某地鐵站運(yùn)營過渡期區(qū)間隧道通風(fēng)方案分析

朱璐璐

摘 要：某地鐵站運(yùn)營過渡期間，通過對區(qū)間隧道通風(fēng)方案及區(qū)間事故工況模擬計(jì)算，對比第三方檢測單位現(xiàn)場實(shí)測區(qū)間事故工況下的最小風(fēng)速，可以得出車站 1 —車站 2 區(qū)間事故工況下，最小實(shí)測風(fēng)速出現(xiàn)在車站 3 軌行區(qū)位置，與模擬計(jì)算位置基本一致，為以后地鐵線路設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵;運(yùn)營過渡期;隧道;通風(fēng);模擬

中圖分類號：U231.5

地鐵隧道中一旦發(fā)生火災(zāi)，環(huán)控系統(tǒng)需要采取必要的通風(fēng)和排煙措施，以保障地鐵內(nèi)人員安全，如何及時(shí)有效地排除煙氣并組織乘客疏散十分關(guān)鍵。對于即將開通的地鐵線路，為了不影響整條線路的按期開通，某些站點(diǎn)由于特殊情況需要進(jìn)行甩站運(yùn)營。現(xiàn)有研究對在建線路甩站運(yùn)營過渡期間的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析涉及較少，因此本文針對某站運(yùn)營過渡期間的區(qū)間隧道通風(fēng)問題進(jìn)行探討。首先需要確定先期開通的隧道設(shè)計(jì)方案（過渡方案），其次需要確定車站全部建成后并入全線貫通運(yùn)營的設(shè)計(jì)方案（永久方案），最后使2個(gè)方案相互銜接、平穩(wěn)過渡。

1 工程概況

車站1—車站2線路全長2.3 km，車站3在車站1與車站2中間。車站3需結(jié)合其他線路的整體統(tǒng)籌方案來確定開通運(yùn)營時(shí)間，因此為確保整條地鐵線路如期開通，運(yùn)營初期過渡階段只能將車站3甩站運(yùn)營。為方便與其他交通工具的換乘，車站3布置于站場區(qū)下方，土建方案采用分離島-先隧后站方案。

由于車站3與相鄰兩車站區(qū)間線路較長，甩站運(yùn)營過渡期間的區(qū)間事故通風(fēng)模式下，需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況布置合理的通風(fēng)方案，以滿足事故工況下的風(fēng)速要求。為實(shí)現(xiàn)最后全線的貫通運(yùn)營，通風(fēng)系統(tǒng)方案的布置應(yīng)遵循以下原則：①對正常運(yùn)營影響小，不得中斷正常運(yùn)營;②對過渡方案改造量小，廢棄工程量小;③投入正常運(yùn)營所用時(shí)間短;④增加的投資少。

2 通風(fēng)方案

2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)包括區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)和車站隧道排風(fēng)系統(tǒng)。區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)在列車運(yùn)營前及夜間列車停運(yùn)后，進(jìn)行全線機(jī)械通風(fēng);正常運(yùn)營時(shí)，主要利用列車通過時(shí)的活塞風(fēng)，排除隧道內(nèi)的余熱余濕。車站隧道排風(fēng)系統(tǒng)的主要功能為：列車停站時(shí)，排除列車制動(dòng)和空調(diào)設(shè)備產(chǎn)生的余熱;站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)輔助車站排煙。

車站3在此次全線開通時(shí)要甩站運(yùn)營，因此車站1

—車站2的區(qū)間線路比普通站間距離長。為滿足人員疏散及地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范等相關(guān)要求，車站1—車站2區(qū)間隧道通風(fēng)方案應(yīng)采取有效的臨時(shí)應(yīng)對措施。

（1）為車站3站臺(tái)設(shè)置防火隔墻。區(qū)間隧道按全線同一時(shí)間發(fā)生1次火災(zāi)考慮通風(fēng)與防排煙措施。車站3

工程分為兩期建設(shè)，一期為隧道工程，二期為車站明挖主體及附屬工程。實(shí)施過渡方案時(shí)，車站3左、右線暗挖隧道均帶站臺(tái)，該站200 m范圍內(nèi)的區(qū)間隧道斷面大于2倍正常隧道斷面。經(jīng)地鐵環(huán)境模擬軟件模擬計(jì)算，該區(qū)間發(fā)生火災(zāi)或阻塞時(shí)，通過開啟車站1、車站2的隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙通風(fēng)，不能滿足規(guī)范要求。因此綜合考慮，建議在屏蔽門往站臺(tái)方向0.8 m的位置設(shè)置防火隔墻，減小車站范圍內(nèi)區(qū)間隧道斷面面積，確保區(qū)間斷面風(fēng)速。為避免影響正常運(yùn)營，區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試需在夜間列車停運(yùn)后進(jìn)行。取消區(qū)間隧道通風(fēng)臨時(shí)過站防災(zāi)模式，按正常模式運(yùn)行。設(shè)備安裝調(diào)試完成后，拆除過渡方案防火隔墻，并注意避免雜物滑落軌道。某線路車站3過渡方案示意圖，如圖1所示。

