廣州軌道交通三號線區(qū)間隧道消防疏散方案

【提 要】本文根據(jù)廣州軌道交通三號線新的特點(diǎn)，查閱了大量的國內(nèi)外規(guī)范，同時(shí)對國內(nèi)外地鐵所采用的區(qū)間隧道消防疏散方式的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，根據(jù)廣州地鐵三號線實(shí)際情況，提出廠相應(yīng)區(qū)間隧道消防疏散方案，并通過了有關(guān)專家論證．為國內(nèi)地鐵類似情況提供了一種新的思路。
【關(guān)鍵詞】 消防疏散 疏散平臺(tái) 聯(lián)絡(luò)通道

0 引言
廣州市已建成投入運(yùn)營了地鐵一號線，地鐵二號線也將于今年底開通一段投入運(yùn)營，全線將于2003年6月建成通車。軌道交通三號線工程已于2001年12月26日正式動(dòng)工，將于2006年中建成。由于三號線是國內(nèi)第一條最高運(yùn)行速度達(dá)120km／h的快速軌道交通，其部分區(qū)間隧道特別長，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)行《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》的適用范圍，因此必須根據(jù)三號線特點(diǎn)及出現(xiàn)的新情況重新設(shè)計(jì)其區(qū)間隧道消防疏散方案。
1工程概況
三號線呈南北“Y”字形走向，北部分別起自廣州東站、天河客運(yùn)站，于體育西路匯合，南到番禺廣場。線路全長36．33km，全部為地下線路，其中主線長28．78km，支線全線7．55km。設(shè)18座車
站，1個(gè)車輛段，新建2個(gè)主變電所，1座控制指揮中心。平均站間距2．06km。三號線是國內(nèi)第一條快線，初期采用3輛編組列車，高峰小時(shí)行車對數(shù)已達(dá)30對，近遠(yuǎn)期采用3／6輛編組混跑方式，高峰小時(shí)行車對數(shù)達(dá)34對；列車在區(qū)間隧道內(nèi)最高運(yùn)行速度高達(dá)120kra／h，其主線南部區(qū)間隧道長，多數(shù)在2-3．7km，最長區(qū)間達(dá)6．168km；列車超過2km的多數(shù)區(qū)間運(yùn)行時(shí)間均超過遠(yuǎn)期高峰小時(shí)行車間隔105秒，最長區(qū)間運(yùn)行時(shí)間達(dá)到了4mia，因此長區(qū)間隧道內(nèi)幾乎均存在遠(yuǎn)期高峰小時(shí)內(nèi)同時(shí)有兩列車同向追蹤的情況。
2 列車車輛編組及故障運(yùn)行能力
三號線的列車車輛與一、二號線車輛在結(jié)構(gòu)上基本—致，主要由不燃燒構(gòu)件和材料整體拼裝而成，因此列車發(fā)生火災(zāi)時(shí)其燃燒發(fā)熱量不大。列車初期采用2動(dòng)1拖的3輛編組方案，其故障運(yùn)行能力可以保障當(dāng)一輛動(dòng)車不能工作時(shí)，列車滿載時(shí)仍可以駛向前方車站；列車近／遠(yuǎn)期采用3／6輛混跑，6輛編組列車由兩個(gè)3輛編組單元列車拼接而成，兩個(gè)3輛編組單元之間不貫通。當(dāng)列車為4動(dòng)2拖的6輛編組方案時(shí)，其故障運(yùn)行能力可以保障當(dāng)一輛動(dòng)車不能工作時(shí)，在超負(fù)載(AW3)情況下列車仍可往返一個(gè)全程。因此，無論列車采用何種編組方式，當(dāng)其中一輛車發(fā)生火災(zāi)事故且失去動(dòng)力時(shí)列車仍可以以較快的速度駛?cè)肭胺杰囌荆霈F(xiàn)列車火災(zāi)且停在區(qū)間隧道內(nèi)的情況是非常罕見的。
3 相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求
3.1國內(nèi)有關(guān)規(guī)范要求
目前，國內(nèi)地鐵有關(guān)設(shè)計(jì)覿范尚未對區(qū)間隧道消防疏散設(shè)計(jì)提出很明確的標(biāo)準(zhǔn)及要求，《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》12．2．15條提出“車站間兩條單線隧道之間應(yīng)設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，通道內(nèi)宜設(shè)防火卷簾或防火門”，
在條文說明中對此條的解釋為“…為了保證乘客的安全疏散，兩條隧道之間應(yīng)設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，這樣可使乘客通過另一條隧道疏散到安全出口，這種通道也可供消防人員使用。”因此，我們理解為《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了區(qū)間隧道消防疏散可以采用兩條隧道之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，乘客可通過另一條非事故隧道疏散到安全出口方式，但聯(lián)絡(luò)通道間距和乘客疏散時(shí)間未明確。
