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1、地铁快线隧道瞬变压力缓解措施（广州地铁设计研究院有限公司，广东广州510010）摘要：随着地铁列车的提速，隧道内空气压力变化问题将会变得越来越严重。只有在项目初期进行压力波的研究，才可以达到最高的成木效益。当线路开通运营后再进行调整，增加各种泄压系统的成木及难度将非常大。降低车速可能是唯一的方法。广州地铁二十一号线为最高时速120km/h的高速轨道交通线路，区间盾构标准断面5.4m,隧道通风系统根据线路资料、列车资料、行车追踪情况及其他边界条件，运用SES、ThermoTun等隧道压力波分析软件，进行多次地铁快线隧道瞬变
2、压力缓解措施专题研究，形成了适合木工程的压力缓压措施，有待线路运营后的检验。木文将对工程中采取的压力缓解措施进行简要介绍。关键词：地铁；快线；渐扩段；中间风井；联络通道；泄压风管；压力变化率1工程背景广州地铁二十一号线为最高时速120km/h的高速轨道交通线路，线路全长约60.8km,其中地下线长约41.3km,高架线长约19.5km；平均站间距约3.86km,最大站间距7.28km,最小站间距1.41km,区间盾构标准断面5.4m。线路依次经过萝岗区、增城市，止于增城市荔城区增城广场，二十一号线站间距均比较大，为满足防
3、灾及隧道内换气次数的要求，在长区间设置了断面较大的中间通风井，当列车高速通过中间通风井时，及多次在地下线路与高架线路间转换,频繁高速进出地下区间，空气流通有效断面的变化必将引起地铁内空气压力波的变化，必然引起车体内外压力产生连锁变化，从而恶化乘车环境，降低了乘车的舒适性。2研究目的及必要性地铁列车在隧道内高速行驶通过面积突变处时，引起的空气动力学现象主要是压力波，其是造成列车内司乘人员耳鸣、耳痛等不适问题的直接原因[1],根据以往线路经验，列车最高运行速度目标值提高到120km/h后，常规密封条件下隧道面积突变处，地铁通
4、用内径5.4m已不能满足舒适度的要求。鉴于以上的原因，必须对列车高速行驶在长区间的压力变化情况进行研究，在一定的条件下，采取措施降低压力变化，提高人体舒适度。3压力控制标准及缓解措施3.1压力控制标准鉴于我国针对地铁压力控制尚无标准，只能通过类比借鉴国外的标准执行。根据资料，美国的环控设计手册中地铁压力控制标准，是根据美国bart系统的基础上研究得出的［2］,而该系统的土建、速度、列车外形等参数均与广州地铁相仿，所以，广州地铁二十一号线的压力控制标准采取与美国地铁标准一致,即：当压力变化绝对值≤700Pa吋,在1.
5、7s内隧道内的压力变化应≤700Pa；当压力变化绝对值＞700Pa时，压力变化率必须V410Pa/s＜＞香港地铁亦采用美国的压力控制标准。3.2压力缓解措施的前期研究根据以往线路经验，最高运行速度目标值提高到120km/h后，常规密封条件下，地铁通用内径5.4m,在隧道面积突变处已不能满足舒适度的要求。目前国内常用高速地下轨道线路保证舒适度的措施主要为以下几种：扩大隧道断面、提高列车密封指数、入洞口设喇叭状渐扩缓冲段、上下行隧道联络通道以及对中间风井的处理措施⑶⑷［5］。结合二十一号线的工程特点，隧道断面已确定为5
6、.4m,无扩大条件；提高列车密封指数措施也能够解决速度目标值提高到120km/h的车内乘坐人员的舒适性，优点是不增加建设投资。缺点是提高地铁列车的制造成本，也存在一定的技术风险；另一方面在地铁运营过程中增加维护成本与难度，并且应该制定维修标准及日常监测手段。因此，隧道压力缓解措施主要执行后三种措施⑹。全线隧道通风系统SES模拟计算结果表明，列车以120km/h速入洞吋,车头处压力变化达到803Pa/s；列车经过中间风井时，车头处压力变化达到729Pa/s,均超过410Pa/s的标准。为缓解入洞及中间风井等隧道断面突变处的
7、压力变化率，考虑在入洞口处设置长度为100米，断面为2倍标准断面的渐变段,在中间风井处设置长度为30米，断面为1.5倍标准断面的的渐变段，如图1,图2所示。图2中间风井处压力缓解措施示意图Figure.2Pressurediagrammeasureseaseairshaft模拟计算结果表明，采取压力控制措施后，入洞口处车头压力变化率下降为341Pa/s；在中间风井设置渐变段且关闭活塞风道后，列车经过中间风井吋车头处压力变化率为406Pa/s,满足控制要求。需要指岀的是，由于中间风井处考虑土建投资的原因，只设置了30m长的
8、渐变段，并不能很好的解决压力变化率过高的问题，因此，建议中间通风井的位置在按《地铁设计规范》设置的同吋，应考虑结合实际线路条件，设置在列车运行速度相对较低的位置附近为宜。此外，当初近期或远期非高峰吋段，行车对数及客流较少时，可考虑并闭中间风井的活塞风道，以缓解列车经过中间风井时的压力突变。联络通道也能引起气压的波动，
