论 (1)城市铁路隧道不同于山岭隧道和城市地铁, 尚没有可以完全参照的规范,有必要对城市铁路隧道 的防灾疏散和消防设备布置进行深层次的研究。 (2)城市铁路隧道要根据地质条件、城市地下管 洞口距离铁路车站较近时,可驶入车站停在到发线或 其它线上,进行疏散和消防;当洞口距离车站较远时, 应在隧道洞口附近设置消防设施,有条件时还应考虑 线、线路技术条件等因素选择合理的隧道断面和布置 方式,并考虑相应的疏散方案。 (3)要结合隧道竖井设置情况,确定隧道排烟模 专门的事故停车线,并应按相应标准配备消防给水 设施。 式,隧道内外要考虑消防给水设施。 (4)城市隧道要考虑对火灾的监控和火灾救援必 4.4地下车站消火栓及自动灭火系统 地下车站的消火栓及自动灭火系统设置可按照 备的报警及通信设施。 《地铁设计规范》执行。 客流量较大的车站,宜设置自动喷水或细水雾等 自动灭火设施,以抑制初期火灾,降低烟尘,以便于 逃生。 参考文献: [1]GB 50157--2003,地铁设计规范[S]. GB 50157--2003,Code for Design of Metro[S]. [2]TB 1003--2005,铁路隧道设计规范[S]. TB 1003--2005,Code for Design of Railway Tunnel 5其它消防设备的设置原则 (1)隧道内的应急照明、火灾自动报警系统、消防 泵组、防排烟风机及相关的电动阀门、排水泵均应按一 级负荷进行供电。 [S]. [3]TB 10063--2007,铁路工程设计防火规范[S]. TB 10063--2007,Code for Design on Fire Prevention Engineering[S]. [4]GB 50016--2006,建筑设计防火规范[s]. TB 50016--2006,Code of Design on Building Fire (2)隧道内应设置手动报警和自动报警设施,可 采用光纤光栅感温火灾探测系统或双波长火焰探测系 统,火灾报警系统要与洞外的控制中心、调度中心或车 Protection and Prevention[S]. (下转第6页) 2009(6):l一5. Zhu Ying.Innovation and Practice on Railway Location Shaoguan—Huadu Section of Wu—Guang Passenger Dedicated Railway Project[J].High Speed Railway Technology,2010(1):36-39. Concept[J].Journal of Railway Engineering Society, 2009(6):1—5. [10]杜宇本,蒋良文.大瑞铁路大保段主要工程地质问题及地 质选线[J].铁道工程学报,2010(4):23—27. Du Yuben,Jiang Liangwen. Main Problellis in Engineering Geology and AHgnment in Daii—Baoshan [8] 赵月霞.铁路建设与城市环境[J].铁道经济研究,2005 (4):44—46. 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