談單洞長及特長公路隧道救援防災(zāi)逃生方案

張 森

(中交通力建設(shè)股份有限公司，陜西 西安 710075)

談單洞長及特長公路隧道救援防災(zāi)逃生方案

張 森

(中交通力建設(shè)股份有限公司，陜西 西安 710075)

從平導(dǎo)方案、斜井方案、避難洞室方案、緊急停車帶方案四方面，介紹了單洞長及特長公路隧道的救援防災(zāi)逃生的主要方案，并對其進(jìn)行了比選，選擇出最佳方案，為今后同類研究提供參考。

公路隧道，火災(zāi)，斜井，避難洞

1 單洞長、特長公路隧道的救援、防災(zāi)、逃生主要方案

目前，單洞長、特長公路隧道的救援、防災(zāi)、逃生方案主要有：平導(dǎo)方案，避難洞室方案、緊急停車帶(U形回車場)方案、斜井方案等。

1.1 平導(dǎo)方案

平導(dǎo)方案主要是在與正洞相距20 m～30 m的地方，開挖一面積約25 m2的平行導(dǎo)洞，并用間距約250 m的車(人)行橫洞連接起來。一旦發(fā)生火災(zāi)，采取火災(zāi)定向排煙，火災(zāi)點(diǎn)前方前逆行車輛可安全出洞，火災(zāi)點(diǎn)前方行車輛則進(jìn)入平導(dǎo)逃生。而火災(zāi)點(diǎn)后方前逆行車輛則進(jìn)入平導(dǎo)，火災(zāi)后方行車輛可就地進(jìn)入平導(dǎo)，或直接出洞。隧道采用平導(dǎo)作為避難通道，可作為超前導(dǎo)洞探明地質(zhì)情況，同時(shí)可增加新的工作面。優(yōu)點(diǎn)：人員、車輛逃生方式安全可靠。缺點(diǎn)：要求指揮控制比較靈敏，否則易造成混亂；造價(jià)高，平行導(dǎo)洞造價(jià)約2萬元/m[1]。

1.2 斜井方案

斜井方案，即在隧道中部打設(shè)若干斜井作為中間救援區(qū)的送(排)風(fēng)道、逃生通道。優(yōu)點(diǎn)：人員、車輛逃生方式安全可靠。缺點(diǎn)：要求指揮控制比較靈敏，否則易造成混亂；造價(jià)高，方案合理性和經(jīng)濟(jì)性受地形控制明顯。

1.3 避難洞室方案

在隧道內(nèi)獨(dú)立設(shè)置的具有一定防火防煙功能，火災(zāi)時(shí)專門用于人員在隧道火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)避難的房間，間隔約300 m設(shè)置，該方案在歐洲一些對向行車隧道中采用較多，避難洞室要求面積不小于12 m2，洞室內(nèi)應(yīng)有充足的供氧或新鮮空氣設(shè)備以保證人員可以在洞內(nèi)呆2 d。優(yōu)點(diǎn)：造價(jià)低，可以解決火災(zāi)時(shí)部分人員逃生避難，缺點(diǎn)：人員逃生避難安全系數(shù)低、無法向火災(zāi)點(diǎn)方向行進(jìn)的車輛提供避難通道。

《公路隧道消防設(shè)計(jì)施工管理技術(shù)規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定如下：

1)避難間應(yīng)采用建筑構(gòu)件耐火極限不低于3.00 h的分隔構(gòu)件與其他部位分隔開，避難間的分隔構(gòu)件上不應(yīng)設(shè)置除分隔門、送風(fēng)口外的其他門窗、洞口，其分隔門應(yīng)采用甲級防火門，其送風(fēng)口上應(yīng)設(shè)置防火閥；其內(nèi)部裝修材料必須為A級。

2)避難間內(nèi)必須設(shè)置獨(dú)立、可靠的防煙排煙設(shè)施，送風(fēng)管、排煙管不得明敷在隧道內(nèi)，應(yīng)確?；馂?zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)煙氣不流入避難間。

3)避難間內(nèi)應(yīng)設(shè)置電視監(jiān)控設(shè)施、緊急電話、應(yīng)急廣播、應(yīng)急照明、消防卷盤和飲用水儲(chǔ)備。

4)避難間內(nèi)應(yīng)急照明的供電時(shí)間不應(yīng)低于火災(zāi)延續(xù)時(shí)間。

5)避難間入口上方應(yīng)設(shè)置內(nèi)部照明、單向顯示的電光標(biāo)志。

6)獨(dú)立避難間的面積不宜小于10 m2。專用疏散通道前室和獨(dú)立避難間的設(shè)置間距不宜大于300 m[3]。

1.4 緊急停車帶(U形回車場)方案

緊急停車帶方案，即沿隧道雙側(cè)交錯(cuò)設(shè)置長50 m，每側(cè)間距小于750 m的緊急停車帶或U形回車場，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)前方前行車輛可安全出洞，逆行車輛則通過緊急停車帶或U形回車場調(diào)車逆行。對火災(zāi)點(diǎn)后方前行車輛也需緊急停車帶或U形回車場回車，逆行車輛可安全出洞，火災(zāi)時(shí)應(yīng)封洞，車輛只準(zhǔn)出不準(zhǔn)進(jìn)。該方案優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，缺點(diǎn)是不能解決人員的緊急避難問題。

