地鐵疏散平臺及軌旁設(shè)備布設(shè)方案的優(yōu)化

陳 園

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,710043,西安∥工程師)

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地鐵疏散平臺及軌旁設(shè)備布設(shè)方案的優(yōu)化

陳 園

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)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(yùn)行,人流量大,人員構(gòu)成復(fù)雜。當(dāng)?shù)罔F列車遇到恐怖襲擊、輸電系統(tǒng)故障以及發(fā)生火災(zāi)等事故時,為了能迅速、有序地從區(qū)間組織乘客盡快疏散至車站,地鐵區(qū)間需設(shè)置應(yīng)急疏散平臺。針對地鐵疏散平臺不同的設(shè)置方法與區(qū)間軌旁設(shè)備的敷設(shè)路徑進(jìn)行了研究,并分析了疏散平臺對設(shè)備安裝空間的影響及優(yōu)缺點(diǎn),為后期施工設(shè)計及設(shè)備安裝提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞地鐵;疏散平臺;建筑限界;設(shè)備管線

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

當(dāng)發(fā)生列車故障及災(zāi)害事故時,為保證乘客迅速、有序地從區(qū)間隧道內(nèi)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(shè)置緊急疏散平臺越來越被廣泛應(yīng)用。

當(dāng)隧道設(shè)置疏散平臺及聯(lián)絡(luò)通道時,平臺或通道位置會對軌旁設(shè)備的安裝及敷設(shè)路徑均有影響。為此,應(yīng)從限界及管線綜合設(shè)計的角度出發(fā),對平臺的布置方式進(jìn)行綜合分析,以保證軌旁設(shè)備的敷設(shè)安裝及人員疏散的消防要求。

1　疏散平臺設(shè)置方案分析

地鐵疏散應(yīng)以疏散平臺為基礎(chǔ),在災(zāi)害情況下,列車側(cè)門打開,乘客借助疏散平臺通向車站進(jìn)行疏散或乘客通過列車端門下至道床進(jìn)行疏散,兩種方法相結(jié)合,可以提高疏散效率。因此應(yīng)對疏散平臺(設(shè)置位置、平臺高度及平臺寬度)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,以保證乘客疏散的成功和安全。

疏散平臺在區(qū)間主要有在行車方向左側(cè)與右側(cè)兩種設(shè)置方式(以盾構(gòu)區(qū)間為例)。

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

高架雙線區(qū)間,則主要有設(shè)置在兩線之間與設(shè)置在線路兩側(cè)兩種方案,如圖2所示。當(dāng)疏散平臺設(shè)置在線路兩側(cè)(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(chǎn)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(shè)置在兩線之間,大幅提高了平臺本身的通過能力(即將兩側(cè)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(qū)間,疏散平臺設(shè)置在兩線之間更合理,更加有利于疏散。

圖1　隧道單線區(qū)間疏散平臺設(shè)置方案示意圖

圖2　高架橋雙線區(qū)間疏散平臺設(shè)置方案示意圖

2　疏散平臺的材料及類型

根據(jù)疏散平臺設(shè)計要求及區(qū)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(shè)計方案。

2.1復(fù)合材料疏散平臺

復(fù)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(jié)構(gòu)簡單,可根據(jù)需要現(xiàn)場切割,尺寸調(diào)節(jié)方便。尤其整個結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕,安裝簡單,施工進(jìn)度快。

2.2鋼結(jié)構(gòu)和預(yù)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(jié)構(gòu)平臺質(zhì)量大,在隧道內(nèi)成品運(yùn)輸工程量較大,在隧道內(nèi)進(jìn)行鋼平臺支架與平臺板安裝的工程量較大,施工安裝進(jìn)度較慢。

2.3純鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

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

2.4純鋼結(jié)構(gòu)

純鋼結(jié)構(gòu)平臺剛度好,但鋼材極易導(dǎo)熱導(dǎo)電,使得純鋼結(jié)構(gòu)的疏散平臺有產(chǎn)生二次災(zāi)害的危險,且平臺質(zhì)量較大,現(xiàn)場安裝工作量大。

綜上,4種設(shè)計方案各有優(yōu)劣,需從綜合指標(biāo)進(jìn)行分析比選。

3　聯(lián)絡(luò)通道與疏散平臺的位置關(guān)系

3.1聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)置原則

根據(jù)GB 50157—2003《地鐵設(shè)計規(guī)范》及消防救援要求,兩條單線區(qū)間隧道之間,當(dāng)隧道連貫長度＞600 m時,應(yīng)設(shè)聯(lián)絡(luò)通道并在通道兩端設(shè)雙向開啟的甲級防火門。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等緊急情況下,乘客及救援設(shè)備可從聯(lián)絡(luò)通道轉(zhuǎn)移至另一隧道進(jìn)行疏散救援。

