地鐵客流量與事故疏散關(guān)系探討

唐虹

摘要：隨著城市地鐵的迅速發(fā)展，地鐵災(zāi)害問題引起重視，地鐵發(fā)生意外事故時，地面建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時人員逃生方向與煙氣的自然擴(kuò)散方向相反，人群向下逃離有可能脫離煙氣危害。地鐵人員逃生方向與煙氣的自然擴(kuò)散方向一致都是向上運(yùn)動，煙氣的擴(kuò)散速度一般比人群速度快，因此人員疏散更加困難，疏散時間成為了重中之重。為此地鐵疏散時間驗算和客流預(yù)測取值是最需要反復(fù)確認(rèn)的重要數(shù)據(jù)依據(jù)，需要我們對地鐵客流量與事故疏散關(guān)系進(jìn)行深刻的分析探討，擁有客觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，才能使地鐵成為方便市民交通出行的安全線、生命線。

關(guān)鍵詞：地鐵客流量；事故疏散時間

地鐵，作為城市立體交通網(wǎng)絡(luò)中重要的一環(huán)，不僅是國家的國力和科技水平的實力展現(xiàn)，同時也是一座城市融入國際化大都市現(xiàn)代化立體式交通的顯著標(biāo)志， 是目前世界上能夠有效解決大中型城市人們出行最為便捷、經(jīng)濟(jì)和高效的一種交通工具。但是隨著城市地鐵的迅速發(fā)展，地鐵災(zāi)害問題也愈來愈引起人們的重視，地鐵災(zāi)害主要有火災(zāi)、水淹、風(fēng)災(zāi)、冰雪、地震、雷擊和停車事故災(zāi)害等。再加上地鐵具有密閉性，火災(zāi)荷載大、人員密度高等特點，人員安全疏散難度很大，所以地鐵火災(zāi)人員疏散是一個十分重要的課題。

由于地鐵的施工運(yùn)行地點以地下工程居多，設(shè)計規(guī)劃過程中與地面工程差距巨大，各種不利因素也成為地鐵設(shè)計建設(shè)者必須面對和克服的難題。地鐵發(fā)生意外事故時，地鐵內(nèi)部人員的安全疏散顯得異常關(guān)鍵。本文參照哈爾濱地鐵2號線設(shè)計預(yù)測數(shù)據(jù)為例，參照現(xiàn)行地鐵設(shè)計規(guī)范及相關(guān)資料，對意外事故發(fā)生時人員疏散過程進(jìn)行以下幾個方面的計算。

一、規(guī)范中事故疏散時間公式

按《地鐵設(shè)計規(guī)范GB501572013》乘客疏散時間計算 公式：

疏散時間T=1+{（Q1+Q2）/0.9[A1×（N1）+A2×B]}≤6min

式中：

Q1：遠(yuǎn)期的客流控制期中超高峰小時1列進(jìn)站列車的最大客流斷面流量（人）；

Q2：遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時站臺上的最大候車乘客（人）；

A1：一臺自動扶梯的通過能力（人/min·m）；

A2：疏散樓梯的通過能力（人/min·m）；

N：自動扶梯數(shù)量；

B：疏散樓梯的總寬度（m），每組樓梯的寬度應(yīng)按0.55的整倍數(shù)計算。

二、設(shè)計客流分析取值

現(xiàn)以哈爾濱地鐵2號線東北農(nóng)業(yè)大學(xué)站數(shù)據(jù)為例，設(shè)計客流分析取值如下：

三、站臺計算

規(guī)范規(guī)定：車站站臺公共區(qū)的樓梯、自動扶梯、出入口通道，應(yīng)滿足當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時在6min內(nèi)將遠(yuǎn)期或客流控制期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)的要求。

以上表中數(shù)據(jù)為高峰小時客流人數(shù)，在代入公式驗算時必須乘以超高峰系數(shù)（在2043年遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)中取值1.15）：

Q1=1.15×16780/26=742

Q2=1.15×（3758+518）/26=189

（站臺上工作人員取值10人）

將（Q1+Q2）分別帶入以上疏散公式，再結(jié)合車站規(guī)模和實際情況，在滿足疏散要求小于6min的情況下，進(jìn)行一個合理的樓扶梯設(shè)置。

樓扶梯數(shù)量和寬度計算出來后，再根據(jù)客流預(yù)測表中相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合規(guī)范的相關(guān)要求，合理計算側(cè)站臺需要滿足的寬度。

（一）站臺形式

以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)站為例站臺形式：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)路站位于哈爾濱公濱路與木材街交匯處，車站總長195.70m（內(nèi)凈），標(biāo)準(zhǔn)段寬18.3m（內(nèi)凈）。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)站為地下兩層島式站臺車站，站臺寬度11.0m。

（二）側(cè)站臺寬度

b=（Q×ρ）/L+M

本線初期、中期、遠(yuǎn)期的控制客流均有不同，分別計算如下：

初期：Q=1.15×（2762+25）/17=189

近期：Q=1.15×（4441+57）/20=259

遠(yuǎn)期：Q=1.15×（3758+518）/26=189

經(jīng)以上核算，控制客流為近期，其中Q取值2028年早高峰下行線一側(cè)設(shè)計客流量，

則Q=1.15×（4441+57）/20=259

取ρ=0.5平方米/人

L：站臺有效長度，指能夠集散乘客的有效長度（m）L=114m

M：站臺著閉門立柱內(nèi)側(cè)的距離（m）無遮蔽門時，M=0，本站設(shè)有屏蔽門M=0.26；

b=（259×0.5）/114+0.26=1.4m

依據(jù)規(guī)范《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB501572013，第9.3.15條要求，島式站臺的側(cè)站臺最小寬度為2.5m，取側(cè)站臺設(shè)計寬度b=2.5m。

