地鐵疏散平臺及軌旁設備布設方案的優化

陳 園

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,710043,西安∥工程師)

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地鐵疏散平臺及軌旁設備布設方案的優化

陳 園

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司,710043,西安∥工程師)

摘 要地鐵在空間狹長的隧道或者橋梁上運行,人流量大,人員構成復雜。當地鐵列車遇到恐怖襲擊、輸電系統故障以及發生火災等事故時,為了能迅速、有序地從區間組織乘客盡快疏散至車站,地鐵區間需設置應急疏散平臺。針對地鐵疏散平臺不同的設置方法與區間軌旁設備的敷設路徑進行了研究,并分析了疏散平臺對設備安裝空間的影響及優缺點,為后期施工設計及設備安裝提供了參考依據。

關鍵詞地鐵;疏散平臺;建筑限界;設備管線

Author′s address China Railway First Survey and Design Institute Group Ltd.,710043,Xi’an,China

當發生列車故障及災害事故時,為保證乘客迅速、有序地從區間隧道內盡快疏散,消除或減少因疏散通道不通暢造成的傷亡,在地鐵隧道正線設置緊急疏散平臺越來越被廣泛應用。

當隧道設置疏散平臺及聯絡通道時,平臺或通道位置會對軌旁設備的安裝及敷設路徑均有影響。為此,應從限界及管線綜合設計的角度出發,對平臺的布置方式進行綜合分析,以保證軌旁設備的敷設安裝及人員疏散的消防要求。

1　疏散平臺設置方案分析

地鐵疏散應以疏散平臺為基礎,在災害情況下,列車側門打開,乘客借助疏散平臺通向車站進行疏散或乘客通過列車端門下至道床進行疏散,兩種方法相結合,可以提高疏散效率。因此應對疏散平臺(設置位置、平臺高度及平臺寬度)進行優化設計,以保證乘客疏散的成功和安全。

疏散平臺在區間主要有在行車方向左側與右側兩種設置方式(以盾構區間為例)。

單線區間內,通常在行車方向左側墻上,安裝強電電纜支架、電源箱、照明燈等;在行車方向右側墻上,安裝弱電電纜支架、信號機、區間電話、漏泄同軸電纜等。強電側的設備較弱電側少,更有利于空間的重新分布。若平臺布置在弱電側,疏散安全空間的占用使得設備布置空間大幅減小,很難滿足各種電纜、設備的抗干擾距離,同時安裝的設備會與疏散空間產生沖突。因此,將疏散平臺設置在強電側更為合理。圖1為隧道單線區間疏散平臺設置方案示意圖。

高架雙線區間,則主要有設置在兩線之間與設置在線路兩側兩種方案,如圖2所示。當疏散平臺設置在線路兩側(即橋梁邊緣)時,可以充分利用疏散平臺的下部空間和橋梁圍欄,不增加線間距及工程量。但乘客疏散時會產生高空恐懼感,若再安裝安全圍欄,則會增加工程造價,并影響城市景觀。

將疏散平臺設置在兩線之間,大幅提高了平臺本身的通過能力(即將兩側平臺合二為一),減少了高空恐懼感,有利于保持疏散秩序,景觀效果也更好。因此,在雙線高架橋區間,疏散平臺設置在兩線之間更合理,更加有利于疏散。

圖1　隧道單線區間疏散平臺設置方案示意圖

圖2　高架橋雙線區間疏散平臺設置方案示意圖

2　疏散平臺的材料及類型

根據疏散平臺設計要求及區間施工的難易程度,針對平臺在材料、型式等方面的不同,一般分為4種設計方案。

2.1復合材料疏散平臺

復合材料疏散平臺主要以樹脂為基體材料,有良好的電氣絕緣性、耐腐蝕性,平臺結構簡單,可根據需要現場切割,尺寸調節方便。尤其整個結構質量輕,安裝簡單,施工進度快。

2.2鋼結構和預制鋼筋混凝土板

此方案的整體剛度較好,采購比較方便,但鋼結構平臺質量大,在隧道內成品運輸工程量較大,在隧道內進行鋼平臺支架與平臺板安裝的工程量較大,施工安裝進度較慢。

2.3純鋼筋混凝土結構

平臺立柱、牛腿采用在隧道結構壁上植筋,立柱鋼筋混凝土與道床混凝土一起現澆。平臺內可用作放置系統電纜的電纜溝,隧道內整體美觀。但此方案要求疏散平臺與道床施工時一起現澆、鋼筋綁扎、立模、澆筑,施工工期長,工作量較大。

2.4純鋼結構

純鋼結構平臺剛度好,但鋼材極易導熱導電,使得純鋼結構的疏散平臺有產生二次災害的危險,且平臺質量較大,現場安裝工作量大。

綜上,4種設計方案各有優劣,需從綜合指標進行分析比選。

3　聯絡通道與疏散平臺的位置關系

3.1聯絡通道的設置原則

根據GB 50157—2003《地鐵設計規范》及消防救援要求,兩條單線區間隧道之間,當隧道連貫長度＞600 m時,應設聯絡通道并在通道兩端設雙向開啟的甲級防火門。當發生火災等緊急情況下,乘客及救援設備可從聯絡通道轉移至另一隧道進行疏散救援。

地鐵聯絡通道一般處于區間隧道的中部和線路的最低處,且通常與集、排水泵站連在一起合并建設(如圖3所示),共同起著兩隧道連接、集水、排水和防火等作用。

圖3　地鐵聯絡通道及泵房橫剖面圖(盾構區間)

