特长铁路隧道横通道间距设置问题研究

铁路隧道的横通道作为灾害发生后的安全疏散通道,其间距的设置在人员安全疏散中是至关重要的。本文以特长铁路隧道为研究对象,从人员安全疏散的角度出发,运用疏散模拟软件STEPS建立人员安全疏散计算数学模型,模拟计算了两种火灾场景在不同横通道间距情况下人员疏散所必需时间,通过与人员安全疏散可利用时间比较,判断人员疏散的安全性,给出了一般特长铁路隧道横通道间距设置方案,为特长铁路隧道安全疏散设施的优化设计提供理论依据。     

高海拔单洞+服务隧道横通道间距设置研究

以火灾工况下人员安全疏散作为控制标准,同时考虑高海拔对烟雾扩散以及人员逃生速度、心理等因素的影响,建立随机停车最不利工况下火灾计算模型以及人员逃生计算模型,分别计算人员逃生可用安全疏散时间及必需安全疏散时间,研究海拔超过3 500 m单洞+服务隧道满足乘车人员全部安全逃生的最佳横通道间距。计算结果表明:在高海拔地区隧道内列车发生火灾且随机停车模式下,将计算所得人员逃生可用时间与人员逃生必需时间进行对比,为保证人员疏散安全,此类铁路隧道横通道间距应250 m设置一道。计算结果可为类似高海拔隧道横通道间距设计提供参考。     

横通道实体人员安全疏散实验研究

通过横通道疏散实验,观察不同横通道宽度下的疏散过程。研究表明:当横通道宽度大于等于1.6 m时,疏散速度稳定在1.2 m/s;横通道占用时间逐渐减少,当横通道宽度大于等于1.8 m时,占用时间稳定在11 s;通过率没有明显变化,稳定在2.5人(m·s)附近。当横通道最后对比分析疏散模拟结果和疏散实验结果,得出疏散实验和疏散模拟中横通道宽度对通过能力的影响具有一致性。     

隧道横纵向通道组合模式下的人员疏散特性

针对城市隧道横纵向通道组合疏散方式,使用Pathfinder疏散模拟软件搭建疏散模型,计算得到疏散运动时间、各通道占用时间。并结合现场试验,分析较大通过能力的横通道对附近疏散滑梯/楼梯的影响,进一步探索不同疏散模式给人员疏散带来的影响变化。研究表明：与横向疏散相比,横纵向结合的疏散方式可以在保证疏散效率的同时,增大横通道间距,减少施工风险和成本;相比仅设置纵向疏散,增设横通道后可使大部分场景下的疏散时间缩短,且横纵向结合疏散对特殊人群更加友好,具有更强的人员疏散普适性;疏散人员附近各通道的通过能力差异会影响人员对通道的倾向性,导致通道占用时间的差异,可采用应急广播等方式进行疏散引导。     

高海拔隧道防烟策略及疏散通道间距探讨

为了确定高海拔环境下特长公路隧道的服务隧道防烟通风策略及人员疏散通道最佳间距,采用FDS和Pathfinder建立了主隧道+服务隧道的通风排烟及人员疏散仿真模拟平台,分析50 MW火灾规模下隧道内烟气运动规律及人员疏散过程,基于克拉尼公式和FED准则综合判定ASET(可用安全疏散时间)。针对低氧气环境下人员运动效率低下的这一背景情况,对人员疏散速度进行折减,进一步确定RSET(必须安全疏散时间)。结果表明:服务隧道内纵向风速1.6 m/s可保证服务隧道内1 200 s时间范围内无烟,考虑高海拔地区火灾增长系数的折减,人员可用安全疏散时间呈现为“W”形,下游200 m处可用安全疏散时间最少,结合人员必须安全疏散时间分析,人行通道间距宜设置为200 m。     

