廣州軌道交通三號線區間隧道消防疏散方案

【提 要】本文根據廣州軌道交通三號線新的特點，查閱了大量的國內外規范，同時對國內外地鐵所采用的區間隧道消防疏散方式的特點進行了分析，根據廣州地鐵三號線實際情況，提出廠相應區間隧道消防疏散方案，并通過了有關專家論證．為國內地鐵類似情況提供了一種新的思路。
【關鍵詞】 消防疏散 疏散平臺 聯絡通道

0 引言
廣州市已建成投入運營了地鐵一號線，地鐵二號線也將于今年底開通一段投入運營，全線將于2003年6月建成通車。軌道交通三號線工程已于2001年12月26日正式動工，將于2006年中建成。由于三號線是國內第一條最高運行速度達120km／h的快速軌道交通，其部分區間隧道特別長，已遠遠超過現行《地下鐵道設計規范》的適用范圍，因此必須根據三號線特點及出現的新情況重新設計其區間隧道消防疏散方案。
1工程概況
三號線呈南北“Y”字形走向，北部分別起自廣州東站、天河客運站，于體育西路匯合，南到番禺廣場。線路全長36．33km，全部為地下線路，其中主線長28．78km，支線全線7．55km。設18座車
站，1個車輛段，新建2個主變電所，1座控制指揮中心。平均站間距2．06km。三號線是國內第一條快線，初期采用3輛編組列車，高峰小時行車對數已達30對，近遠期采用3／6輛編組混跑方式，高峰小時行車對數達34對；列車在區間隧道內最高運行速度高達120kra／h，其主線南部區間隧道長，多數在2-3．7km，最長區間達6．168km；列車超過2km的多數區間運行時間均超過遠期高峰小時行車間隔105秒，最長區間運行時間達到了4mia，因此長區間隧道內幾乎均存在遠期高峰小時內同時有兩列車同向追蹤的情況。
2 列車車輛編組及故障運行能力
三號線的列車車輛與一、二號線車輛在結構上基本—致，主要由不燃燒構件和材料整體拼裝而成，因此列車發生火災時其燃燒發熱量不大。列車初期采用2動1拖的3輛編組方案，其故障運行能力可以保障當一輛動車不能工作時，列車滿載時仍可以駛向前方車站；列車近／遠期采用3／6輛混跑，6輛編組列車由兩個3輛編組單元列車拼接而成，兩個3輛編組單元之間不貫通。當列車為4動2拖的6輛編組方案時，其故障運行能力可以保障當一輛動車不能工作時，在超負載(AW3)情況下列車仍可往返一個全程。因此，無論列車采用何種編組方式，當其中一輛車發生火災事故且失去動力時列車仍可以以較快的速度駛入前方車站，而出現列車火災且停在區間隧道內的情況是非常罕見的。
3 相關規程規范要求
3.1國內有關規范要求
目前，國內地鐵有關設計覿范尚未對區間隧道消防疏散設計提出很明確的標準及要求，《地下鐵道設計規范》12．2．15條提出“車站間兩條單線隧道之間應設聯絡通道，通道內宜設防火卷簾或防火門”，
在條文說明中對此條的解釋為“…為了保證乘客的安全疏散，兩條隧道之間應設聯絡通道，這樣可使乘客通過另一條隧道疏散到安全出口，這種通道也可供消防人員使用?！币虼?，我們理解為《地下鐵道設計規范》給出了區間隧道消防疏散可以采用兩條隧道之間設置聯絡通道，乘客可通過另一條非事故隧道疏散到安全出口方式，但聯絡通道間距和乘客疏散時間未明確。
另外，《地下鐵道設計規范》中強調了乘客疏散過程中相關系統的配合，特別是在煙氣流向控制及防排煙系統運行時間方面，主要是要求乘客的疏散方向與煙氣排除方向相反，隧道通風系統不但要控制排除煙氣，而且要求隧道斷面風速可以誘導乘客疏散，系統排煙設備應具備保證150度連續有效工作1h的能力。規范條力辭釋中對地鐵隧道內火災進—步進行了分析，我們理解為《地下鐵道設計規范》特別強調火災事故時乘客盡量快的脫離火災煙霧區，隧道通風系統不僅要配合疏散控制煙氣流向，產生誘導作用，還應采用大通風量方式沖淡煙霧。
3．2 德國有關交通法規
中德合作《中國地鐵與輕軌技術標準研究》項目是中德兩國政府為加強在城市軌道交通領域的技術合作，特別是相互學習、研究、吸收、總結城市軌道交通建設的經驗與教訓，1999年6月兩國政府正式簽署并正式啟動該項目。
