城市軌道交通地下區(qū)間應(yīng)急疏散

周廣浩

(北京市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司,北京 100068)

1 研究背景

城市軌道交通作為旅客運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?，其目?biāo)在于快速安全地將旅客運(yùn)輸至目的地，然而作為交通工具，其存在一定的風(fēng)險(xiǎn).

2021-07-20鄭州地鐵5號(hào)線受特大暴雨影響，隧道嚴(yán)重積水，發(fā)生乘客傷亡事故，給城市軌道交通區(qū)間應(yīng)急疏散敲響了警鐘.

城市軌道交通具有載客量大，乘客構(gòu)成復(fù)雜，地下空間緊張等特點(diǎn).以北京地鐵最普遍采用的6B型列車(chē)為例，車(chē)輛定員工況下可載客約1 460人，超員時(shí)可達(dá)2 070人；8A型列車(chē)定員工況下可載客約2 480人，超員時(shí)可達(dá)3 450人.乘客構(gòu)成既有(男、女)青年、中年、兒童，也有老、弱、病、殘、孕等特殊群體.地下區(qū)間無(wú)論采用圓形、馬蹄形還是矩形隧道，可供乘客緊急疏散的空間也僅有道床或疏散平臺(tái).

2 疏散的原因

地鐵車(chē)輛在區(qū)間停車(chē)導(dǎo)致旅客疏散的情況一般有以下幾類(lèi).

1)車(chē)輛故障、供電系統(tǒng)故障、區(qū)間障礙物侵限(未造成列車(chē)撞擊、剮蹭、脫軌等事故)等原因?qū)е萝?chē)輛無(wú)法繼續(xù)行駛，不得不采取在區(qū)間對(duì)乘客進(jìn)行疏散的措施.其目的在于將乘客安全的疏散至就近車(chē)站或通過(guò)垂向疏散應(yīng)急通道疏散至地面，疏散前，故障未對(duì)乘客造成身體上的傷害，可根據(jù)旅客的實(shí)際情況，按照旅客自身身體狀態(tài)有序地進(jìn)行分類(lèi)分流疏散.

2)列車(chē)由于各種原因?qū)е碌淖矒簟幉?、脫軌等事故，?dǎo)致列車(chē)無(wú)法繼續(xù)行駛，并導(dǎo)致部分乘客受傷，不得不采取在區(qū)間對(duì)乘客進(jìn)行疏散的措施.疏散前，事故已對(duì)部分乘客造成了傷害，疏散應(yīng)本著優(yōu)先救助受傷人員的原則，采取醫(yī)護(hù)救助等方式進(jìn)行疏散，有行走能力的乘客按照疏散引導(dǎo)進(jìn)行疏散.

3)由于發(fā)生火災(zāi)、爆炸、隧道涌水、恐怖主義行為等原因?qū)е碌氖枭?此類(lèi)情況，由于其本身具有很大的破壞性和危害性.需在最短的時(shí)間內(nèi)將乘客疏散離危險(xiǎn)區(qū)域.

3 疏散方式

3.1 基于列車(chē)端部疏散門(mén)和道床面的疏散

國(guó)內(nèi)早期建設(shè)的地鐵，多利用軌道道床面作為疏散通道，在列車(chē)端部設(shè)置寬度不小于600 mm的端部疏散門(mén).區(qū)間進(jìn)行乘客疏散時(shí)，疏散引導(dǎo)人員打開(kāi)端部疏散門(mén)，乘客通過(guò)打開(kāi)的疏散門(mén)經(jīng)疏散坡道或步梯、爬梯疏散至道床面，沿道床面將乘客疏散至就近的站臺(tái).列車(chē)端部疏散門(mén)及疏散坡道如圖1所示.

