長大道路隧道縱向疏散救援技術(shù)應(yīng)用

梅 嬿 婕

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司,上海 200125)

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長大道路隧道縱向疏散救援技術(shù)應(yīng)用

梅 嬿 婕

(上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司,上海 200125)

分析了國內(nèi)外長大道路隧道疏散救援模式，結(jié)合實(shí)際工程案例，提出了利用大斷面盾構(gòu)隧道下層機(jī)動(dòng)空間縱向組織疏散救援的新模式，并闡述了其新模式的具體應(yīng)用，進(jìn)而有效的提高疏散及消防救援效率，為長大道路隧道的疏散救援提供了一種可供選擇的安全、經(jīng)濟(jì)、高效的模式。

長大隧道，消防通道，疏散救援模式，工作井

1 概述

近年來，城市道路隧道的斷面、長度不斷增大，隧道內(nèi)的車輛密度也在不斷的增加，使得隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)的潛在威脅在加大，長大道路隧道的運(yùn)營安全備受關(guān)注。長隧道的類線性封閉環(huán)境特性會(huì)造成疏散、救援、排煙困難，相比地面建筑具有更大的危險(xiǎn)性，如果沒有合理的疏散救援方案，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。

本文利用大直徑盾構(gòu)隧道車道下方的富余空間形成人行疏散通道和消防、救援車輛環(huán)通道，車輛環(huán)通道可直通地面實(shí)現(xiàn)消防和救援車輛的快速介入，提高隧道安全保障度，建立了一套完整的全縱向疏散模式。該技術(shù)通過系列的分析與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，在上海某越江工程中示范應(yīng)用。

2 道路隧道疏散救援模式適應(yīng)性分析

2.1 國內(nèi)外長大隧道疏散救援技術(shù)進(jìn)展

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國外隧道疏散和消防救援大多采用在兩條隧道間設(shè)置小間距的橫向通道的模式；國內(nèi)已建大斷面盾構(gòu)隧道大多位于沿海地區(qū)，隧道結(jié)構(gòu)多處于軟弱地層中，為規(guī)避橫通道的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，多采用大間距的人行橫通道+縱向疏散組合的模式來減少人行橫通道的數(shù)量，少量隧道采用了在盾構(gòu)隧道下層設(shè)置人行疏散通道的縱向疏散模式。

2.2 道路隧道疏散救援模式比選

在隧道的多種疏散救援模式中，因疏散救援的方法不同，體現(xiàn)不同的特征和效果，表1為各種疏散救援方式的適用性。橫向模式通過橫通道進(jìn)行人員疏散和消防救援；橫縱結(jié)合模式通過縱向通道實(shí)現(xiàn)人的疏散、大間距的橫通道作為消防救援的通道；縱向模式通過縱向通道實(shí)現(xiàn)人的疏散，消防救援通過受災(zāi)車道層實(shí)施，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)?；谔厥獾牡刭|(zhì)情況和工程風(fēng)險(xiǎn)，國內(nèi)道路隧道有采用大間距的橫通道+縱向疏散通道的橫縱疏散模式以及無橫通道的縱向疏散模式的趨勢(shì)。

2.3 帶消防救援通道的縱向疏散救援模式的提出

常規(guī)縱向疏散模式在火災(zāi)工況下通過受災(zāi)隧道實(shí)現(xiàn)消防與救援的風(fēng)險(xiǎn)較高，在縱向疏散模式的基礎(chǔ)上創(chuàng)建一條滿足消防救援車輛通道是提高縱向疏散模式保障度的關(guān)鍵。圖1為縱向疏散救援總體設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵技術(shù)一：盾構(gòu)隧道下方創(chuàng)建滿足消防救援車輛通行的空間。通常大直徑盾構(gòu)隧道下層空間僅布置管廊和人行縱向輔助救援疏散通道，有較充足的空間。通過對(duì)空間的優(yōu)化，提供一條滿足消防、救援車輛通行的空間，與兩端的工作井形成消防救援的環(huán)通道。

表1 疏散救援模式綜合比較表

關(guān)鍵技術(shù)二：創(chuàng)建一條實(shí)現(xiàn)地面車輛直道消防救援環(huán)通道的通道。利用隧道工作井及設(shè)備段空間，設(shè)置一條消防救援環(huán)通道與隧道車道層的連接坡道，滿足消防救援車輛的通行要求。

3 縱向疏散救援模式應(yīng)用

3.1 工程概況

本隧道暗埋段全長約4 840 m，為特長道路隧道，設(shè)兩座工作井供盾構(gòu)始發(fā)和接收，工作井之間采用圓隧道連接，圓隧道段長3 390 m，圓隧道段外徑14.5 m、內(nèi)徑13.3 m。本工程若采用橫縱結(jié)合的疏散模式，本隧道需設(shè)置4條長16 m～20 m的橫通道，其中有1條橫通道設(shè)置于黃浦江下方，埋深50 m，且位于7-2層承壓水層中，其實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)極大。

3.2 縱向消防救援環(huán)通道

將圓隧道車行道下部空間分為三倉，如圖2所示。右側(cè)邊倉(以東線隧道橫斷面，剖視方向由南向北)作為電纜、管線專用倉，布置強(qiáng)電電纜、弱電電纜以及地埋式變壓器等管線設(shè)備；中間倉與左側(cè)邊倉作為疏散救援通道，左側(cè)邊倉布置疏散樓梯以及消防救援樓梯，并形成縱向貫通的疏散救援通道與兩端工作井直通地面的疏散樓梯相連，最窄處寬1.2 m、高2.1 m。中間倉凈寬3.3 m、凈高3.0 m，可供救援、疏散車輛、特制的消防車輛通行，消防救援通道交通組織如圖3所示。

