云屯堡隧道防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)方案研究

李濟(jì)良 朱 勇 林本濤

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031)

云屯堡隧道防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)方案研究

李濟(jì)良 朱 勇 林本濤

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031)

針對成蘭鐵路云屯堡特長隧道長度20 km以上且為單洞雙線隧道的特點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，確定了防災(zāi)救援疏散模式及相關(guān)設(shè)施，并重點(diǎn)介紹了人員逃生與通風(fēng)排煙方案，為類似工程提供了設(shè)計(jì)思路。

隧道，人員逃生，通風(fēng)排煙

0 引言

近年來，我國鐵路建設(shè)事業(yè)飛速發(fā)展，隨著線路標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，長大隧道數(shù)量逐漸增多，地處西部山區(qū)的成蘭鐵路成都至川主寺段尤其明顯，僅10 km以上特長隧道就有7座。云屯堡隧道作為該段唯一長度20 km以上的單洞隧道，也是我國目前開展的初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中第一長雙線合修隧道，其防災(zāi)救援疏散設(shè)計(jì)成為了該隧道設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)之一。

目前，日本、西班牙與德國等鐵路建設(shè)技術(shù)較成熟國家，均結(jié)合各自工程經(jīng)驗(yàn)與工程需求制定了相應(yīng)的隧道內(nèi)防災(zāi)救援標(biāo)準(zhǔn)[1]。我國結(jié)合國內(nèi)外鐵路隧道防災(zāi)救援疏散工程經(jīng)驗(yàn)，在《鐵路隧道防災(zāi)救援有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究》等研究的基礎(chǔ)上，于2012年頒布了《鐵路隧道防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)規(guī)范》后，國內(nèi)隧道均按照此規(guī)范要求進(jìn)行防災(zāi)救援設(shè)計(jì)[2]。

1 工程概況

云屯堡隧道位于松潘縣岷江鄉(xiāng)至松潘縣青云鄉(xiāng)之間，全長22.923 km，為雙線合修隧道，設(shè)計(jì)時(shí)速200 km/h，是控制該段線路方案的重點(diǎn)工程。線路縱坡除出口40 m平坡段外，其余段為單面上坡。隧道進(jìn)口鄰近岷江村岷江雙線特大橋，出口接松潘車站，隧道最大埋深約750 m。

為滿足工期要求，解決排水、施工通風(fēng)、防災(zāi)救援，兼顧施工場地布置等，該隧輔助坑道采用“6橫洞+1斜井”方案，橫洞長分別為138 m，814 m，915 m，833 m，1 235 m，654 m，斜井長213 m。隧道中線左側(cè)為蜿蜒的岷江，岷江旁為既有213國道，除1號橫洞洞口位于隧道進(jìn)口附近外，其余輔助坑道洞口均位于213國道附近[3]，交通便利。

2 設(shè)計(jì)原則

根據(jù)《鐵路隧道防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定全線防災(zāi)救援疏散工程的設(shè)計(jì)原則如下[2]：

當(dāng)隧道內(nèi)有列車發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，首先應(yīng)考慮將火災(zāi)事故列車?yán)了淼蓝赐膺M(jìn)行救援疏散；如果火災(zāi)列車因故不能及時(shí)駛出隧道外而只能?？吭诙磧?nèi)進(jìn)行救援疏散時(shí)，則應(yīng)利用隧道內(nèi)設(shè)置的定點(diǎn)救援站、緊急出口或避難所進(jìn)行疏散。本線隧道防災(zāi)救援疏散設(shè)施主要包括上述的緊急救援站、緊急出口及避難所。