項目成果第二部分中國工程建設標準體制和第三部分德國城市軌道交通技術法規匯編均有關于區間隧道消防疏散的條文，其中第二部分中國工程建設標準體制第7．4．7條規定“兩條單線區間隧道連貫長度大于600m時，必須設置聯絡通道”。
項目成果第三部分德國“城市軌道交通建設和運營規則”第§19款和“隧道建設規范”第2．1.2款還規定了安全空間(側向疏散平臺)：主要內容為平臺可通過車站直接到達，平臺的寬度在乘客站立位置不能小于0．45m，在上部一般要求達到0．7m等。
從德國城市軌道交通技術法規中的條文可以看出，其區間隧道事故或消防疏散基本上采用沿隧道縱向設置疏散平臺，每隔不超過600m設置左右線間的聯絡通道方式。
3．3 美國NFPA130有關要求
美國NFPAl30《有軌交通系統標準(StandardforFixedGuidewayTransitandPassengerRailSystems2000Edition)的3-2．4．2和3款對區間隧道內事故或消防疏散提出了兩種方法，其大意如下：
3-2．4．2條大意為：除權威部門同意采取其他措施外，隧道應設緊急疏散樓梯，疏散點到緊急出口
的距離不應超過1250ft(381m)，緊急疏散樓梯應根據NFPAl01生命安全條文中的A級標準設計。疏散樓梯間應是封閉的且應直通室外或安全避難區域。
3-2．4．3條大意為：當兩條隧道間有不少于2h的防火墻分隔開或兩條隧道是完全力開時，乘客通過兩條隧道間的聯絡通道進入非事故隧道方式可以提供足夠的安全保障，因此可不設直通地面的緊急疏散樓
梯。在此條件下或當通風系統無法向乘客疏散路徑上提供有效的新鮮空氣時，下面的幾項要求必須滿足：
(1)聯絡通道間距不應大于800ft(244m)；
(2)聯絡通道處應設置能自動關閉且耐火極限為1，5h的防火門；
(3)用做乘客疏散的非事故隧道應有保證不受煙氣污染的措施；
(4)事故隧道內的隧道通風系統應能控制煙氣的流向和流速；
(5)應提供一種適當的方法以保障乘客在非事故隧道內疏散到附近車站或其他緊急出口，同時應防止非事故隧道內的行車帶來的危險。
從以上美國NFPAl30標準的條文可以看出，區間隧道事故或消防疏散方式有兩種方案，第一種是沿隧道設直通地面的緊急出口，第二種是當無法向乘客疏散路徑上提供有效的新鮮空氣時每隔不超過800ft(244m)設置左右線間的聯絡通道。
4已有地鐵區間隧道消防疏散方案
4.1國內地鐵
北京是我國最早建成地鐵的城市(1969年)，其列車不設端頭門且車廂間不貫通，事故或火災發生時每輛車上的乘客通過列車乘客門下車至第三軌受電絕緣保護罩上(200mm寬)，扶著列車或隧道壁步行至最近車站。
香港在10世紀70年代建成地鐵并投人使用，列車中間走廊全部貫通，其區間隧踩客疏散方案有以下兩種型式，第一種為觀塘線、機場線、東涌線(機場陜線)的過海段(其區間隘苴長度約3—5km)的區間隧道采用側向疏散平臺和聯絡通道的疏散方式，目陀整個隧道內設側向疏散平臺，平臺高度基本與列車地板齊平，同時每隔一定距離設左右線兩條隧道間的聯絡通道。當列車出現事故停在過海段內時，乘客通過列車乘客門下車至側向疏散平臺，步行至最近的聯絡通道處進入另一條隧道，步行或采用救援列車將乘客疏散至最近車站或最近的地面出入口；第二種為在非過海隧道段(區間隧道長度約為1．5km)采用列車端頭門疏散方式，當列車出現事故時，乘客通過列車端頭門下車至道床后步行至最近的車站，區間隧道內很少設置聯絡通道或不設聯絡通道，例如地鐵將軍澳支線區間隧道達到1．5km長時未設聯絡通道。
上海地鐵和廣州地鐵一、二號線區間隧道消防疏散方案基本上是參照香港地鐵—般地下段采用的列車端頭門疏散方式，即當列車出現事故時，乘客通過列車端頭門下車至道床后步行至最近的車站。
4．2 國外地鐵