3.3 消防救援環(huán)向通道與地面車道連接坡道的設(shè)置

消防救援車輛入口設(shè)于設(shè)備段兩孔車道中間的設(shè)備管廊區(qū)內(nèi)，在盾構(gòu)車架段內(nèi)完成救援車輛的回轉(zhuǎn)組織，如圖4所示。坡道與圓隧道中間倉等寬，最小轉(zhuǎn)彎半徑7 m、最大坡度11.3%，滿足中型車輛的通行要求。

3.4 消防救援路徑

救援疏散通道環(huán)路由消防救援車輛入口、消防救援環(huán)形通道、救援車輛停車等候區(qū)等三部分組成。由兩端工作井及圓隧道中間倉救援疏散通道形成消防救援環(huán)通道，消防救援車輛進(jìn)入工作井后組織環(huán)路單向交通進(jìn)行消防、救援與疏散。消防車輛進(jìn)入后，根據(jù)到著火點(diǎn)距離最近的原則組織順時(shí)針或逆時(shí)針的單向交通，需緊急待命車輛可就近停在工作井地下停車區(qū)。

3.5 疏散及消防救援效率驗(yàn)證

通過測(cè)試不同人員構(gòu)成方式下，隧道縱向疏散的疏散效率、人員行進(jìn)規(guī)律及消防救援能力，驗(yàn)證了縱向疏散空間的適用性。

1)疏散效率測(cè)試。

人員安全疏散時(shí)間(ASET)為在火災(zāi)環(huán)境尚未達(dá)到人員耐受極限前人員疏散到相對(duì)安全的區(qū)域(比如防火樓梯，室外等)即人員所需疏散時(shí)間(RSET)的1.2倍，則能認(rèn)為人員可以安全疏散。從圖5可以大致了解火災(zāi)時(shí)人員疏散的組成，因此以下的分析都是基于上述時(shí)間分布來進(jìn)行的，通過確定火災(zāi)探測(cè)時(shí)間，人員感知時(shí)間，確認(rèn)時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間和移動(dòng)時(shí)間從而計(jì)算出總的疏散時(shí)間。

對(duì)本工程疏散效率進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果如表2所示。

表2 試驗(yàn)參數(shù)分析匯總表 s

其中,t1為平均下車時(shí)間，被困人員接報(bào)火災(zāi)至離開車輛的時(shí)間；t2為平均穿越逃生蓋板時(shí)間；t3為平均通過疏散救援通道時(shí)間；t4為人員在車道層行進(jìn)時(shí)間；t5為人員疏散層行進(jìn)時(shí)間；T1為疏散設(shè)施通行時(shí)間，表征疏散設(shè)施的通行能力,T1=t2+t3。

試驗(yàn)表明，人員從火災(zāi)區(qū)轉(zhuǎn)移到安全區(qū)的平均時(shí)間約為3.2s，考慮火災(zāi)最不利發(fā)生在隧道中部，人員疏散至安全區(qū)總時(shí)間約為16.6min，小于《道路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的設(shè)有重點(diǎn)排煙系統(tǒng)和泡沫水噴霧聯(lián)用系統(tǒng)時(shí)20min的安全疏散時(shí)間。

2)消防救援效率檢驗(yàn)。

火災(zāi)情況下，車輛從下層救援通道駛?cè)胫鸬攸c(diǎn)下方，然后利用疏散通道內(nèi)的消火栓，鋪設(shè)水帶后通過救援樓梯上至車道層著火地點(diǎn)，開展滅火戰(zhàn)斗任務(wù)，消防救援策略如圖6所示。現(xiàn)場(chǎng)演練表明，消防車輛平均到達(dá)速度約8.9m/s，較現(xiàn)狀提高20%以上。

4 結(jié)語

在調(diào)研分析國內(nèi)外長大道路隧道疏散救援模式的基礎(chǔ)上，提出了一種帶消防救援通道的縱向疏散模式。該模式通過系統(tǒng)分析和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，其疏散和救援效率得到大幅度提高，并在上海某越江隧道工程中成功應(yīng)用，可作為長大道路隧道一種可供選擇的安全、經(jīng)濟(jì)、高效的模式。

[1] 王 曦.長大隧道的安全疏散設(shè)計(jì)[J].地下工程與隧道,2007(3):25-28,31,60.

[2] 黃少文.上海長江公路隧道工程防災(zāi)減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)[J].上海公路,2011(3):13，37-42.

[3] 顧金龍.區(qū)域性火災(zāi)隱患綜合治理模式的創(chuàng)新實(shí)踐[J].新安全東方消防,2014(2):52-55.

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Evacuation and rescue technology application in longitudinal direction of longer and larger road tunnel

Mei Yanjie

(ShanghaiCityConstructionDesignAcademy(Group)Co.,Ltd,Shanghai200125,China)

The evacuation and rescue pattern of longer and larger road tunnel will be studied and analyzed. With some project cases, the new pattern of using larger cross section tunnel’s lower space to organize the evacuation and rescue the will be bought up. It describes specific application of its new model. This new pattern will improve the efficiency of evacuation and rescue and provide an alternative safety, economic and efficiency way.

longer and larger tunnel, fire passage, evacuation and rescue pattern, working well

1009-6825(2017)15-0150-03

2017-03-10

梅嬿婕(1982- )，女，工程師

U458

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