（2）保證該區(qū)間不存在2列車追蹤運(yùn)行的情況。按行車資料，該線路初期運(yùn)營階段，列車運(yùn)行對數(shù)為18對。車站3甩站運(yùn)營過渡期間，車站1北風(fēng)井至車站2南風(fēng)井的列車行車間隔時(shí)間為115 s，遠(yuǎn)小于初期的行車間隔200 s（18對）和近期的行車間隔139 s（26對）。同時(shí)一期工程實(shí)施先隧后站方案，在甩站運(yùn)營過渡期間，車站1—車站2區(qū)間不存在2列車追蹤運(yùn)行的情況，可把車站3當(dāng)作區(qū)間處理，即將車站3隧道區(qū)間看作車站1—車站2區(qū)間中的一段，并且可不在此區(qū)間設(shè)置中間風(fēng)井，亦能夠滿足正常、阻塞、火災(zāi)工況下的通風(fēng)要求。車站1—車站2區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)或者阻塞時(shí)，可通過車站1、車站2的隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙通風(fēng)。

（3）增加車站排熱風(fēng)機(jī)輔助排風(fēng)。該線路全線按站臺(tái)設(shè)置屏蔽門設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)。隧道通風(fēng)系統(tǒng)采用雙活塞風(fēng)井，隧道風(fēng)井與車站隧道排風(fēng)井分開設(shè)置，車站隧道排風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。對于部分車站，由于車站周邊征地拆遷困難，無法布置風(fēng)亭，條件受限時(shí)可采用單活塞風(fēng)井。事故工況下，開啟車站1、車站2兩端隧道風(fēng)機(jī)（2臺(tái)），同時(shí)打開車站排熱風(fēng)機(jī)（2臺(tái)）輔助排風(fēng)，隧道風(fēng)機(jī)單臺(tái)計(jì)算風(fēng)量60 m3 / s，壓頭為900 Pa，排熱風(fēng)機(jī)計(jì)算風(fēng)量40 m3 / s，壓頭為820 Pa和880 Pa。

2.2 工況模擬

通過利用地鐵環(huán)境模擬軟件進(jìn)行地鐵隧道區(qū)間通風(fēng)系統(tǒng)的仿真計(jì)算，從而確定更加合理、經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方案，本文對車站1—車站2區(qū)間進(jìn)行模擬計(jì)算。線路選用B型車，車體寬度2.8 m，6輛編組長度118.36 m，最高運(yùn)行速度80 km/h。事故工況下2臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)為開啟模式，同時(shí)開啟排風(fēng)端車站的排熱風(fēng)機(jī)（2臺(tái)），建立車站1—車站2區(qū)間通風(fēng)模擬示意圖，如圖2所示。

2.3 計(jì)算結(jié)果

針對車站1—車站2區(qū)間通風(fēng)方案，進(jìn)行事故工況下的模擬計(jì)算，經(jīng)過軟件輸出得到如下結(jié)果：區(qū)間內(nèi)斷面最小風(fēng)速出現(xiàn)在車站3的站臺(tái)軌行區(qū)大斷面位置，最小計(jì)算風(fēng)速為2.2 m / s。防排煙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中要求，列車發(fā)生阻塞或火災(zāi)而停在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)，隧道內(nèi)風(fēng)速或煙氣流動(dòng)的風(fēng)速應(yīng)不小于2.0 m / s，最大風(fēng)速應(yīng)小于11.0m/s。因此，方案滿足《地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51298-2018）的要求。為進(jìn)一步增強(qiáng)車站1—車站2區(qū)間內(nèi)的排風(fēng)效果，排風(fēng)端車站可多開啟1臺(tái)靠近區(qū)間的隧道風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)。

3 現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果

為取得真實(shí)準(zhǔn)確的區(qū)間事故工況下最小風(fēng)速值，采取第三方單位檢測方式進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)測，車站1—車站2區(qū)間事故工況下的區(qū)間風(fēng)速如表1所示。