美國三藩市灣區快線(BayAreaRapidTransit，簡稱BART)于1972年9月11日建成投入運營，其區消防疏散模式方案按照NFPAl30標準中3-2．4．3條的要求設計，具體為沿線(隧道和高架)均設置2ft(600mm)的側向疏散平臺，同時設置兩條隧道之間的聯絡通道，火災時乘客在列車司乘人員的指導下有組織的疏散至非事故隧道，等待求援列車將人員疏散到安全區域。該系統于1979年1月17早高峰時在過海隧道內發生了一起嚴重的火災事故，事故原因是由于早期列車所采用的電氣柜而引起的，但幸運的是由于采取了上述的疏散方案，僅造成了一名消防員死亡和多名乘客受傷，因此，這種地鐵隧道設置側向疏散平臺和左右線間設置聯絡通道的消防疏散方式被實踐證明是非常有效的。
馬來西亞吉隆坡新建成投入運營的PUTRA地鐵線也采用側向疏散平臺方式，其區間隧道長度一般約1．0km，全部隧道均設置側向疏散平臺方式，但沒有設置兩條隧道間的聯絡通道。當列車發生火災且停在區間隧道內時，乘客從列車門下車至疏散平臺后步行至前后方車站。
5 三號線區間隧道消防疏散方案
5.1對已有系統方案的分析
各國的規程、規范均特別強調，若列車在運行過程出現事故或火災時應盡可能將列車駛入前方車站，在前方車站疏散乘客，利用前方車站的消防設施滅火和排煙，因為無論如何，區間隧道內的疏散和滅火條件始終不及車站，所以這條設計原則在各國的地鐵建設中均得到較好的執行。
從目前已有的國內外規程、規范看，區間隧道事故和消防疏散方案基本上有兩類，即采用側向平臺加聯絡通道方案和沿線設緊急疏散樓梯方案，兩種方案在實際運用中均有采用且已運行多年，但各國的具體條文要求和方案設計也存在不一致的地方，例如聯絡通道的間距，在NFPAl30中規定為當無法向乘客疏散路徑上提供有效的新鮮空氣時為244m，德國規范規定區間隧道長度超過600m時才要求設計聯絡通道，而有些國家地鐵甚至不設聯絡通道，廣州一二三號線均在區間兩端設置了兩臺互為備用的隧道風機，經計算和實測完全可以滿足火災事故時為乘客提供足夠的新鮮空氣，因此根據《地鐵規范》規定區間必須設置聯絡通道，而區間隧道長度一般在1km左右，因此其聯絡通道的間距一般在500m左右，因此三號線設計所采用的聯絡通道的間距按不大于500m控制。
從目前已有的系統設計方案中也可以看出，各條地鐵線乘客離開事故列車方法有兩種，即通過列車端頭門下車或通過列車乘客門下車，甚至存在同—余地鐵線不同區段采用兩種不同的乘客下車方式。從目前了解的情況來看，當列車各車輛間不貫通時，均采用列車乘客門將乘客疏散至側向疏散平臺，國內的典型代表是北京地鐵，而國外歐美大多數國家采用此種方式；當列車各車輛間貫通時，采用列車端頭門和列車乘客門疏散方式的情況均有，這方面典型代表是香港地鐵。因此，三號線乘客離開事故列車時采用通過列車乘客門到達疏散平臺方式較合適。
從現行的規程、規范還可以看出，在強調事故或消防疏散的同時，也非常重視相關系統的配合，特別是關于隧道內防排煙、疏散照明和疏散指示方面的要求，主要是通風系統要確保煙氣排除方向與多數乘客疏散方向相反，在疏散過程中的照明要保障，同時要對乘客疏散路徑加強指示。
5．2 三號線區間隧道消防疏散方案
根據前面對有關國家軌道交通設計規程、規范和具體實施方案的分析，同時結合廣州市軌道交通三號線的實際情況，三號線區間隧道事故或消防疏散方式全線統一為一種模式：即若列車在區間隧道行駛過程中發生火災事故時，首先應盡可能使列車駛入前方車站，若出現列車無法駛入前方車站而必須在隧道內疏散乘客時，推薦區間隧道采用設置側向疏散平臺加聯絡通道的疏散方式。側向疏散平臺要求參照德國規范，疏散平臺采用如下標準：疏散平臺乘客站立面最小寬度為0.6m，其乘客站立空間最小高度2m(垂直高度)，距軌面約950mm；兩個聯絡通道的間距不大于500m。聯絡通道兩邊均設置甲級防火門且可從兩邊打開。同時，為防止乘客在疏散過程中掉下軌道，在疏散平臺的隧道壁面上設縱向扶手，其事故或消防疏散的斷面示意如“聯絡通道疏散方案隧道斷面示意圖”所示。聯絡通道疏散方案隧道斷面示意圖