圖1 列車(chē)端部疏散門(mén)及疏散坡道圖

3.2 基于客室門(mén)和區(qū)間縱向疏散平臺(tái)的疏散

近年來(lái)，建設(shè)的地鐵線路多設(shè)置有區(qū)間縱向疏散平臺(tái)，《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50157—2013)中規(guī)定平臺(tái)高度距離軌面850 mm(B型車(chē)，A型車(chē)900 mm)，《地鐵安全疏散規(guī)范》(GB/T3668—2017)中明確單線平臺(tái)寬度不小于700 mm，困難條件下不小于550 mm(《城市軌道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(DB11/995—2013)規(guī)定為800 mm/600 mm).區(qū)間進(jìn)行乘客疏散時(shí)，疏散引導(dǎo)人員在確認(rèn)安全的情況下，將疏散平臺(tái)側(cè)的客室門(mén)打開(kāi)，乘客通過(guò)客室門(mén)進(jìn)入疏散平臺(tái).且在近幾年推廣全自動(dòng)駕駛技術(shù)后，由于司機(jī)室設(shè)備臺(tái)空間限制，多采取了列車(chē)不再設(shè)置端部疏散門(mén)的設(shè)計(jì)方案.

4 主要疏散路徑分析

關(guān)于疏散平臺(tái)疏散和道床面疏散，國(guó)內(nèi)有2種主流的觀點(diǎn).區(qū)間疏散主要疏散路徑如圖2所示.

圖2 區(qū)間疏散主要路徑圖

4.1 道床面作為主要疏散路徑，疏散平臺(tái)作為輔助疏散路徑

利用道床面作為主要疏散路徑的疏散方式，主要疏散路徑有以下幾條：

1)乘客經(jīng)端部疏散門(mén)下行到道床進(jìn)行疏散，其疏散路徑主要有以下幾條：

①列車(chē)客室—端部疏散門(mén)—下行坡道(步梯)—道床面—上行步梯—站臺(tái)

②列車(chē)客室—端部疏散門(mén)—下行坡道(步梯)—道床面—聯(lián)絡(luò)通道—道床面—上行步梯—站臺(tái)

③列車(chē)客室—端部疏散門(mén)—下行坡道(步梯)—道床面—區(qū)間疏散樓梯間—地面

2)對(duì)于利用道床面作為主要疏散通道的地下區(qū)間疏散平臺(tái)，一般每不超過(guò)300 m的距離設(shè)置一處疏散平臺(tái)下行到道床面的步梯，步梯如圖3所示.乘客先通過(guò)列車(chē)客室門(mén)進(jìn)入到疏散平臺(tái)，經(jīng)疏散平臺(tái)設(shè)置的步梯下行到道床面進(jìn)行疏散.主要疏散路徑有以下幾條：

圖3 疏散平臺(tái)下行到道床面步梯

①列車(chē)客室—客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)—下行步梯—道床面—上行步梯—站臺(tái)

②列車(chē)客室—客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)—下行步梯—道床面—聯(lián)絡(luò)通道—道床面—上行步梯—站臺(tái)

③列車(chē)客室—客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)—下行步梯—道床面—區(qū)間疏散樓梯間—地面

此觀點(diǎn)認(rèn)為疏散平臺(tái)距離軌面850 mm/900 mm距離，距離道床面高度超過(guò)1 m，疏散平臺(tái)僅在靠近隧道壁側(cè)900 mm高度的位置設(shè)置扶手，外側(cè)未布置安全防護(hù)欄桿，在地下隧道內(nèi)通過(guò)寬度只有550～800 mm的架空平臺(tái)長(zhǎng)距離疏散乘客存在較大的安全隱患，且在人防隔斷門(mén)、道岔區(qū)、防淹隔斷門(mén)等區(qū)域無(wú)法設(shè)置縱向疏散平臺(tái)，此外在區(qū)間與車(chē)站的連接處，為方便工作人員從站臺(tái)下行到道床面，區(qū)間疏散平臺(tái)不與站臺(tái)直接連通，而是通過(guò)設(shè)置下行步梯的方式先連接至道床面，通過(guò)道床面走行至非有效站臺(tái)端部設(shè)置的步梯上行至站臺(tái).即便設(shè)置了縱向疏散平臺(tái)的地下區(qū)間，疏散平臺(tái)也只適合快速地將乘客撤離車(chē)輛上的危險(xiǎn)區(qū)域，不適合長(zhǎng)距離行走.

4.2 疏散平臺(tái)作為主要疏散路徑.