由表1可以看出，車站1—車站2區(qū)間事故工況下的最小實(shí)測風(fēng)速，出現(xiàn)在車站3軌行區(qū)位置，與模擬計(jì)算的最小計(jì)算風(fēng)速位置基本一致。

4 結(jié)論

通過對某地鐵車站3運(yùn)營過渡期的區(qū)間隧道通風(fēng)方案分析，并采用地鐵環(huán)境模擬軟件進(jìn)行計(jì)算，可以得出車站1—車站2區(qū)間，事故工況下的最小實(shí)測風(fēng)速出現(xiàn)在車站3軌行區(qū)位置，與實(shí)測結(jié)果基本一致，最小風(fēng)速滿足地鐵相關(guān)規(guī)范要求。對于在建線路某站運(yùn)營過渡期的區(qū)間隧道通風(fēng)方案，一方面需要結(jié)合車站特點(diǎn)、線路條件、土建施工方案等，另一方面需從改造的工程量、各專業(yè)技術(shù)、時(shí)間、費(fèi)用、運(yùn)營后期維護(hù)等多個(gè)角度進(jìn)行全面分析，最終確定最佳的區(qū)間隧道通風(fēng)方案。

參考文獻(xiàn)

[1]翟毅.地鐵隧道通風(fēng)排煙系統(tǒng)構(gòu)成及火災(zāi)工況運(yùn)行模式[J].建筑科學(xué)，2010（11）：36-38.

[2]聞彪，吳慶，洪學(xué)新.地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究[J].暖通與設(shè)備，2010（4）：32-34.

[3]郝娜.地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)活塞風(fēng)井布置探討[J].城市軌道交通研究，2012（8）：141-144.

[4]GB 51298-2018 地鐵設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：中國計(jì)劃出版社，2018.

[5]孫立鋒，陳賀民，王紹興，等.地鐵用排熱風(fēng)機(jī)的智能通風(fēng)方案[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2016（6）：81-84.

[6]任明亮，李雁.地鐵長區(qū)間事故通風(fēng)模擬分析[J].都市快軌交通，2011（2）：38-41.

[7]李朋.地鐵隧道區(qū)間火災(zāi)特點(diǎn)及安全疏散方式探討[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2016（1）：58-62.

[8]GB 50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[9]姜冰.淺析上海某地鐵區(qū)間隧道的事故通風(fēng)運(yùn)行模式[J].建筑科技，2014（19）：106-109.

[10] 張立琦.地鐵通風(fēng)空調(diào)集成閉式系統(tǒng)風(fēng)道布置淺析[C]// 2008鐵路暖通空調(diào)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集. 2009：80-81.

[11] 張發(fā)勇.地鐵車站通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].制冷與空調(diào)，2011（3）：232-238.

[12] 李懋.現(xiàn)代化地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].發(fā)電與空調(diào)，2014（4）：50-52.

[13] 許鴻.北方某城市地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].低碳世界，2019（6）：216-217.

[14] 侯團(tuán)增.地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)火災(zāi)排煙模式的風(fēng)速試驗(yàn)[J].都市快軌交通，2014（4）：113-116.

[15] 駱濱.昆明地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2013（1）：25-27.

[16] 李文博.基于地鐵環(huán)境模擬（SES）的區(qū)間火災(zāi)工況通風(fēng)模式研究[J].城市軌道交通研究，2013（4）：65-68.

[17] 丁鴻鳴.越江隧道運(yùn)營通風(fēng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2009（2）：45-47.

[18] 徐智.地鐵隧道通風(fēng)系統(tǒng)火災(zāi)運(yùn)行模式探討[J].城市建設(shè)理論研究，2016（26）：17-18.

[19] 任明亮.北京地鐵7號線長區(qū)間事故工況通風(fēng)模擬分析[C]//全國暖通空調(diào)制冷2010年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集. 中國建筑學(xué)會(huì)暖通空調(diào)分會(huì)、中國制冷學(xué)會(huì)空調(diào)熱泵專業(yè)委員會(huì)：中國制冷學(xué)會(huì)，2010：261.

收稿日期 2019-08-05

責(zé)任編輯 孫銳嬌

Analysis on tunnel ventilation scheme of subway station in transitional period

Zhu Lulu

Abstract： During operation transitional period of a metro station， through simulation calculation of the tunnel ventilation scheme and the accident conditions in the section， and comparing the minimum wind velocity measured by a third-party inspection instituation under the accident condition in the section， it concludes that the minimum measured wind velocity appears in the position of the 3rd track section of the station under the accident condition in the section from station A- station B， which is basically the same as the simulation calculation position， and it provides reference for the future metro track design.

Keywords： subway， operation transition period， tunnel， ventilation， simulation