过江双线盾构隧道横向疏散通道力学特性分析

利用三维有限差分程序对过江双线盾构隧道横向疏散通道进行力学特性分析,考虑围岩、水压及隧道衬砌相互作用,选取覆土最浅且水压最大时工况建立了计算模型,利用该计算模型分析了不同横通道宽度和两主隧道差异沉降对结构的受力影响规律.分析结果表明,横通道-主隧道接口处应力集中较为明显,但受横通道宽度变化影响较小;横通道宽度变化对横通道中部受力影响显著,二者几乎呈线性关系.差异沉降对结构受力非常不利,横通道-主隧道接口处应力受其影响最严重,当差异沉降达到10.3mm时,交叉接口处变为结构受力最大区域,成为结构受力和防水双重最薄弱环节.随着差异沉降进一步增大,接口处应力以指数形式迅速增大,呈现不收敛趋势.以上分析结论为南京过江双线盾构隧道疏散通道设置方案的选定提供一定力学分析依据.     

高海拔隧道紧急救援站人员疏散特征及规律研究

为得到高海拔环境下特长铁路隧道内紧急救援站人员疏散的特征及规律,综合考虑高海拔环境、恐慌心理、火灾因素、人员年龄性别组成以及列车结构等因素,采用Pathfinder人员疏散仿真模拟技术,对人员疏散速度随海拔高度的变化规律及修正关系进行研究,分析了不同海拔高度紧急救援站内各结构参数耦合变化下的人员疏散时间等关键参数的变化规律。研究表明:(1)随着海拔高度提升,人员疏散速度逐渐降低,海拔高度由1 km上升至5 km时,疏散速度海拔平均修正系数α₁由1下降至0.616;(2)随着心理压力值增加,人员疏散速度不同程度加快,疏散速度恐慌修正系数α₂为1.346;(3)海拔高度3 km以上时,人员疏散速度折减明显,海拔高度为3 km、4 km和5 km对应的人员疏散速度与平原地区相比分别降低了约12%、23%和38%;(4)海拔高度越高、紧急救援站横通道宽度越小、间距越大,则出口处聚集现象越严重,人员疏散率降低;(5)海拔高度3 km时,紧急救援站疏散横通道的间距不宜大于60 m,海拔高度4 km和5 km时,其间距不宜大于50 m,横通道宽度均不宜小于3.5 m。     

长大双洞公路隧道火灾模式下横通道风流研究

在具有横通道连接的双洞公路隧道中，当有一条线路发生火灾时，救灾过程中需要打开横通道把人群和车辆疏散到另一条线路，此时两条隧道内的通风网络发生了改变。借助火灾模型试验，研究了火灾时双洞隧道内不同风速组合，横通道风速的变化，并将研究成果应用于秦岭终南山特长公路隧道防灾工程。     

某城市铁路隧道火灾时人员安全疏散及横向通道设置的研究

基于FDS和FDS+Evac软件对城市铁路隧道火灾情况下人员疏散及横向通道设置进行研究。应用FDS软件建立地下铁路隧道模型,对火灾场景进行数值模拟,确定了可用安全疏散时间(ASET)。利用FDS+Evac软件对不同横向通道条件下的人员疏散进行模拟和分析,确定必需安全疏散时间(RSET)。通过对比分析,确定了在最不利火灾条件下保证人员安全疏散的横通道设置方案。设置方案对于工程上同类型铁路隧道的横向通道设计具有一定的参考价值。     

明挖城市地下道路外部竖向疏散通道对隧道内人员疏散的影响分析

本文基于某实际明挖隧道的竖向逃生通道结构设计,对隧道外部结构的前室门宽度、楼梯宽度、楼梯间休息平台深度三个因素各自对隧道内部疏散过程的影响,利用Pathfinder工具进行模拟研究。结果表明:考虑隧道外部竖向疏散通道对隧道内部人员疏散时间的影响约为忽略竖向通道的2.43倍,尤其逃生人数众多时影响不可忽略;其中逃生楼梯宽度影响最大,宽度增加至1.6m,隧道内疏散时间可降低高达47%;前室门宽度、休息平台深度减小至1m均会在一定程度上产生影响。本文研究预期为城市地下隧道的疏散模拟和隧道外部逃生结构的设计优化提供指导。     