3.2聯絡通道與疏散平臺的位置關系

由于兩單線隧道之間聯絡通道也設置于左右線行車方向的左側(順著行車方向看),故聯絡通道與疏散平臺位置關系可分為2種情況。

(1)聯絡通道底面與軌面線平齊,疏散平臺在聯絡通道處斷開,在疏散平臺斷開位置設置手扶欄桿,方便乘客下至道床中心進行疏散,見圖4a)。

(2)聯絡通道底面與疏散平臺平齊,疏散平臺縱向不斷開,同時在聯絡通道管片開口位置設置垂直于線路方向的鋼梯,連接道床與疏散平臺,見圖4b)。

圖4　聯絡通道與疏散平臺相對位置圖

4　聯絡通道與疏散平臺設置方式對軌旁設備布置方案的影響

軌旁設備管線的布置方案在沒有疏散平臺的條件下形成了比較成熟的模式。但當設置疏散平臺后,對原有軌旁設備管線的布置會產生較大的影響。

西安地鐵2號線采用B2型車,其軌旁管線設備布置斷面如圖5所示(以矩形隧道為例)。

矩形隧道行車方向右側布置了弱電電纜支架、信號燈、FAS(防災報警系統)/BAS(設備監控系統)漏纜及消防水管等。行車方向左側布置了強電電纜支架、動力檢修箱、照明燈、排水管等。

當設置疏散平臺后,其上700 mm×2 000 mm是不可侵入的疏散空間,除了扶手、疏散指示燈等輔助疏散設備外,不能布置任何設備和電纜,故同側電纜及設備需要重新布置,如圖6所示。

圖5　西安地鐵2號線矩形隧道設備布置圖

圖6　管線布置空間關系圖

(1)對于地下區間,當設置疏散平臺后,疏散空間的上下方各有一個較為集中的空間可以用于電纜及設備的布置,如圖6所示。西安地鐵強電電纜采用支架明敷,支架高度均在1 100 mm左右,不能完全轉移到平臺上下方的可用空間內,需要對電力電纜進行分散敷設。由于35 k V環網電纜較重,為了便于施工,應將其敷設在平臺下方,同時將排水管移至右側消防水管下側。當疏散平臺設置于軌面上900 mm高度時,考慮平臺下方空間,設置三層間距250 mm電纜支架,如圖7所示。其它電纜如動力照明、電力監控電纜則敷設在疏散安全空間上方。照明燈根據電纜支架位置適當調整(見圖8)。

圖7　平臺下方電纜支架布置圖

圖8　設置疏散平臺時軌旁設備布置圖

(2)對于高架區間,設備布置對高架區間電纜的影響相對較少,弱電電纜一般敷設在疏散平臺下方的電纜支架上,強電電纜則敷設于遠離疏散平臺的橋梁兩側支架。這樣的設計可以使得弱電電纜處于平臺及其支座的保護中,同時,可以確保乘客在疏散過程中免受高壓電擊。

隧道內強電電纜敷設在行車方向左側,到達高架段時需移至右側(線路兩側,如圖9所示),而弱電電纜需移至兩線之間,當高架區間長度較短時,為減小過渡段電纜過軌量,高架橋面強電電纜可優化為延續隧道內的敷設路徑(見圖10),即放置于疏散平臺下方的支架上,弱電電纜則敷設在橋面兩側。

圖9　隧道與高架段電纜敷設路徑示意圖

圖10　優化后隧道與高架段電纜敷設路徑示意圖

(3)對于疏散平臺與聯絡通道結合處的管線設備布置,根據第4章節內容,當聯絡通道與軌面平齊時(見圖4a)),疏散平臺下方空間可作為供電電纜敷設通道(見圖7)。在疏散平臺斷開處,疏散平臺下方電纜支架可向上過渡至聯絡通道頂部位置敷設(見圖11),以避開聯絡通道結構開口,以免影響疏散效果。

當聯絡通道與疏散平臺平齊時(圖4b)),疏散平臺下方空間可作為環網電纜敷設通道(見圖12)。疏散平臺上方電纜支架可向上過渡至聯絡通道頂部位置,以避開聯絡通道結構開口。

5　結語

介紹了地鐵疏散平臺及聯絡通道的設計原則及材料,并針對不同的設置方案進行了對比分析。其次,論述了區間聯絡通道與疏散平臺的位置關系,并詳細分析了疏散平臺的設置對斷面空間的影響。最后進行了區間較短高架過渡段時的強弱電纜敷設路徑的調整研究,同時還針對疏散平臺與聯絡通道接口處的電纜設備進行了優化布置方案,為后期施工設計及設備電纜敷設安裝提供了施工資料和參考依據。

圖11　聯絡通道(與軌面平齊)處強電電纜布置示意圖

圖12　聯絡通道(與疏散平臺平齊)處強電電纜布置示意圖

參考文獻

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Design of Metro Evacuation Platform and Optimization of Trackside Equipment Installation

Chen Yuan

AbstractMetro operation is always in narrow tunnels or on a bridge,the passenger flow is large and complicated.In order to evacuate passengers quickly and orderly in case of a terrorist attack,transmission system fault or fire accident,an evacuation platform should be installed at metro sections.According to different metro evacuation platform designs and trackside equipment installation paths,the advantages and disadvantages of evacuation platform design scheme and its effect over the equipment installation space are analyzed.This study could provide a reference for future construction and equipment installation on evacuation platform.

Key wordsmetro;evacuation platform;structure gauge; equipment pipeline

(收稿日期:2015-04-14)

DOI:10.16037/j.1007-869x.2016.02.013

中圖分類號U 231.96