疏散平臺(tái)作為主要疏散路徑的疏散方式，主要疏散路徑有以下幾條：

1)列車(chē)客室—客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)—下行步梯—(站端)道床面—上行步梯—站臺(tái)

2)列車(chē)客室—客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)(—下行坡道)—聯(lián)絡(luò)通道(—上行坡道)—疏散平臺(tái)—下行步梯—道床面—上行步梯—站臺(tái)

3)列車(chē)客室—客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)—下行步梯—道床面—區(qū)間疏散樓梯間—地面

此觀點(diǎn)認(rèn)為：利用道床面進(jìn)行疏散，若采用列車(chē)端部疏散門(mén)進(jìn)行疏散，端部疏散門(mén)寬度僅有700～800 mm寬，且車(chē)輛地板面到道床面距離超過(guò)1.2 m，端部疏散坡道坡度約為18°，坡道底部距離道床面約260 mm高差，疏散步梯約7～8級(jí)的才可到達(dá)道床面，正常樓梯下行速度0.9 m/s(中青年男士)、0.74 m/s(中青年女士)、0.52 m/s(老人及兒童)的速度，遇緊急情況時(shí)，乘客會(huì)在端部疏散門(mén)處發(fā)生擁擠，利用端部疏散門(mén)較難快速的將處于危險(xiǎn)區(qū)域的乘客疏散離危險(xiǎn)區(qū)域.且道床面上敷設(shè)有信號(hào)應(yīng)答器、各類(lèi)橫穿過(guò)軌的管線等，還設(shè)置有中心排水溝等，特別是對(duì)于采用T型軌枕的道床面，軌枕與道床基底之間存在較大高差，道床中部設(shè)有大量的橫向連接桿，若未做無(wú)障礙通行處理，不利于乘客安全行走.

4.3 疏散能力及安全性分析

4.3.1 能力分析

對(duì)于8A型車(chē)其定員核載2 480人，超員時(shí)可達(dá)3 450人，參照《地鐵安全疏散規(guī)范》中對(duì)于樓扶梯及水平通道人員通行速度的規(guī)定，水平通道的人員行走速度和通過(guò)能力遠(yuǎn)大于同等寬度樓梯的行走速度和通過(guò)能力.無(wú)論采取前文所列述的何種疏散方式及疏散路徑，其疏散速度關(guān)鍵控制點(diǎn)均在于步梯段的上下行速度.端門(mén)寬度一般為700～800 mm，疏散(坡道)步梯寬度約600～700 mm，疏散平臺(tái)下行到道床面的步梯寬度為600～800 mm，道床面上行到站臺(tái)的步梯寬度為1 200 mm，通過(guò)能力按照步梯及通道0.55 m寬度的整倍數(shù)計(jì)算，按照同等乘客組成比例的情況下，各種疏散路徑的疏散能力接近.但若同時(shí)采取端門(mén)—道床面疏散和客室側(cè)門(mén)—疏散平臺(tái)的疏散，對(duì)于應(yīng)對(duì)火災(zāi)、爆炸、恐怖主義行為等危害性較大的事件導(dǎo)致的疏散有很大的幫助.

4.3.2 安全性分析

城市軌道交通必然存在道岔區(qū)、人防隔斷門(mén)、防淹隔斷門(mén)、道床面管線過(guò)軌、敷設(shè)信號(hào)應(yīng)答器及排水溝等的情況，區(qū)間疏散平臺(tái)由于受制于區(qū)間隧道的尺寸限制，其寬度較車(chē)站等其他公共設(shè)施的疏散通道及樓扶梯的寬度小.筆者認(rèn)為，無(wú)論采取何種疏散方式，必然存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，解決問(wèn)題的關(guān)鍵在于最大化疏散通道的無(wú)障礙處理及穩(wěn)定有序的疏散引導(dǎo).

4.4 建議

1)在城市軌道交通設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)中應(yīng)保留多通道疏散的疏散方案，提高區(qū)間應(yīng)急疏散能力，降低應(yīng)急疏散時(shí)間.

2)疏散通道最大化無(wú)障礙處理，管線采用道床面以下橫穿過(guò)軌，信號(hào)應(yīng)答器前后設(shè)緩坡，橫向設(shè)護(hù)板找平，排水溝鋪設(shè)地溝蓋板等.

