地鐵作為特殊的地下公共建筑,具有空間封閉、人流密度大、通道狹長、疏散條件有限等特點(diǎn)。地鐵隧道一旦發(fā)生火災(zāi)事故,產(chǎn)生的煙氣得不到及時(shí)的控制,龐大的客流不能及時(shí)疏散,將會(huì)造成重大的傷亡事故。
因此,參考借鑒國外優(yōu)秀的地鐵隧道設(shè)計(jì)理念,不斷完善我國地鐵隧道設(shè)計(jì)、使逃生疏散平臺(tái)更加人性化迫在眉睫。
目前,國內(nèi)的軌道交通正處在高速發(fā)展階段,各主要城市紛紛加快推動(dòng)地鐵建設(shè)。地鐵作為特殊的地下公共建筑,具有空間封閉、人流密度大、通道狹長、疏散條件有限等特點(diǎn)。地鐵隧道一旦發(fā)生火災(zāi)事故,產(chǎn)生的煙氣得不到及時(shí)的控制,龐大的客流不能及時(shí)疏散,將會(huì)造成重大的傷亡事故,因此地鐵隧道設(shè)計(jì)至關(guān)重要,但可惜的是,我國地鐵隧道設(shè)計(jì)存在諸多弊端,嚴(yán)重影響地鐵隧道的安全。隨著現(xiàn)代科技、新材料的不斷更新和發(fā)展,我國現(xiàn)存地鐵隧道的設(shè)計(jì)也要與時(shí)俱進(jìn),所以有必要參考借鑒國外優(yōu)秀的地鐵隧道設(shè)計(jì),不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
一、我國地鐵隧道設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
我國地鐵隧道設(shè)計(jì)存在以下5個(gè)方面的問題:
1.破壞隧道的主體結(jié)構(gòu)。安裝線纜需要大量的錨栓固定支架,造成對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的破壞,另外,承重荷載的增加使隧道的防水和防腐蝕功能受到影響
2.增加人工安裝成本。大量使用錨栓和支架增加了人工的安裝成本;
3.錨栓和支架的材料成本高。大量使用錨栓和支架固定線纜和逃生板影響地鐵項(xiàng)目的整體造價(jià);
4.存在安全隱患。
(1)乘客從車廂疏散到縱向疏散平臺(tái)時(shí),由于縱向疏散平臺(tái)寬度為0.60m,僅能容納1人勉強(qiáng)通過且平臺(tái)外側(cè)未設(shè)置欄桿,因此,利用平臺(tái)向車站方向做單向疏散較為困難,發(fā)生大規(guī)模擠傷等二次事故的可能性較大,另外疏散平臺(tái)距離道床約1m高,乘客從疏散平臺(tái)跳至道床時(shí),容易受傷,也存在一定的安全隱患。(2)國內(nèi)地鐵工程對(duì)人員在道床上的疏散重視程度不足,主要表現(xiàn)有:道床面上普遍設(shè)置中心水溝且水溝上不設(shè)置蓋板,水溝里淤泥堆積,導(dǎo)致乘客在道床上疏散困難;橫穿道床的電纜管線、水管、道床面上的信標(biāo)等,未采取無障礙處理措施。以上均未考慮到乘客在道床面上無障礙疏散的需求,給乘客帶來安全隱患。(3)火災(zāi)撲救困難,隧道一旦發(fā)生火災(zāi),隧道內(nèi)溫度可達(dá)到1 350℃高溫;含氧量下降,煙氣集聚;火災(zāi)蔓延迅速,人員疏散困難;
(4)裸露的線纜遇火容易加劇火災(zāi)的蔓延;
5.傳統(tǒng)的混凝土逃生板重量重不便于運(yùn)輸和安裝。
二、現(xiàn)代地鐵隧道的設(shè)計(jì)理念
隨著現(xiàn)代科技、新材料的不斷更新和發(fā)展,國外地鐵隧道逐漸采用新的設(shè)計(jì)理念,如德國科隆地鐵、斯德哥爾摩附近的鐵路隧道、德國埃森地下鐵道、柏林總站、德國科伯根隧道、法國藍(lán)地隧道、法國龐坦門地鐵站等都采用現(xiàn)代地鐵設(shè)計(jì)理念,取得了良好效果,經(jīng)受了考驗(yàn)?偨Y(jié)現(xiàn)代地鐵隧道設(shè)計(jì)理念,有以下5個(gè)方面的特點(diǎn):
1.安全簡潔的設(shè)計(jì)方案,F(xiàn)代地鐵隧道的設(shè)計(jì)理念中,使用的產(chǎn)品能在隧道火災(zāi)中承受1 350℃高溫兩小時(shí)性能不受影響;雙向逃生通道(圖B1),為逃生疏散創(chuàng)造更多的寶貴時(shí)間。