另外，《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》中強(qiáng)調(diào)了乘客疏散過程中相關(guān)系統(tǒng)的配合，特別是在煙氣流向控制及防排煙系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間方面，主要是要求乘客的疏散方向與煙氣排除方向相反，隧道通風(fēng)系統(tǒng)不但要控制排除煙氣，而且要求隧道斷面風(fēng)速可以誘導(dǎo)乘客疏散，系統(tǒng)排煙設(shè)備應(yīng)具備保證150度連續(xù)有效工作1h的能力。規(guī)范條力辭釋中對地鐵隧道內(nèi)火災(zāi)進(jìn)—步進(jìn)行了分析，我們理解為《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》特別強(qiáng)調(diào)火災(zāi)事故時(shí)乘客盡量快的脫離火災(zāi)煙霧區(qū)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)不僅要配合疏散控制煙氣流向，產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，還應(yīng)采用大通風(fēng)量方式?jīng)_淡煙霧。
3．2 德國有關(guān)交通法規(guī)
中德合作《中國地鐵與輕軌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究》項(xiàng)目是中德兩國政府為加強(qiáng)在城市軌道交通領(lǐng)域的技術(shù)合作，特別是相互學(xué)習(xí)、研究、吸收、總結(jié)城市軌道交通建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，1999年6月兩國政府正式簽署并正式啟動(dòng)該項(xiàng)目。
項(xiàng)目成果第二部分中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體制和第三部分德國城市軌道交通技術(shù)法規(guī)匯編均有關(guān)于區(qū)間隧道消防疏散的條文，其中第二部分中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體制第7．4．7條規(guī)定“兩條單線區(qū)間隧道連貫長度大于600m時(shí)，必須設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道”。
項(xiàng)目成果第三部分德國“城市軌道交通建設(shè)和運(yùn)營規(guī)則”第§19款和“隧道建設(shè)規(guī)范”第2．1.2款還規(guī)定了安全空間(側(cè)向疏散平臺(tái))：主要內(nèi)容為平臺(tái)可通過車站直接到達(dá)，平臺(tái)的寬度在乘客站立位置不能小于0．45m，在上部一般要求達(dá)到0．7m等。
從德國城市軌道交通技術(shù)法規(guī)中的條文可以看出，其區(qū)間隧道事故或消防疏散基本上采用沿隧道縱向設(shè)置疏散平臺(tái)，每隔不超過600m設(shè)置左右線間的聯(lián)絡(luò)通道方式。
3．3 美國NFPA130有關(guān)要求
美國NFPAl30《有軌交通系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(StandardforFixedGuidewayTransitandPassengerRailSystems2000Edition)的3-2．4．2和3款對區(qū)間隧道內(nèi)事故或消防疏散提出了兩種方法，其大意如下：
3-2．4．2條大意為：除權(quán)威部門同意采取其他措施外，隧道應(yīng)設(shè)緊急疏散樓梯，疏散點(diǎn)到緊急出口
的距離不應(yīng)超過1250ft(381m)，緊急疏散樓梯應(yīng)根據(jù)NFPAl01生命安全條文中的A級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。疏散樓梯間應(yīng)是封閉的且應(yīng)直通室外或安全避難區(qū)域。
3-2．4．3條大意為：當(dāng)兩條隧道間有不少于2h的防火墻分隔開或兩條隧道是完全力開時(shí)，乘客通過兩條隧道間的聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入非事故隧道方式可以提供足夠的安全保障，因此可不設(shè)直通地面的緊急疏散樓
梯。在此條件下或當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)無法向乘客疏散路徑上提供有效的新鮮空氣時(shí)，下面的幾項(xiàng)要求必須滿足：