1)隧道或隧道群的長度不小于20 km時(shí)，應(yīng)于隧道或隧道群內(nèi)選擇合適位置設(shè)置緊急救援站一處，且距離相隔隧道或隧道群的救援站距離不大于20 km。

a.隧道群定義標(biāo)準(zhǔn)為相鄰隧道間出露明洞長度不大于400 m。b.救援站長度按550 m設(shè)置。c.救援站應(yīng)具備將人員快速疏散到安全區(qū)域并能自救或通過救援到達(dá)洞外的條件。d.救援站設(shè)置疏散站臺，疏散站臺邊緣距隧道線路中線均為1.9 m，站臺高出軌面30 cm，疏散站臺寬度不小于2.3 m。e.雙洞分修隧道救援站疏散站臺設(shè)置于靠近鄰近隧道側(cè)，單洞隧道救援站一側(cè)設(shè)置平導(dǎo)作為緊急出口，疏散站臺設(shè)置于靠平導(dǎo)側(cè)。f.雙洞分修隧道救援站地段、單洞隧道救援站與平導(dǎo)之間均設(shè)置疏散聯(lián)絡(luò)橫通道，間距按50 m設(shè)置。

2)長度3 km～20 km的單洞隧道結(jié)合施工輔助坑道設(shè)置緊急出口或避難所[2]。

a.10 km≤單洞隧道長度<20 km時(shí)，應(yīng)于隧道洞身設(shè)置緊急出口或避難所1處，若該隧道其余的施工輔助坑道仍滿足緊急出口或避難所設(shè)置條件時(shí)，可增設(shè)1處緊急出口或避難所。b.5 km≤單洞隧道長度<10 km時(shí)，應(yīng)于隧道洞身設(shè)置緊急出口或避難所1處。c.3 km≤單洞隧道長度<5 km時(shí)，若該隧道有施工輔助坑道且滿足緊急出口或避難所設(shè)置條件時(shí)，可設(shè)置緊急出口或避難所1處。d.應(yīng)盡可能地利用施工輔助坑道作為緊急出口或避難所，必要時(shí)可新增僅用作防災(zāi)救援使用的輔助坑道。緊急出口或避難所應(yīng)盡量均勻布置，間距不大于5 km為宜[2]。e.設(shè)置緊急救援站的單洞隧道，其緊急出口、避難所等疏散設(shè)施的設(shè)置按上述4條原則辦理。

3)緊急出口的設(shè)置條件。

a.斜井式緊急出口：縱坡不大于12%，且水平長度不大于500 m；b.橫洞式緊急出口：長度不大于1 000 m。

4)避難所的設(shè)置條件。

a.以下輔助坑道可作為避難所：縱坡大于12%或水平長度大于500 m的斜井；長度大于1 000 m的橫洞或平導(dǎo)；b.避難所內(nèi)待避空間凈面積按600人待避，0.5 m2/人確定；c.避難所井底及斜井式避難所洞身各級緩坡段均作為待避空間，其坡度不大于3%，防護(hù)門開啟范圍應(yīng)為平坡段。

本隧為雙線合修隧道，隧道全長22 923.419 m，根據(jù)以上防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)原則，本隧應(yīng)設(shè)置緊急救援站1處，并充分結(jié)合施工輔助坑道設(shè)置緊急出口或避難所。

3 防災(zāi)救援模式

根據(jù)設(shè)計(jì)原則，當(dāng)云屯堡隧道內(nèi)有列車發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，第一步應(yīng)考慮將火災(zāi)事故列車?yán)了淼蓝赐膺M(jìn)行救援疏散；如果火災(zāi)列車因故不能及時(shí)駛出隧道外，則利用洞內(nèi)設(shè)置的定點(diǎn)救援站、緊急出口或避難所進(jìn)行疏散，具體洞內(nèi)防災(zāi)救援模式為：

1)設(shè)救援站地段，當(dāng)列車發(fā)生火災(zāi)?？吭诰仍緝?nèi)時(shí)，疏散人員可由火災(zāi)隧道通過救援站的疏散聯(lián)絡(luò)通道逃向疏散救援平導(dǎo)內(nèi)，最終通過救援站疏散出口向洞外逃生。

2)其余地段，當(dāng)著火列車在隧道內(nèi)沒有條件行駛至救援站地段停靠時(shí)，可將列車停靠在緊急出口或避難所附近，疏散人員可通過緊急出口自行向洞外逃生，或進(jìn)入避難所進(jìn)行避難并等待救援。