3)明確疏散路徑，使用熒光漆噴涂疏散通道標(biāo)示線，懸掛疏散指示標(biāo)識(shí).

4)道岔區(qū)增加應(yīng)急照明燈設(shè)置密度，提高可視性，使用明顯的標(biāo)志標(biāo)識(shí)指明疏散行走路徑及需躲避遠(yuǎn)離區(qū)域.

5)車(chē)輛設(shè)計(jì)中保留端部疏散門(mén)的設(shè)計(jì)方案，疏散坡道(步梯)端部應(yīng)貼近道床面.

5 區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道

單洞單線隧道，為便于乘客在疏散時(shí)快速撤離并遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)域可通過(guò)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰隧道進(jìn)行疏散，《地鐵安全疏散規(guī)范》中規(guī)定并行的2條單線區(qū)間隧道，長(zhǎng)度超過(guò)600 m時(shí)需要設(shè)置區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道，相鄰聯(lián)絡(luò)通道的距離不應(yīng)大于600 m.對(duì)于設(shè)置有區(qū)間縱向疏散平臺(tái)的地下區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)置方法，國(guó)內(nèi)有2種主流觀點(diǎn).

1)聯(lián)絡(luò)通道底面標(biāo)高和疏散平臺(tái)同標(biāo)高，疏散平臺(tái)連貫設(shè)置，不在聯(lián)絡(luò)通道處做斷開(kāi)設(shè)置下行到道床面的坡道.此方式有利于疏散平臺(tái)連貫設(shè)置，有助于利用疏散平臺(tái)疏散的人員行走和通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰隧道進(jìn)行疏散；在隧道發(fā)生涌水時(shí)，隧道內(nèi)積水水位未達(dá)到或超過(guò)疏散平臺(tái)高度時(shí)，不會(huì)對(duì)疏散造成影響，且在未設(shè)置廢排水井的聯(lián)絡(luò)通道處，積水水位未達(dá)到或超過(guò)疏散平臺(tái)高度時(shí)不會(huì)通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰隧道.但是不利于在道床面進(jìn)行疏散的人員在聯(lián)絡(luò)通道處上行到疏散平臺(tái)和利用聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰隧道進(jìn)行疏散.

2)聯(lián)絡(luò)通道底面和軌面同標(biāo)高，疏散平臺(tái)在聯(lián)絡(luò)通道處斷開(kāi)設(shè)置下行到道床面的坡道.此方式有利于道床面疏散的人員通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入到相鄰區(qū)間隧道進(jìn)行疏散，也有利于疏散平臺(tái)疏散人員下行到道床面進(jìn)行疏散.但是在隧道發(fā)生涌水時(shí)，隧道內(nèi)積水水位一旦超過(guò)軌面，就會(huì)出現(xiàn)疏散人員涉水的情況，影響疏散的安全，且隧道內(nèi)積水會(huì)通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰隧道.

圖4 聯(lián)絡(luò)通道和疏散平臺(tái)同標(biāo)高隧道斷面圖

圖5 聯(lián)絡(luò)通道和軌面同標(biāo)高斷面圖

筆者建議區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道底面標(biāo)高宜按照與疏散平臺(tái)同標(biāo)高設(shè)置，在設(shè)置有廢排水井的聯(lián)絡(luò)通道處，左右線隧道向排水井敷設(shè)的排水管應(yīng)做防倒灌處理，防止一側(cè)隧道進(jìn)水后通過(guò)排水管及排水井進(jìn)入相鄰隧道.

為保證疏散平臺(tái)和道床面的有效聯(lián)通及道床面和聯(lián)絡(luò)通道的有效聯(lián)通，應(yīng)在疏散平臺(tái)設(shè)置步梯聯(lián)通道床面，但為了保證疏散平臺(tái)的連貫性，減少步梯對(duì)疏散平臺(tái)疏散的效率及安全的影響.筆者提出如下解決方案.

如圖6所示，聯(lián)絡(luò)通道底標(biāo)高與疏散平臺(tái)同標(biāo)高設(shè)置，在聯(lián)絡(luò)通道的前后2～5 m范圍內(nèi)各設(shè)置一處疏散平臺(tái)下行到道床面的步梯，步梯處設(shè)置翻板式疏散平臺(tái)，翻板式疏散平臺(tái)安裝機(jī)構(gòu)及原理見(jiàn)圖7.