明挖城市地下道路外部竖向疏散通道对隧道内人员疏散的影响分析

本文基于某实际明挖隧道的竖向逃生通道结构设计,对隧道外部结构的前室门宽度、楼梯宽度、楼梯间休息平台深度三个因素各自对隧道内部疏散过程的影响,利用Pathfinder工具进行模拟研究。结果表明:考虑隧道外部竖向疏散通道对隧道内部人员疏散时间的影响约为忽略竖向通道的2.43倍,尤其逃生人数众多时影响不可忽略;其中逃生楼梯宽度影响最大,宽度增加至1.6m,隧道内疏散时间可降低高达47%;前室门宽度、休息平台深度减小至1m均会在一定程度上产生影响。本文研究预期为城市地下隧道的疏散模拟和隧道外部逃生结构的设计优化提供指导。     

上海市域高速铁路隧道火灾疏散研究

上海市域高速铁路为城际列车和地铁列车共线运行的运营模式,通过数值模拟得到不同通风方式、火源位置、疏散口间距下的人员可用安全疏散时间和必需安全疏散时间,分析人员疏散安全性,为安全疏散设施设置方案提供决策依据。结果表明：地铁列车火灾比城际列车火灾更危险;火灾发生时列车火源位置应尽量停靠在两疏散口之间,且隧道内进行通风排烟;疏散口间距设置为300 m满足城际列车和地铁列车人员安全疏散要求。     

商业建筑的安全疏散宽度计算

通过对商业建筑的疏散楼梯、安全门及走道宽度的综合分析,介绍了计算疏散宽度的依据与步骤,结合实际设计经验及计算实例,总结出一些简单易行的计算方法,从而使商业建筑安全疏散的宽度设计更加合理.     

单向长隧道极端条件下火灾安全疏散研究

为研究严重交通堵塞及逆向自然风对隧道火灾时烟控效果的影响,并为逃生楼梯的参数设计提供依据,针对通风井排出式纵向排烟区段,考虑火灾点正对隧道中部一处楼梯的最不利情况,利用仿真软件建立了二车道长隧道计算模型,并对模型的准确性进行了验证。结果表明:严重交通堵塞单独作用或与逆向风共同作用导致隧道排烟阻力增大,相比于一般隧道状况,应开启区段所有风机,且二者共同作用下的可用时间最少、安全性最低;通过疏散分析,得到火灾下游第1个楼梯为最不利逃生出口,同一楼梯间距下的平均通过率基本持平,各疏散场景下的整体平均通过率与楼梯宽度间呈较好的单指数函数关系,最佳楼梯纵向间距随楼梯宽度的增加线性增大。     

基于试验的钱江隧道火灾人员疏散综合研究

以钱江隧道为例进行水下大直径盾构隧道火灾时影响人员疏散的主要影响因素综合研究。通过现场试验,分析了火灾发生时隧道照明度、横通道宽度和长度、人员载客系数对于人员疏散效率影响,获得在隧道中人员的行走速度、人员间隔时间、人流层数等特征参数;使用FDS+EVAC进行隧道人员疏散模拟,研究了疏散滑梯和楼梯不同人员荷载密度和通过条件下的人员疏散时间特征,得出了载客系数和速度折减系数对疏散能力的影响,为大直径盾构隧道防灾的设计提供一定借鉴依据。     

海底特长隧道利用横通道控烟技术研究

摘 要：为了解决特长海底隧道发生火灾时的排烟问题,提出利用服务通道和联络横通道辅助送风的通风方案。利用火灾动力学模拟软件（FDS）,建立隧道火灾通风模型,通过研究通风排烟时服务隧道内补风量与横通道开启数量对火灾烟气的控制效果,确定通风系统的技术参数。结果表明：火灾发生时,事故隧道内纵向通风风速2 m/s,同时开启火源上游3 个横通道,并在服务隧道两端各施加1.3 m/s 纵向通风风速,既可将烟气控制在火源一侧,同时不影响人员安全疏散,其控烟效果与通风网络解算结果一致。采用横通道辅助送风的通风方案,控制特长海底隧道内火灾烟气蔓延是具有理论可行性的。