4 防災(zāi)救援疏散

4.1 防災(zāi)緊急救援站

1)救援站設(shè)置。本隧道長度超過22 km，根據(jù)本線防災(zāi)救援設(shè)計(jì)原則，結(jié)合施工輔助坑道位置與洞口疏散條件，于4號橫洞與隧道交叉處設(shè)置1座救援站，長度550 m。救援站距隧道進(jìn)口端8.81 km，距隧道出口端13.563 km(見圖1)。

本隧道為雙線合修隧道，為避免人員在洞內(nèi)跨線疏散，隧道緊急救援站兩側(cè)均設(shè)置疏散站臺，站臺邊緣距相鄰的左、右線線路中線的間距均不小于1.9 m，站臺寬不小于2.3 m，站臺面高于軌面30 cm(見圖2)。

2)人員疏散設(shè)施。為便于人員逃生疏散，于救援站地段兩線線路中線外側(cè)30 m處各設(shè)一段長450 m的左側(cè)疏散救援平導(dǎo)和447 m的右側(cè)疏散救援平導(dǎo)，作為人員的逃生通道或待避空間，并于左、右側(cè)平導(dǎo)與救援站相鄰側(cè)疏散站臺之間按間距50 m設(shè)置1處疏散聯(lián)絡(luò)通道，兩側(cè)各設(shè)11處，共計(jì)22處疏散聯(lián)絡(luò)通道,聯(lián)絡(luò)通道與正洞相交處設(shè)防護(hù)門。此外，將4號橫洞作為救援站左側(cè)平導(dǎo)的緊急出口，并于右側(cè)平導(dǎo)中部設(shè)置1處隧底疏散聯(lián)絡(luò)通道下穿正洞及左側(cè)平導(dǎo)，與4號橫洞相接，以形成通向洞外的逃生通道。具體設(shè)置情況如圖3所示。

3)通風(fēng)排煙設(shè)施。為改善救援站地段的人員疏散環(huán)境，實(shí)現(xiàn)“人煙分離”，于隧道救援站地段拱頂上方約15 m處設(shè)置一段長430 m的排煙道，結(jié)合排煙要求并兼顧施工因素，其斷面凈空尺寸為5.0 m(寬)×6.0 m(高)；排煙道底部與正洞拱頂間設(shè)置6處豎井式聯(lián)絡(luò)煙道，聯(lián)絡(luò)煙道采用圓形斷面，內(nèi)徑不小于2 m；并于排煙道與地表間設(shè)置1座排煙斜井，斜井長約650 m。本隧救援站地段排煙設(shè)施的具體設(shè)置情況如圖4，圖5所示。

4.2 緊急出口與避難所

云屯堡隧道為雙線合修隧道，利用2號橫洞(814 m)、3號橫洞(915 m)與6號橫洞(654 m)及7號斜井(213 m)作為運(yùn)營期間的緊急出口，并利用5號橫洞(1 235 m)作為運(yùn)營期間的避難所，各緊急出口、避難所、救援站出口之間及距洞口的距離均不超過4.5 km(見圖6)。

5 通風(fēng)排煙方案

5.1 救援站火災(zāi)通風(fēng)排煙方案

當(dāng)列車發(fā)生火災(zāi)并緊急停靠于救援站時(shí)，為改善人員疏散環(huán)境，增強(qiáng)逃生疏散安全性，本隧道救援站火災(zāi)模式下采用半橫向通風(fēng)、排煙方案，以實(shí)現(xiàn)“人煙分離”。其通風(fēng)、排煙方案如下：

1)左線隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙方案見圖7。當(dāng)列車于左線隧道發(fā)生火災(zāi)，并緊急?？坑诰仍緯r(shí)，人員由車廂內(nèi)疏散到洞內(nèi)左側(cè)站臺，通過疏散聯(lián)絡(luò)橫通道進(jìn)入左側(cè)疏散救援平導(dǎo)，最后通過4號橫洞自行向洞外逃生。