具體比選如表1所示。

表1 隧道方案比選表

2 長邯高速公路單洞長、特長隧道救援、防災(zāi)、逃生方案的比選

2.1 救援通道方案

貫通平導(dǎo)、中隧道非貫通平導(dǎo)、斜井、斜井與非貫通平導(dǎo)組合方案(以下簡稱組合方案)之間的比選。

本項(xiàng)目的新建隧道推薦方案均為單洞三車道，與現(xiàn)有高速公路隧道相距較遠(yuǎn)，發(fā)生緊急事故時(shí)逃生困難，救援不易。為解決中、長、特長隧道在緊急事故時(shí)的逃生問題，需設(shè)置救援通道。根據(jù)本項(xiàng)目情況，救援通道有以下幾種方案：

1)貫通平導(dǎo)(貫通縱向救援通道)。

設(shè)置于主線隧道行車方向左側(cè)，與主線隧道基本平行且相距約22 m，進(jìn)出口直接或通過轉(zhuǎn)向車道與主線隧道進(jìn)出口相連，主線隧道與貫通平導(dǎo)之間由人行橫通道及車行橫通道連接。

2)非貫通平導(dǎo)(非貫通縱向救援通道)。

由于貫通平導(dǎo)造價(jià)較高，考慮中隧道僅設(shè)置約1/2的貫通平導(dǎo)的方案，即非貫通平導(dǎo)。非貫通平導(dǎo)同樣設(shè)置于主線隧道行車方向左側(cè)，與主線隧道基本平行且相距約22 m，進(jìn)口或出口不能與主線隧道進(jìn)口或出口相連，主線隧道與非貫通平導(dǎo)之間由人行橫通道及車行橫通道連接。

3)斜井(橫向救援通道)。

設(shè)置于主線隧道行車方向左側(cè)，與主線隧道斜交，出口與既有公路相接，分為橫向人行救援通道、橫向車行救援通道，橫向人行救援通道、橫向車行救援通道相間設(shè)置，間距約350 m。

4)斜井與非貫通平導(dǎo)組合方案。

在不宜設(shè)置斜井的位置設(shè)置非貫通平導(dǎo)，形成斜井與非貫通平導(dǎo)組合方案。

2.2 方案比選和論證

2.2.1 各方案技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[1,2]

1)(非)貫通平導(dǎo)建筑限界凈寬：0.75+0.25+3.5+0.25+0.25=5.0 m。

(非)貫通平導(dǎo)建筑限界凈高：5.0 m。

2)(斜井)橫向車行救援通道建筑限界凈寬：0.75+0.25+3.5+0.25+0.25=5.0 m。

(斜井)橫向車行救援通道建筑限界凈高：5.0 m。

(斜井)橫向人行救援通道建筑限界凈寬2.0 m，凈高2.5 m。

3)車行橫道建筑限界凈寬4.5 m，凈高5.0 m。

人行橫道建筑限界凈寬2.0 m，凈高2.5 m。

2.2.2 各方案比選

1)上灣隧道。

各方案情況:

貫通平導(dǎo)：長920 m,縱坡-1.251%和2.495%?？傇靸r(jià)約2 100萬元。

斜井：上灣隧道行車方向右側(cè)臨近G309國道、既有高速，左側(cè)附近無既有公路，而斜井宜設(shè)置在行車方向左側(cè)，故不宜設(shè)置斜井。

非貫通平導(dǎo)：長440 m,縱坡-1.251%和2.495%?？傇靸r(jià)約1 020萬元。

各方案比選：

建設(shè)條件：由于貫通平導(dǎo)與非貫通平導(dǎo)平面位置相同，離主洞的距離也相同，故兩者建設(shè)條件一樣。

工程投資：貫通平導(dǎo)比非貫通平導(dǎo)相投資金額增加約為1 080萬元。

施工風(fēng)險(xiǎn)：由于貫通平導(dǎo)與非貫通平導(dǎo)平面位置相同，離主洞的距離也相同，故兩者施工風(fēng)險(xiǎn)一樣。

應(yīng)急救援：貫通平導(dǎo)應(yīng)急救援效果較好。非貫通平導(dǎo)應(yīng)急救援效果較差，緊急工況時(shí)車輛無法通過非貫通平導(dǎo)疏散，后續(xù)車輛也無法通過非貫通平導(dǎo)臨時(shí)行駛，會(huì)產(chǎn)生大范圍交通擁堵的情況，嚴(yán)重降低了緊急工況時(shí)高速公路的運(yùn)行效率。