圖6 聯(lián)絡(luò)通道處步梯設(shè)置方案

圖7 不同隧道斷面翻板式疏散平臺(tái)安裝機(jī)構(gòu)示意圖

翻板式疏散平臺(tái)處于打開(kāi)位時(shí)翻板與疏散平臺(tái)平齊，做疏散平臺(tái)用，利用疏散平臺(tái)進(jìn)行疏散時(shí)，人員可不用通過(guò)上下行步梯，利用翻板式疏散平臺(tái)直接通過(guò).翻板式疏散平臺(tái)打開(kāi)位如圖8所示.

圖8 步梯處翻板式疏散平臺(tái)打開(kāi)位

翻板式疏散平臺(tái)處于收起位時(shí)，通過(guò)鎖閉機(jī)構(gòu)鎖閉將翻板鎖閉在隧道壁，步梯打開(kāi)，人員可通過(guò)上下行步梯，從道床面上行到疏散平臺(tái)，進(jìn)而通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰區(qū)間隧道進(jìn)行疏散.翻板式疏散平臺(tái)收起位如圖9所示.

圖9 步梯處翻板式疏散平臺(tái)收起位

翻板式疏散平臺(tái)處于收起位時(shí)，通過(guò)鎖閉機(jī)構(gòu)將翻板鎖閉在隧道壁，步梯打開(kāi)，人員可通過(guò)上下行步梯，從道床面上行到疏散平臺(tái)，進(jìn)而通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道進(jìn)入相鄰區(qū)間隧道進(jìn)行疏散.翻板式疏散平臺(tái)收起位如圖10所示.

6 站端與疏散平臺(tái)的連接

為方便工作人員從站臺(tái)下行到道床面，區(qū)間疏散平臺(tái)不與站臺(tái)直接連通，而是通過(guò)設(shè)置下行步梯的方式先連接至道床面，通過(guò)道床面走行至非有效站臺(tái)端部設(shè)置的步梯上行至站臺(tái).當(dāng)發(fā)生隧道涌水時(shí)，會(huì)出現(xiàn)人員涉水的情況，無(wú)法保障疏散安全.對(duì)于接近站端區(qū)間未設(shè)置渡線等道岔區(qū)的，同樣可采取設(shè)置翻轉(zhuǎn)式疏散平臺(tái)的方式解決疏散問(wèn)題，翻板常態(tài)設(shè)置為收起位，不影響工作人員的正常檢修作業(yè)時(shí)的通行，當(dāng)需要利用其進(jìn)行疏散時(shí)，由工作人員將其置于打開(kāi)位進(jìn)行疏散.

7 人防隔斷門(mén)和防淹隔斷門(mén)

由于人防隔斷門(mén)和防淹隔斷門(mén)的特殊功能，疏散平臺(tái)做斷開(kāi)設(shè)置，疏散時(shí)，人員通過(guò)下行步梯下行到道床面，通過(guò)后通過(guò)步梯上行至疏散平臺(tái)進(jìn)行疏散，其同樣存在疏散人員涉水的情況，此外當(dāng)出現(xiàn)列車(chē)停車(chē)后端部正好卡在隔斷門(mén)處的極端情況，人員僅能通過(guò)列車(chē)與隔斷門(mén)之間的縫隙進(jìn)行疏散.筆者建議在后續(xù)的城市軌道交通設(shè)計(jì)、建設(shè)中可通過(guò)設(shè)置800～1 200 mm寬“疏散小門(mén)”的方式實(shí)現(xiàn)疏散平臺(tái)的連貫設(shè)置，疏散小門(mén)如圖10.

圖10 疏散小門(mén)示意圖

8 結(jié)束語(yǔ)

以上為筆者結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有城市軌道交通在疏散方式進(jìn)行的總結(jié)分析，并結(jié)合設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)中的經(jīng)驗(yàn)提出的幾點(diǎn)優(yōu)化建議，希望能為城市軌道交通安全疏散設(shè)計(jì)提供參考.