2.綜合成本合理,F(xiàn)代地鐵隧道的設(shè)計(jì)理念中,部分線纜通過線纜槽安裝(類似城市地下綜合管廊法)(圖B2)減少錨栓和支架的大量使用,合理降低地鐵建設(shè)的造價(jià),材質(zhì)輕(水泥基玻璃纖維等礦物質(zhì))便于安裝和運(yùn)輸,耐高溫(1 350℃)、耐腐蝕、防滑、防潮。
3.哈芬槽的應(yīng)用。現(xiàn)代地鐵隧道的設(shè)計(jì)理念中,接觸網(wǎng)是地鐵隧道的關(guān)鍵部位,成熟的哈芬槽技術(shù)為地鐵提供更安全穩(wěn)定的運(yùn)行,便于安裝和調(diào)試,保證結(jié)構(gòu)的安全。
4.優(yōu)化疏散路徑,F(xiàn)代地鐵隧道的設(shè)計(jì)理念中,區(qū)間隧道內(nèi)應(yīng)為乘客提供多種疏散路徑,提高緊急情況下的疏散效率,可參考國外地鐵逃生線路,軌道專業(yè)在條件許可的情況下,可將排水溝設(shè)置于軌道兩側(cè)。對(duì)軌道管線、道床上的通訊信號(hào)設(shè)備的布置,均可采取通過線纜槽形式的無障礙設(shè)計(jì)。
5.商業(yè)價(jià)值:現(xiàn)代地鐵隧道的設(shè)計(jì)理念中,簡潔美觀的隧道設(shè)計(jì)便于隧道墻體商業(yè)、公益廣告的安裝。
三、現(xiàn)代地鐵隧道設(shè)計(jì)成功案例
隧道安全性標(biāo)準(zhǔn)主要是:①在火災(zāi)中面對(duì)迅速增高的溫度和火勢蔓延的情況下如何保護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土;②如何設(shè)置可靠安全的逃生通道;③如何保證電氣設(shè)備功能完好。
在現(xiàn)代化鐵路隧道中使用的玻璃纖維輕混凝土防火板由于具有綜合特性而特別適用于地下交通運(yùn)輸設(shè)備,因此,玻璃纖維輕混凝土防火板在世界各國廣泛使用,取得了良好效果,經(jīng)受了考驗(yàn)。
(1)2015年德國科隆地鐵的隧道使用玻璃纖維輕混凝土防火材料作為軌道兩側(cè)水泥槽蓋板,以此作為緊急情況下人員疏散的平臺(tái),使用面積為2400平方米。
(2) 2014年瑞典斯德哥爾摩鐵路隧道使用玻璃纖維輕混凝土防火板作為防火墻和防火吊頂,使用面積分別為10000平方米和7500平方米。
(3) 2015年德國埃森地鐵隧道使用玻璃纖維輕混凝土防火材料作為軌道兩側(cè)水泥槽蓋板,部分有涂R13級(jí)防滑涂料,以作為緊急情況下人員疏散的平臺(tái),使用面積為1700平方米。
(4) 2012年瑞典斯德哥爾摩高速公路隧道使用玻璃纖維輕混凝土防火板作為防火吊頂,通過了RABT火災(zāi)曲線測試,使用面積為23000平方米
(5) 2008年德國柏林泰格爾機(jī)場隧道使用縱向線纜槽以保護(hù)線纜,使用長度為1900米,線纜槽的耐火等級(jí)為E 90。
(6) 2012年德國杜塞爾多夫科伯登(Kö-Boden)隧道使用玻璃纖維輕混凝土防火板作為防火吊頂,使用面積為11500平方米,通過了RABT火災(zāi)曲線測試。
(7) 2011年法國藍(lán)地隧道,使用玻璃纖維輕混凝土防火板作為防火吊頂,使用面積為38000平方米,通過了ISO火災(zāi)曲線測試和HCM火災(zāi)曲線測試。
(8)2011年法國龐坦門地鐵,使用玻璃纖維輕混凝土防火板作為防火吊頂,使用面積為30000平方米,通過了ISO火災(zāi)曲線測試和HCM火災(zāi)曲線測試。
四、結(jié)束語:
幸運(yùn)的是,我國各地地鐵業(yè)主和設(shè)計(jì)院逐漸意識(shí)到我國地鐵隧道設(shè)計(jì)存在的缺陷,目前,已開通的北京地鐵多條線路,以及其他一些城市軌道交通的新建線路,均在行車方向的左側(cè)設(shè)置了縱向應(yīng)急疏散平臺(tái),設(shè)置高度一般在850-950mm之間,寬度最小600mm左右,疏散平臺(tái)與聯(lián)絡(luò)通道處的底板設(shè)置同高,一般疏散平臺(tái)沿隧道壁連續(xù)通暢設(shè)置(除無法設(shè)置地段外)。
當(dāng)列車失去動(dòng)力停在隧道區(qū)間時(shí),乘客首先從疏散平臺(tái)縱向進(jìn)行疏散。同時(shí)乘客也可直接利用道床疏散,即通過設(shè)置在列車前、后端的應(yīng)急疏散樓梯到達(dá)軌面,再通過道床沿縱向進(jìn)行疏散。