地鐵隧道中通風排煙存在的問題與治理研究

【摘要】闡述了目前我國地鐵站臺、隧道設置的通風和排煙設施的狀況，分析了地鐵站臺、隧道的通風和排煙存在的問題，并提出了整改措施，指出科學設置防排煙設施以及事故狀態(tài)下合理進行防排煙處置，對于減少人員傷亡和財產損失具有重要意義。

【關鍵詞】地鐵隧道；通風；排煙；設施；耐火性能

地鐵站臺、隧道工程科學地設置防排煙設施及事故狀態(tài)下進行合理的防排煙處置，對于減少人員傷亡和財產損失具有極為重要的意義。

國內外地鐵火災的歷史充分證明：地鐵車站、客車和隧道不僅會發(fā)生火災，而且一旦發(fā)生火災將很難進行有效地搶險救援和火災撲救，極易造成群死群傷的重大災害事故。根據(jù)國內外地鐵火災資料統(tǒng)計，地鐵發(fā)生火災時造成的人員傷亡，絕大多數(shù)是因為煙氣中毒和窒息所致。

由此可見，在地鐵站臺、隧道科學地設置防排煙設施以及事故狀態(tài)下合理地進行防排煙處置，對于減少人員傷亡和財產損失具有極為重要的意義。

1、地鐵站臺、隧道設置的通風和排煙設施的狀況

因地鐵建設年代不同，北京地鐵、上海地鐵、廣州地鐵、南京地鐵、沈陽地鐵、西安地鐵、深圳地鐵的通風和排煙系統(tǒng)不盡相同。總體可分為以下兩類：

1.1通風和排煙同為一個系統(tǒng)，即通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)均由相同的風機、消音器、風口、風道和風亭組成。由風機的風葉進行正轉或反轉，來實現(xiàn)系統(tǒng)的送風或者排煙。隧道、站臺內的煙氣流動方向為沿隧道或站臺水平方向流動。站臺發(fā)生火災時，通風排煙方式是站臺隧道入口上部的風機反向運轉，將站臺內的煙氣由風口吸入風道，經(jīng)風道盡頭處的風亭排到地面；隧道內發(fā)生火災時，區(qū)間風機反轉吸風，站臺風機正轉送風，使隧道內煙氣從事故發(fā)生處流向區(qū)間風口，經(jīng)風口進入風道，再從風道盡端的風亭排到地面。

1.2通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分開設置，各自分別成為相對獨立的系統(tǒng)。即通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)是由各自獨立的風機、消音器、風道、風口（排煙系統(tǒng)含風亭）分別組成。進煙口、通風口分別設在站臺行車道上方和站臺集散廳頂部，站臺內的煙氣流動為垂直方向流動。

地鐵設置的通風排煙設施的實際排煙能力至今沒有經(jīng)過重特大火災的實踐檢驗。站臺的通風排煙設施在通風排煙的設計能力上，能夠有效解決站臺火災的排煙問題。北京地鐵每個站臺及隧道的通風排煙系統(tǒng)均采用雙風道、雙風機，單臺風機的設計排氣量為20萬m3/h，每個站臺或隧道通風排煙系統(tǒng)的通風排煙能力為40萬m3/h，北京地鐵多數(shù)站臺的體積為6000m3-10000m3。依靠現(xiàn)風機能力，僅需1min～1.5min即可對站臺內空氣實現(xiàn)一次換氣。現(xiàn)《地下鐵道設計規(guī)范》對疏散的要求是6min內將一列客車及站臺候車乘客疏散完畢。按此要求，在車站乘客6min的疏散時間內，排煙系統(tǒng)能夠對站臺實現(xiàn)4次～6次換氣。因此北京地鐵站臺的通風排煙設施具備了足夠的設計排煙能力。

2、地鐵站臺、隧道的通風和排煙存在的問題

2.1地鐵隧道在通風排煙方面存在嚴重問題

地鐵站臺、隧道內排煙的原則是沿乘客安全疏散方向相反的方向送風。這樣既可以阻止煙氣與人同向流動，又給疏散逃生人員送去新鮮的空氣。地鐵站臺、隧道內起火部位與客車的位置關系決定了乘客的疏散方式。而乘客的疏散方式又決定了隧道內的排煙方向。因此，地鐵站臺、隧道內發(fā)生火災時，起火部位與客車的位置關系既決定了乘客的疏散方向，又決定了區(qū)間兩端站臺風機和區(qū)間風機的送風排煙方向。