(1)聯(lián)絡(luò)通道間距不應(yīng)大于800ft(244m)；
(2)聯(lián)絡(luò)通道處應(yīng)設(shè)置能自動(dòng)關(guān)閉且耐火極限為1，5h的防火門；
(3)用做乘客疏散的非事故隧道應(yīng)有保證不受煙氣污染的措施；
(4)事故隧道內(nèi)的隧道通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)能控制煙氣的流向和流速；
(5)應(yīng)提供一種適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ员Ｕ铣丝驮诜鞘鹿仕淼纼?nèi)疏散到附近車站或其他緊急出口，同時(shí)應(yīng)防止非事故隧道內(nèi)的行車帶來的危險(xiǎn)。
從以上美國NFPAl30標(biāo)準(zhǔn)的條文可以看出，區(qū)間隧道事故或消防疏散方式有兩種方案，第一種是沿隧道設(shè)直通地面的緊急出口，第二種是當(dāng)無法向乘客疏散路徑上提供有效的新鮮空氣時(shí)每隔不超過800ft(244m)設(shè)置左右線間的聯(lián)絡(luò)通道。
4已有地鐵區(qū)間隧道消防疏散方案
4.1國內(nèi)地鐵
北京是我國最早建成地鐵的城市(1969年)，其列車不設(shè)端頭門且車廂間不貫通，事故或火災(zāi)發(fā)生時(shí)每輛車上的乘客通過列車乘客門下車至第三軌受電絕緣保護(hù)罩上(200mm寬)，扶著列車或隧道壁步行至最近車站。
香港在10世紀(jì)70年代建成地鐵并投人使用，列車中間走廊全部貫通，其區(qū)間隧踩客疏散方案有以下兩種型式，第一種為觀塘線、機(jī)場線、東涌線(機(jī)場陜線)的過海段(其區(qū)間隘苴長度約3—5km)的區(qū)間隧道采用側(cè)向疏散平臺(tái)和聯(lián)絡(luò)通道的疏散方式，目陀整個(gè)隧道內(nèi)設(shè)側(cè)向疏散平臺(tái)，平臺(tái)高度基本與列車地板齊平，同時(shí)每隔一定距離設(shè)左右線兩條隧道間的聯(lián)絡(luò)通道。當(dāng)列車出現(xiàn)事故停在過海段內(nèi)時(shí)，乘客通過列車乘客門下車至側(cè)向疏散平臺(tái)，步行至最近的聯(lián)絡(luò)通道處進(jìn)入另一條隧道，步行或采用救援列車將乘客疏散至最近車站或最近的地面出入口；第二種為在非過海隧道段(區(qū)間隧道長度約為1．5km)采用列車端頭門疏散方式，當(dāng)列車出現(xiàn)事故時(shí)，乘客通過列車端頭門下車至道床后步行至最近的車站，區(qū)間隧道內(nèi)很少設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道或不設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，例如地鐵將軍澳支線區(qū)間隧道達(dá)到1．5km長時(shí)未設(shè)聯(lián)絡(luò)通道。
上海地鐵和廣州地鐵一、二號線區(qū)間隧道消防疏散方案基本上是參照香港地鐵—般地下段采用的列車端頭門疏散方式，即當(dāng)列車出現(xiàn)事故時(shí)，乘客通過列車端頭門下車至道床后步行至最近的車站。
4．2 國外地鐵
美國三藩市灣區(qū)快線(BayAreaRapidTransit，簡稱BART)于1972年9月11日建成投入運(yùn)營，其區(qū)消防疏散模式方案按照NFPAl30標(biāo)準(zhǔn)中3-2．4．3條的要求設(shè)計(jì)，具體為沿線(隧道和高架)均設(shè)置2ft(600mm)的側(cè)向疏散平臺(tái)，同時(shí)設(shè)置兩條隧道之間的聯(lián)絡(luò)通道，火災(zāi)時(shí)乘客在列車司乘人員的指導(dǎo)下有組織的疏散至非事故隧道，等待求援列車將人員疏散到安全區(qū)域。該系統(tǒng)于1979年1月17早高峰時(shí)在過海隧道內(nèi)發(fā)生了一起嚴(yán)重的火災(zāi)事故，事故原因是由于早期列車所采用的電氣柜而引起的，但幸運(yùn)的是由于采取了上述的疏散方案，僅造成了一名消防員死亡和多名乘客受傷，因此，這種地鐵隧道設(shè)置側(cè)向疏散平臺(tái)和左右線間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道的消防疏散方式被實(shí)踐證明是非常有效的。
馬來西亞吉隆坡新建成投入運(yùn)營的PUTRA地鐵線也采用側(cè)向疏散平臺(tái)方式，其區(qū)間隧道長度一般約1．0km，全部隧道均設(shè)置側(cè)向疏散平臺(tái)方式，但沒有設(shè)置兩條隧道間的聯(lián)絡(luò)通道。當(dāng)列車發(fā)生火災(zāi)且停在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)，乘客從列車門下車至疏散平臺(tái)后步行至前后方車站。