（三）站臺總寬度

B=2.5×2+2.0×2+1.1=10.1m，設(shè)計采用11.0m站臺寬度，站臺有效長度120m.（站臺中部樓、扶梯寬度1.8m，考慮裝修后為2.0m；柱寬0.8m，裝修厚度0.15m，即裝修后柱寬1.1m）

四、扶梯通行能力計算

自動扶梯寬度和數(shù)量的設(shè)計

1m寬自動扶梯通過能力：7300人次/m.hr；

初期高峰小時下車設(shè)計客流：（3120+23）×1.15=3614人次/m；

初期高峰小時上車設(shè)計客流：（21+2354）×1.15=2731人次/m；

近期高峰小時下車設(shè)計客流：（3715+54）×1.15=4334人次/m；

近期高峰小時上車設(shè)計客流：（71+4441）×1.15=5189人次/m；

遠(yuǎn)期高峰小時下車設(shè)計客流：（3135+420）×1.15=4088人次/m；

遠(yuǎn)期高峰小時上車設(shè)計客流：（451+3758）×1.15=4840人次/m；

通過對初期、近期、遠(yuǎn)期高峰時上下車設(shè)計客流計算對比綜合考慮，本站布置2部1m寬上行扶梯，2部1m寬下行扶梯可滿足出站客流需要。

五、緊急疏散計算

車站站臺公共區(qū)的樓梯、自動扶梯、出入口通道，應(yīng)滿足當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時在6min內(nèi)將遠(yuǎn)期或客流控制期超高峰小時一列進(jìn)站列車所載的乘客及站臺上的候車人員全部撤離站臺到達(dá)安全區(qū)的要求，其中1min為反應(yīng)時間。

本站站臺至站廳設(shè)置2組上下行自動扶梯，1部3800mm寬T型樓梯，并假設(shè)一臺扶梯出現(xiàn)故障。

站臺層的事故疏散時間按下列公式驗算：

T=1+（Q1+Q2）/{0.9[A1（N1）+A2B]}≤6min

式中：

Q1—遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時1列進(jìn)站列車的最大客流斷面流量（人）

Q2—遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時站臺上的最大候車乘客（人）

A1一臺自動扶梯的通過能力（7300/60=121人/m.min）

A2—疏散樓梯的通過能力（3700/60=62人/m.min）

N—自動扶梯數(shù)量4

B—疏散樓梯的總寬度（m），取3.3m，每組樓梯的寬度應(yīng)按照0.55m的整倍數(shù)計算。

本線初期、中期、遠(yuǎn)期的運(yùn)營模式及客流均有不同，分別計算如下：

初期：Q1+ Q2=[7475+（27+2762）]X1.15/17=762（人）

近期：Q1+ Q2=[9935+（71+4441]X1.15/20=831（人）

遠(yuǎn)期：Q1+ Q2=[16780+（451+3758）]X1.15/26=929（人）

取遠(yuǎn)期數(shù)值Q1+ Q2=929（人）

驗算結(jié)果：

T=1+929/[0.9X（121X3+62X3.3）]=3.69 min<6min

站臺至站廳樓、扶梯設(shè)置滿足緊急疏散能力的要求。

六、結(jié)論

地鐵需要疏散的情況有很多，造成這些情況的原因可能是煙火，停電，嚴(yán)重信號錯誤，事故，以及故障車等等。近些年國際上又增加了恐怖襲擊，地鐵毒氣襲擊等更加惡劣的地鐵事故。準(zhǔn)確的客流預(yù)測，根據(jù)客流預(yù)測進(jìn)行準(zhǔn)確的地鐵設(shè)計成為重中之重。

火災(zāi)，氣體襲擊等事故，地鐵只能通過地面出口逃生，地面建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時人員逃生方向與煙氣的自然擴(kuò)散方向相反，人群向下逃離有可能脫離煙氣危害。地鐵人員逃生方向與煙氣的自然擴(kuò)散方向一致都是向上運(yùn)動，煙氣的擴(kuò)散速度一般比人群速度快，因此人員疏散更加困難。為了保證地鐵疏散人員的移動速度，地鐵站臺的寬度，樓梯扶梯的數(shù)量及寬度設(shè)計就成為了逃生的基本條件。

火災(zāi)對生命財產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境都造成巨大損失，是一個不容忽視的潛在危害，避免這些危害的發(fā)生，是地鐵設(shè)計的重點之一。疏散時間驗算和客流預(yù)測取值是我們設(shè)計者最需要反復(fù)確認(rèn)的重要數(shù)據(jù)依據(jù)。在當(dāng)前地下軌道交通系統(tǒng)飛速發(fā)展、地鐵引起高度重視的時代，在地鐵設(shè)計時，需要我們對地鐵客流量與事故疏散關(guān)系進(jìn)行深刻的分析探討，擁有客觀、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，才能使地鐵成為方便市民交通出行的安全線、生命線。

參考文獻(xiàn)：

[1]地鐵設(shè)計規(guī)范GB501572013.

[2]哈爾濱市軌道交通二號線工程設(shè)計技術(shù)要求.

[3]哈爾濱市軌道交通二號線客流預(yù)測表.

[4]北京城建設(shè)計研究總院.地鐵設(shè)計規(guī)范 [M].北京：中國計劃出版社，2003.

[5]中華人民共和國公安部.建筑設(shè)計防火規(guī)范 [M].北京：中國計劃出版社，2005.