現(xiàn)在地鐵隧道采用的通風和排煙共用一個系統(tǒng)的方式，勢必造成煙氣在排入風道前與疏散逃生人員均同處隧道內，這種通風排煙方式既不科學合理也不安全有效，無法從根本上保證隧道內避難人員的安全疏散，因此沒有徹底解決地鐵隧道的通風排煙問題。

2.2地鐵站臺、隧道的現(xiàn)狀與地下鐵道設計規(guī)范

《地下鐵道設計規(guī)范》規(guī)定“火災狀態(tài)下不超過150℃時連續(xù)工作1h”。北京地鐵風機軸溫繼電器的正常工作溫度為90℃，風機的實際火災工作時間和工作溫度均與《地下鐵道設計規(guī)范》的規(guī)定相同。然而地鐵的特點及地鐵火災的歷史充分證明：搶險救援力量難以在短時間內完成搶險救援工作和滅火作戰(zhàn)任務。因此《地下鐵道設計規(guī)范》對火災時風機的150℃的最高工作溫度和1h工作時間的規(guī)定以及北京地鐵風機的實際耐火性能，均不能滿足實際地鐵火災的防排煙要求。此外，風機的電源箱設在風機房內，電氣線路也沒有經(jīng)過防火保護，火災狀態(tài)下風機的電源系統(tǒng)必然在短時間內被高溫煙氣損壞，使風機停止運行，無法進行通風和排煙。

3、地鐵站臺、隧道通風排煙問題的治理對策

地鐵站臺、隧道通風和排煙系統(tǒng)總原則是實施人、煙分流。即在地鐵站臺、隧道內發(fā)生火災時，用設施將人員和火災煙氣有效分隔，使避難人員在無煙氣的環(huán)境中進行避難和逃生。

3.1改變地鐵站臺、隧道通風排煙系統(tǒng)的通風排煙方式

在地鐵站臺、隧道頂部設置排煙管道，將通風系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)分開設置，用垂直方向的排煙方式取代水平方向的排煙方式。

3.2對現(xiàn)有地鐵站臺、隧道安全設施進行改造和完善

地鐵應在上下行隧道的聯(lián)絡通道處安裝甲級防火門，使上下行地鐵隧道各自成為獨立的防火分區(qū)，并在地鐵隧道內設置應急事故照明和蓄光型或蓄電池型疏散導流指示標志，使上下行地鐵隧道相互作為緊急事故避難通道。保證事故狀態(tài)下，避難人員能夠盡快由起火地鐵隧道疏散到非起火地鐵隧道。這樣不僅可以使避難人員免受起火地鐵隧道中煙氣的傷害，而且能夠在非起火地鐵隧道中進行安全有序的逃生。

3.3完善地鐵站臺、隧道的防排煙設施

在地鐵站臺、隧道按規(guī)范標準設置防排煙分區(qū)；在站臺通向站廳的樓梯口處設置擋煙垂幕。

3.4提高地鐵站臺、隧道排煙風機及其供電設施的整體耐火性能

提高規(guī)范對地鐵站臺、隧道排煙風機耐火性能的標準，提高地鐵站臺、隧道排煙風機的實際耐火性能。將設置于風機房內的風機電源箱遷出風機房；對風機房內的電氣線路進行耐火保護，提高電氣線路的實際耐火性能。從而使地鐵站臺、隧道排煙風機的整體性能真正能夠滿足防止重特大火災的實際需要。使地鐵站臺、隧道設置的通風和排煙設施與工程施工質量管理再上新臺階。

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作者簡介

張亮（1986.3-12-），男，助理工程師，大學本科，工學學士，2009年7月畢業(yè)于遼寧工業(yè)大學機械制造及自動化專業(yè)，現(xiàn)任中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司福州地鐵工程第十合同段技術主管，主要從事中國鐵道建筑系統(tǒng)的鐵路、橋隧、地鐵工程建設與扶杖技術研究工作。