論地鐵人防隔斷門的安全固定裝置的可行性

王小軍 何丹峰 李 磊 姜美琴 江蘇省建筑工程質量檢測中心有限公司

1 前言

地鐵人防隔斷門一般按授電方式、功能特點及門扇數量進行分類。按授電形式分類有：接觸軌（三軌）隔斷門、柔性接觸網授電方式隔斷門、剛性接觸網授電方式隔斷門、跨座式單軌授電方式隔斷門。按功能特點分類有：出入段線區間隔斷門（防護密閉門、密閉門）、區間防護密閉隔斷門、區間防淹防護密閉隔斷門[1]。地鐵區間防護密閉隔斷門作為地鐵工程的重要防護設備之一,它和口部防護密閉門和密閉門相比較，還有許多不同的特點：首先，它作為兩個防護單元之間的隔斷門,必須滿足能夠雙向承受沖擊波荷載的要求；其次，地鐵區間防護密閉隔斷門設在隧道區間內，上有用于列車授電的剛性接觸網（或旁有接觸軌），下有軌道鋼軌和道床，戰時在不斷開剛性接觸網（或不影響接觸軌）和軌道鋼軌的情況下，必須保證這兩個位置的完全密閉。地鐵區間防護密閉隔斷門除了密閉性能以外，其開啟狀態下的安全固定裝置至關重要。2019年1月，重慶地鐵由于人防門侵入限界（人防門侵入界限指的是這道門沒有處于正常地打開狀態），導致地鐵與人防門相撞，列車車頭嚴重損壞，車內四名人員受傷。

2 三種安全固定裝置

目前地鐵人防隔斷門通常是通過以下三種安全裝置來保證人防門正常地打開狀態，一種是千斤頂螺桿，一種是擋板，另外一種是鏈條鉤環，操作步驟如下：門扇平時處于開啟位置,轉動螺旋千斤頂螺桿,使之伸出插入限位器支座中,這樣既可防止門扇的左右轉動，又起到對門扇的支撐作用。門扇上和對應的側墻還設有鏈條鉤環,將門扇和鉤環用鏈條鏈好后再用鏈鎖鎖定,以確保門扇處于開啟位置。三重保障可確保行車安全[2]。

圖1 區間隔斷門安全裝置（一）

圖2 區間隔斷門安全裝置（二）

圖3 區間隔斷門安全裝置（三）

圖4 區間隔斷門安全裝置（四）

這三種安全裝置可以很好地保證地鐵人防隔斷門的正常開啟狀態，但目前還沒有相關的標準或者規范來表征這三種安全裝置的可靠性，沒有具體的檢測方法。考慮到地鐵在隧道內高速運行產生的正負壓，地鐵人防隔斷門的三種安全裝置是否能抵住地鐵運行過程中最大壓力影響，需要科學地進行論證。目前國內許多大城市地鐵最高時速一般不大于80km/h，平均速度為35km/h。有文獻指出，在利用SES程序模擬計算分析過程中發現，當高速運行的列車通過中間風井時，若不對中間風井處進行適當的處理，列車車頭、車尾處的壓力變化率相當高，這在某些已運行的快速軌道交通系統中是存在此種現象的，乘客有非常明顯的耳膜陣痛感。以廣州地鐵3號線為例，當列車以120km/h的速度沖入距前方車站約2km且不作處理的隧道口時，其車頭壓力變化率高達1000Pa/s，車尾壓力變化率也高達近600Pa/S。一般情況下國內地鐵盾構區間的直徑為5400mm，其有效斷面積約為21.3m2。按1000Pa/s此計算，其產生的質量換算為2130kg，約為2.1t。地鐵人防隔斷門三種安全裝置是否能經受住2.1t左右的沖擊力，以最薄弱的鏈條鉤環作為檢測對象，進行安全固定裝置錨固件拉拔試驗。

3安 全裝置錨固件拉拔試驗

城市軌道交通人防工程按“一站加一相連區間為一防護單元”的原則，防護單元間以區間防護密閉隔斷門為界，一個站點有兩個區間隔斷門。每個區間隔斷門上有2個鎖鏈安全裝置，大門一個，小門一個（具體見照片1、2）。整條地鐵線經過湖泊時需要設置防淹門，每個防淹門上有1個鎖鏈安全裝置。每個鎖鏈安全裝置有四個錨固件，隨機抽取其中一個作為試驗對象，按照JGJ 145—2013《混凝土結構后錨固技術規程》附錄C的方法進行非破損檢驗，結果判定：錨固拉拔承載力是否符合檢驗荷載值的要求。M12膨脹螺栓施工后，破壞荷載一般在16kN～20kN范圍內。根據國標圖集《室內管道支架及吊架》03S402中表1的要求。

當采用本圖集的錨栓固定型式管架時，其安裝應符合國家有關的規程、規范；采用的錨栓應符合國家有關的產品制造標準及有關的使用規定。本圖集設計采用的錨栓荷載見表1，安裝時所用錨栓的機械性能不得小于該荷載。

表1 錨栓極限荷載表

請自行核算。

考慮到保守系數按照上表中極限抗拉荷載的2倍即9.66kN作為檢驗荷載值（非破壞性試驗）。人防門按照現場同樣施工工藝，在同樣強度混凝土構件上做一個樣件，現場進行拉拔，進行破壞性試驗進行驗證。

對該工程所用膨脹螺栓進行現場拉拔試驗，試驗部位均由委托方指定，現檢測結果見表2所示。

表2 化學錨栓拉拔試驗結果匯總表

圖5 現場化學錨栓拉拔試驗

由此可見，每個螺栓可以承受4t左右的拉力，四個螺栓可以承受16t左右的拉力，遠遠高于列車以120km/h的速度沖入距前方車站約2km且不作處理的隧道口時產生的2.1t左右的沖擊力，除了鏈條鉤環安全固定裝置以外，還有千斤頂和擋板。足以保證地鐵人防隔斷門的正常開啟狀態安全性。

4 結束語

地鐵人防隔斷門由于其安裝在地鐵運行過程中的區間內，其正常開啟狀態下的安全固定裝置至關重要，目前主要通過三種安全固定裝置（千斤頂螺桿，擋板和鏈條鉤環）來保證安全性。通過對安全裝置錨固件拉拔試驗可以發現，四個螺栓可以承受16t左右的拉力，遠遠高于列車以120km/h的速度沖入距前方車站約2km且不作處理的隧道口時產生的2.1t左右的沖擊力，除了鏈條鉤環安全固定裝置以外，還有千斤頂和擋板，足以保證地鐵人防隔斷門的正常開啟狀態的安全性。