行車安全：由于貫通平導(dǎo)更有利于緊急工況時(shí)車輛的疏散和應(yīng)急救援，故貫通平導(dǎo)更有利于行車安全。

交通管理：由于貫通平導(dǎo)緊急工況時(shí)車輛可以通過貫通平導(dǎo)疏散，后續(xù)車輛也可以通過貫通平導(dǎo)臨時(shí)行駛，而非貫通平導(dǎo)則不能，故貫通平導(dǎo)更有利于交通管理。

運(yùn)營費(fèi)用：由于貫通平導(dǎo)與非貫通平導(dǎo)均為緊急工況時(shí)的疏散通道，故運(yùn)營費(fèi)用均比較低。

經(jīng)綜合比選，本階段推薦貫通平導(dǎo)。

2)G方案牛王垴隧道。

各方案情況:

貫通平導(dǎo)：長1 665 m,縱坡1.989%。總造價(jià)約4 010萬元。

斜井：共設(shè)2道橫向人行救援通道，共長402 m；2道橫向車行救援通道，共長783 m。1號(hào)橫向車行救援通道縱坡為7.97%，2號(hào)橫向車行救援通道縱坡為7.91%?？傇靸r(jià)約為2 170萬元。

各方案比選:

建設(shè)條件：由于貫通平導(dǎo)與主洞平行，且相距僅22 m左右,故地質(zhì)情況與主洞類似，建設(shè)條件也與主洞類似。斜井由于要分別與既有高速相接，建設(shè)條件較復(fù)雜，且還會(huì)對既有高速造成破壞。

工程投資：貫通平導(dǎo)比斜井投資金額增加約1 840萬元。

施工風(fēng)險(xiǎn)：由于斜井部分要分別與既有高速相接，會(huì)對既有高速造成破壞，且由于地形及縱坡限制，個(gè)別斜井與主洞相交角度較小，最小的僅4°，交叉處周邊圍巖極易塌方。故組合方案施工風(fēng)險(xiǎn)較高。

應(yīng)急救援：貫通平導(dǎo)應(yīng)急救援效果較好。橫向救援通道應(yīng)急救援效果較差，緊急工況時(shí)車輛無法通過組合方案疏散，后續(xù)車輛也無法通過組合方案臨時(shí)行駛，會(huì)產(chǎn)生大范圍交通擁堵的情況，嚴(yán)重降低了緊急工況時(shí)高速公路的運(yùn)行效率。

行車安全：斜井1號(hào)橫向車行救援通道縱坡為7.97%，2號(hào)橫向車行救援通道縱坡為7.91%，縱坡較大，可以滿足小型車通行及疏散駕乘人員需要，重車則存在爬坡困難的情況，且不滿足JTG/T D71—2004公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于行車橫洞的縱坡應(yīng)不大于5%的規(guī)定。故貫通平導(dǎo)更有利于行車安全。

交通管理：由于貫通平導(dǎo)緊急工況時(shí)車輛可以通過貫通平導(dǎo)疏散，后續(xù)車輛也可以通過貫通平導(dǎo)臨時(shí)行駛，而斜井則不能，故貫通平導(dǎo)更有利于交通管理。

運(yùn)營費(fèi)用：由于貫通平導(dǎo)與斜井均為緊急工況時(shí)的疏散通道，故運(yùn)營費(fèi)用均比較低。

經(jīng)綜合比選，本階段推薦貫通平導(dǎo)。

3 結(jié)語

單洞長、特長隧道救援、防災(zāi)、逃生方案多種多樣，要根據(jù)公路等級、地形等擇優(yōu)選擇最佳方案。

[1] JTG D70—2004,公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] JTG/T D70—2010，公路隧道設(shè)計(jì)細(xì)則[S].

[3] DBJ 53—14—2005，公路隧道消防設(shè)計(jì)施工管理技術(shù)規(guī)程[S].

Talking about single-hole long and long highway tunnels rescue disaster prevention escape program

Zhang Sen

(CCCCTongliConstructionLimitedCompanybyShare,Xi’an710075,China)

From the parallel adit scheme, inclined shaft scheme, refuge cave scheme, emergency parking strip scheme four aspects, this paper introduced the main scheme of rescue and disaster prevention and rescue of single tunnel long and extra long highway tunnel, and carried on the comparison and selection to choose the best scheme, provided reference for future similar research.

highway tunnel, fire, inclined shaft, refuge cave

1009-6825(2017)21-0147-02

2017-05-06

張 森(1984- )，男，工程師

U452.2

A