為快速排除高溫?zé)煔?，火?zāi)列車停靠緊急救援站左線后，開啟左側(cè)疏散橫通道內(nèi)防護(hù)門(右側(cè)疏散橫通道內(nèi)防護(hù)門保持關(guān)閉)，新鮮風(fēng)通過4號橫洞進(jìn)入疏散橫通道后流向火災(zāi)隧道，火災(zāi)煙氣通過救援站拱頂排煙系統(tǒng)(煙道聯(lián)絡(luò)豎井、排煙道及排煙井)抽排至洞外。

2)右線隧道火災(zāi)通風(fēng)排煙方案見圖8。火災(zāi)列車?？烤o急救援站右線時(shí)，人員由車廂內(nèi)疏散到洞內(nèi)右側(cè)站臺，通過疏散聯(lián)絡(luò)橫通道進(jìn)入右側(cè)疏散救援平導(dǎo)，再通過隧底疏散聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入4號橫洞，最后自行向洞外逃生。

火災(zāi)列車停靠緊急救援站右線后，開啟右側(cè)疏散橫通道內(nèi)防護(hù)門(左側(cè)疏散橫通道內(nèi)防護(hù)門保持關(guān)閉)，新鮮風(fēng)通過隧底疏散聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入疏散橫通道后流向火災(zāi)隧道，火災(zāi)煙氣通過救援站拱頂排煙系統(tǒng)(煙道聯(lián)絡(luò)豎井、排煙道及排煙井)抽排至洞外。

5.2 緊急出口與避難所火災(zāi)通風(fēng)排煙方案

云屯堡隧道共設(shè)置緊急出口4處，避難所1處。其防災(zāi)通風(fēng)方案，均采用橫洞或斜井內(nèi)設(shè)置射流風(fēng)機(jī)，從輔助坑道洞口外吸入新鮮空氣，向火災(zāi)隧道內(nèi)送風(fēng)，保證防護(hù)門處的風(fēng)速要求，防止火災(zāi)煙氣進(jìn)入緊急出口、避難所。其通風(fēng)、排煙方案如圖9所示。

6 結(jié)語

防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)是長大隧道工程設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)之一，類似工程設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下內(nèi)容：

1)根據(jù)隧道長度及合、分修類型確定救援疏散模式，結(jié)合隧道輔助坑道情況設(shè)置緊急出口、避難所與緊急救援站。

2)為保證人員逃生安全，實(shí)現(xiàn)“人煙分離”，除考慮人員逃生設(shè)施外，還應(yīng)考慮通風(fēng)排煙設(shè)施。

[1] 顏志偉.武廣客運(yùn)專線大瑤山隧道群防災(zāi)救援疏散設(shè)計(jì)研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2011(8):7-12.

[2] TB 10020—2012,鐵路隧道防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 朱 勇，吳 華.成蘭鐵路云屯堡特長隧道合、分修方案研究[J].隧道建設(shè)，2014,34(7)：662-667.

[4] 孫海富．石太鐵路客運(yùn)專線太行山、南梁長大隧道防災(zāi)救援設(shè)計(jì)研究[J]．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009(11):93-96.

[5] 史先偉.山區(qū)客運(yùn)專線的防災(zāi)救援及安全疏散方案[J].隧道/地下工程，2011(8):75-79.

[6] 孫海富.石太客運(yùn)專線長大隧道防災(zāi)救援設(shè)計(jì)研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2009(10):79-83.

[7] 安玉紅.鐵路隧道防災(zāi)救援疏散工程設(shè)計(jì)研究[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,9(26):99-104.

Study on evacuation engineering for disaster prevention and rescue of Yuntunbao tunnel

Li Jiliang Zhu Yong Lin Bentao

(ChinaRailwayEryuanEngineeringGroupCo.,Ltd，Chengdu610031,China)

Yuntunbao tunnel is the longest single double-track tunnel of all the tunnels being built of China at present, which is more than 20 km long. According to the code, the evacuation model and associated constructions have been confirmed. The introduction of the project design of personnel rescue and ventilation provides an invaluable experience for similar engineering.

tunnel， personnel emergency escape， ventilation

2015-01-06

李濟(jì)良(1986- )，男，工程師； 朱 勇(1975- )，男，高級工程師； 林本濤(1975- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)08-0181-03

U458

A