5 三號線區(qū)間隧道消防疏散方案
5.1對已有系統(tǒng)方案的分析
各國的規(guī)程、規(guī)范均特別強(qiáng)調(diào)，若列車在運(yùn)行過程出現(xiàn)事故或火災(zāi)時(shí)應(yīng)盡可能將列車駛?cè)肭胺杰囌荆谇胺杰囌臼枭⒊丝停们胺杰囌镜南涝O(shè)施滅火和排煙，因?yàn)闊o論如何，區(qū)間隧道內(nèi)的疏散和滅火條件始終不及車站，所以這條設(shè)計(jì)原則在各國的地鐵建設(shè)中均得到較好的執(zhí)行。
從目前已有的國內(nèi)外規(guī)程、規(guī)范看，區(qū)間隧道事故和消防疏散方案基本上有兩類，即采用側(cè)向平臺(tái)加聯(lián)絡(luò)通道方案和沿線設(shè)緊急疏散樓梯方案，兩種方案在實(shí)際運(yùn)用中均有采用且已運(yùn)行多年，但各國的具體條文要求和方案設(shè)計(jì)也存在不一致的地方，例如聯(lián)絡(luò)通道的間距，在NFPAl30中規(guī)定為當(dāng)無法向乘客疏散路徑上提供有效的新鮮空氣時(shí)為244m，德國規(guī)范規(guī)定區(qū)間隧道長度超過600m時(shí)才要求設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道，而有些國家地鐵甚至不設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，廣州一二三號線均在區(qū)間兩端設(shè)置了兩臺(tái)互為備用的隧道風(fēng)機(jī)，經(jīng)計(jì)算和實(shí)測完全可以滿足火災(zāi)事故時(shí)為乘客提供足夠的新鮮空氣，因此根據(jù)《地鐵規(guī)范》規(guī)定區(qū)間必須設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，而區(qū)間隧道長度一般在1km左右，因此其聯(lián)絡(luò)通道的間距一般在500m左右，因此三號線設(shè)計(jì)所采用的聯(lián)絡(luò)通道的間距按不大于500m控制。
從目前已有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中也可以看出，各條地鐵線乘客離開事故列車方法有兩種，即通過列車端頭門下車或通過列車乘客門下車，甚至存在同—余地鐵線不同區(qū)段采用兩種不同的乘客下車方式。從目前了解的情況來看，當(dāng)列車各車輛間不貫通時(shí)，均采用列車乘客門將乘客疏散至側(cè)向疏散平臺(tái)，國內(nèi)的典型代表是北京地鐵，而國外歐美大多數(shù)國家采用此種方式；當(dāng)列車各車輛間貫通時(shí)，采用列車端頭門和列車乘客門疏散方式的情況均有，這方面典型代表是香港地鐵。因此，三號線乘客離開事故列車時(shí)采用通過列車乘客門到達(dá)疏散平臺(tái)方式較合適。
從現(xiàn)行的規(guī)程、規(guī)范還可以看出，在強(qiáng)調(diào)事故或消防疏散的同時(shí)，也非常重視相關(guān)系統(tǒng)的配合，特別是關(guān)于隧道內(nèi)防排煙、疏散照明和疏散指示方面的要求，主要是通風(fēng)系統(tǒng)要確保煙氣排除方向與多數(shù)乘客疏散方向相反，在疏散過程中的照明要保障，同時(shí)要對乘客疏散路徑加強(qiáng)指示。
5．2 三號線區(qū)間隧道消防疏散方案
根據(jù)前面對有關(guān)國家軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)程、規(guī)范和具體實(shí)施方案的分析，同時(shí)結(jié)合廣州市軌道交通三號線的實(shí)際情況，三號線區(qū)間隧道事故或消防疏散方式全線統(tǒng)一為一種模式：即若列車在區(qū)間隧道行駛過程中發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，首先應(yīng)盡可能使列車駛?cè)肭胺杰囌荆舫霈F(xiàn)列車無法駛?cè)肭胺杰囌径仨氃谒淼纼?nèi)疏散乘客時(shí)，推薦區(qū)間隧道采用設(shè)置側(cè)向疏散平臺(tái)加聯(lián)絡(luò)通道的疏散方式。側(cè)向疏散平臺(tái)要求參照德國規(guī)范，疏散平臺(tái)采用如下標(biāo)準(zhǔn)：疏散平臺(tái)乘客站立面最小寬度為0.6m，其乘客站立空間最小高度2m(垂直高度)，距軌面約950mm；兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道的間距不大于500m。聯(lián)絡(luò)通道兩邊均設(shè)置甲級防火門且可從兩邊打開。同時(shí)，為防止乘客在疏散過程中掉下軌道，在疏散平臺(tái)的隧道壁面上設(shè)縱向扶手，其事故或消防疏散的斷面示意如“聯(lián)絡(luò)通道疏散方案隧道斷面示意圖”所示。聯(lián)絡(luò)通道疏散方案隧道斷面示意圖