地铁过江隧道火灾烟气控制及疏散设计

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1、专业知识分享版摘　要：以某地铁过江隧道为研究对象，分析长大区间在火灾烟气控制及安全疏散方面的设计难点，对隧道横断面、疏散路径、通风系统等提出设计方案，通过设定相应的火灾场景及疏散场景，对火灾特性、烟气蔓延、人员疏散等进行模拟，探讨火灾烟气控制及安全疏散设计方案的可行性。关键词：地铁过江隧道；火灾；烟气控制；人员疏散近年来，地铁过江隧道作为改善城市环境、缓解城市交通的有效措施开始出现。如广州地铁１号线穿越珠江的隧道、武汉地铁２号线穿越长江的隧道等。但是，由于路径较长、过江隧道断面较小、人流密集等因素，地铁过江隧道一旦发生火灾，温度上升快、浓烟不易扩散、人员疏散困难，极易造成较大

2、人员伤亡事故。因此，如何科学、合理地进行地铁过江隧道尤其是隧道长大区间的火灾烟气控制和疏散救援设计，已经成为一个非常有价值的重要课题。笔者结合某在建地铁过江隧道工程实例，探讨其火灾烟气控制及安全疏散设计方案的可行性。１　工程概况该地铁线路全长４４．８７ｋｍ，共２９个车站，其中滨江路站与浦珠路站之间的线路中部下穿长江流域，最大埋深位于水下５６ｍ，区间长度约３７００ｍ，属于地铁长大区间隧道。２　消防设计难点（１）火灾烟气控制。ＧＢ　５０１５７－２００３《地铁设计规范》第１９．１．３６条规定，“当区间隧道发生火灾时，应背着乘客疏散方向排烟，迎着乘客疏散方向送风。”根据行车资料分析，

3、该江底隧道长大区间正线范围内存在两列以上列车同时运行的情况，通常在长大区间１８００～２０００ｍ的距离处设置中间竖井形成不同通风段，以解决火灾烟气控制问题。但是，由于本区间位于长江底部，设置中间竖井难度极大，因而火灾时不能按照常规的模式组织气流，必须选择合理的烟气控制模式，实现非火灾列车和火灾列车多数乘客处于无烟区的设计目标。（２）安全疏散。ＧＢ５０１５７－２００３第１９．１．２２条规定，“两条单线区间隧道之间，当隧道连贯长度超过６００ｍ时，应设联络通道，并在通道两端设双向开启的甲级防火门。”这样，火灾疏散中可利用联络通道，将乘客分流到另一条非火灾区间隧道内。由于该地铁过江隧道

4、最大埋深位于水下５６ｍ，水压极大且工程地质条件差、渗透性强，联络通道施工稍有不慎就可能造成灾难性的后果。因此，选择合理的隧道过江断面形式一定程度上决定了人员疏散救援策略。３　消防设计初步方案３．１　隧道断面形式过江盾构隧道可供选择的方案有单洞双线隧道（简称“大盾构”）、单洞单线隧道（无单独排烟风道）、单洞单线隧道（单独设置排烟风道）以及双圆双线隧道盾构形式。通过对本过江段区间长度、环境影响、施工风险性等因素的比较选择，拟采用内径为１０．２ｍ的大圆单洞双线的盾构隧道，见图１所示。使命：加速中国职业化进程专业知识分享版３．２　人员疏散路径该长大区间隧道隔墙上拟开设落地甲级防火门，

5、设置间距将通过火灾模拟实验确定。隔墙两侧各有０．７ｍ宽的疏散平台与列车车底等高。火灾时遵循“先将列车开出隧道后进行隧道外疏散”的原则，当列车不能牵引到相邻车站时，以正线火灾为例，人员疏散线路具体如下。（１）线路１，列车前半部近端部起火：车厢→列车门→疏散平台→防火门→相邻隧道疏散平台→车站。（２）线路２，列车前半部近端部火灾：车厢→列车门→轨道区间→车站。（３）线路３：列车前半部近中部火灾：３．３　火灾通风模式利用隧道圆顶与限界高度间的空间作为事故风道，拟采用纵向通风模式。在区间中部上、下行线分别设置多个３ｍ×３ｍ的事故风阀，设置间距将通过火灾模拟实验确定。火灾时通过纵向通风

6、使火灾列车和非火灾列车分别处于不同的通风区段中。因上行与下行模式类似，以上行正线火灾工况为例，具体通风模式为：（１）列车处于浦珠路站与中部事故风阀之间，车前部着火：人员朝滨江路站方向疏散，浦珠路站隧道事故风机通过区间事故风阀的转换，对区间进行排烟；车站风机排烟。滨江路站隧道事故风机通过轨顶风道以及中部事故风阀送风，车站风机送风。使命：加速中国职业化进程专业知识分享版（２）列车处于浦珠路站与中部事故风阀之间，车后部着火：人员朝浦珠路站方向疏散，浦珠路站隧道事故风机通过区间事故风阀的转换，对区间进行送风；车站风机送风。滨江路站隧道事故风机通过轨顶风道以及中部事故风阀排烟，车站风机

7、不动作。（３）列车处于中部事故风阀与滨江路站之间，车前部着火：人员朝滨江路站方向疏散，浦珠路站隧道事故风机通过轨顶风道以及中部事故风阀排烟，车站风机不动作。滨江路站隧道事故风机通过区间事故风阀的转换，对区间送风；车站风机送风。（４）列车处于中部事故风阀与滨江路站之间，车后部着火：人员朝浦珠路站方向疏散，此时浦珠路站隧道事故风机通过轨顶风道以及中部事故风阀送风，车站风机送风。滨江路站隧道事故风机通过区间事故风阀的转换，对区间排烟；车站风机不动作。４　设计方案可行性分析４．１　火灾烟气分析（１）火源热释放速