地鐵聯(lián)絡(luò)通道一般處于區(qū)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(shè)(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(lián)絡(luò)通道及泵房橫剖面圖(盾構(gòu)區(qū)間)

3.2聯(lián)絡(luò)通道與疏散平臺的位置關(guān)系

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

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

(2)聯(lián)絡(luò)通道底面與疏散平臺平齊,疏散平臺縱向不斷開,同時在聯(lián)絡(luò)通道管片開口位置設(shè)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(lián)絡(luò)通道與疏散平臺相對位置圖

4　聯(lián)絡(luò)通道與疏散平臺設(shè)置方式對軌旁設(shè)備布置方案的影響

軌旁設(shè)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(dāng)設(shè)置疏散平臺后,對原有軌旁設(shè)備管線的布置會產(chǎn)生較大的影響。

西安地鐵2號線采用B2型車,其軌旁管線設(shè)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(cè)布置了弱電電纜支架、信號燈、FAS(防災(zāi)報警系統(tǒng))/BAS(設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng))漏纜及消防水管等。行車方向左側(cè)布置了強(qiáng)電電纜支架、動力檢修箱、照明燈、排水管等。

當(dāng)設(shè)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(shè)備外,不能布置任何設(shè)備和電纜,故同側(cè)電纜及設(shè)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(shè)備布置圖

圖6　管線布置空間關(guān)系圖

(1)對于地下區(qū)間,當(dāng)設(shè)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(shè)備的布置,如圖6所示。西安地鐵強(qiáng)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(zhuǎn)移到平臺上下方的可用空間內(nèi),需要對電力電纜進(jìn)行分散敷設(shè)。由于35 k V環(huán)網(wǎng)電纜較重,為了便于施工,應(yīng)將其敷設(shè)在平臺下方,同時將排水管移至右側(cè)消防水管下側(cè)。當(dāng)疏散平臺設(shè)置于軌面上900 mm高度時,考慮平臺下方空間,設(shè)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(jiān)控電纜則敷設(shè)在疏散安全空間上方。照明燈根據(jù)電纜支架位置適當(dāng)調(diào)整(見圖8)。

圖7　平臺下方電纜支架布置圖

圖8　設(shè)置疏散平臺時軌旁設(shè)備布置圖

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

隧道內(nèi)強(qiáng)電電纜敷設(shè)在行車方向左側(cè),到達(dá)高架段時需移至右側(cè)(線路兩側(cè),如圖9所示),而弱電電纜需移至兩線之間,當(dāng)高架區(qū)間長度較短時,為減小過渡段電纜過軌量,高架橋面強(qiáng)電電纜可優(yōu)化為延續(xù)隧道內(nèi)的敷設(shè)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(shè)在橋面兩側(cè)。

圖9　隧道與高架段電纜敷設(shè)路徑示意圖

圖10　優(yōu)化后隧道與高架段電纜敷設(shè)路徑示意圖

(3)對于疏散平臺與聯(lián)絡(luò)通道結(jié)合處的管線設(shè)備布置,根據(jù)第4章節(jié)內(nèi)容,當(dāng)聯(lián)絡(luò)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(shè)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(lián)絡(luò)通道頂部位置敷設(shè)(見圖11),以避開聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)開口,以免影響疏散效果。

當(dāng)聯(lián)絡(luò)通道與疏散平臺平齊時(圖4b)),疏散平臺下方空間可作為環(huán)網(wǎng)電纜敷設(shè)通道(見圖12)。疏散平臺上方電纜支架可向上過渡至聯(lián)絡(luò)通道頂部位置,以避開聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)開口。

5　結(jié)語

介紹了地鐵疏散平臺及聯(lián)絡(luò)通道的設(shè)計原則及材料,并針對不同的設(shè)置方案進(jìn)行了對比分析。其次,論述了區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道與疏散平臺的位置關(guān)系,并詳細(xì)分析了疏散平臺的設(shè)置對斷面空間的影響。最后進(jìn)行了區(qū)間較短高架過渡段時的強(qiáng)弱電纜敷設(shè)路徑的調(diào)整研究,同時還針對疏散平臺與聯(lián)絡(luò)通道接口處的電纜設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化布置方案,為后期施工設(shè)計及設(shè)備電纜敷設(shè)安裝提供了施工資料和參考依據(jù)。

圖11　聯(lián)絡(luò)通道(與軌面平齊)處強(qiáng)電電纜布置示意圖

圖12　聯(lián)絡(luò)通道(與疏散平臺平齊)處強(qiáng)電電纜布置示意圖

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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