长大道路隧道纵向疏散救援技术应用

梅 嬿 婕

(上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司,上海 200125)



长大道路隧道纵向疏散救援技术应用

梅 嬿 婕

(上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司,上海 200125)

分析了国内外长大道路隧道疏散救援模式，结合实际工程案例，提出了利用大断面盾构隧道下层机动空间纵向组织疏散救援的新模式，并阐述了其新模式的具体应用，进而有效的提高疏散及消防救援效率，为长大道路隧道的疏散救援提供了一种可供选择的安全、经济、高效的模式。

长大隧道，消防通道，疏散救援模式，工作井

1 概述

近年来，城市道路隧道的断面、长度不断增大，隧道内的车辆密度也在不断的增加，使得隧道内发生火灾的潜在威胁在加大，长大道路隧道的运营安全备受关注。长隧道的类线性封闭环境特性会造成疏散、救援、排烟困难，相比地面建筑具有更大的危险性，如果没有合理的疏散救援方案，一旦发生火灾，极易造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

本文利用大直径盾构隧道车道下方的富余空间形成人行疏散通道和消防、救援车辆环通道，车辆环通道可直通地面实现消防和救援车辆的快速介入，提高隧道安全保障度，建立了一套完整的全纵向疏散模式。该技术通过系列的分析与现场测试，在上海某越江工程中示范应用。

2 道路隧道疏散救援模式适应性分析

2.1 国内外长大隧道疏散救援技术进展

调研发现，国外隧道疏散和消防救援大多采用在两条隧道间设置小间距的横向通道的模式；国内已建大断面盾构隧道大多位于沿海地区，隧道结构多处于软弱地层中，为规避横通道的实施风险，多采用大间距的人行横通道+纵向疏散组合的模式来减少人行横通道的数量，少量隧道采用了在盾构隧道下层设置人行疏散通道的纵向疏散模式。

2.2 道路隧道疏散救援模式比选

在隧道的多种疏散救援模式中，因疏散救援的方法不同，体现不同的特征和效果，表1为各种疏散救援方式的适用性。横向模式通过横通道进行人员疏散和消防救援；横纵结合模式通过纵向通道实现人的疏散、大间距的横通道作为消防救援的通道；纵向模式通过纵向通道实现人的疏散，消防救援通过受灾车道层实施，存在一定的风险。基于特殊的地质情况和工程风险，国内道路隧道有采用大间距的横通道+纵向疏散通道的横纵疏散模式以及无横通道的纵向疏散模式的趋势。

2.3 带消防救援通道的纵向疏散救援模式的提出

常规纵向疏散模式在火灾工况下通过受灾隧道实现消防与救援的风险较高，在纵向疏散模式的基础上创建一条满足消防救援车辆通道是提高纵向疏散模式保障度的关键。图1为纵向疏散救援总体设计思路。

关键技术一：盾构隧道下方创建满足消防救援车辆通行的空间。通常大直径盾构隧道下层空间仅布置管廊和人行纵向辅助救援疏散通道，有较充足的空间。通过对空间的优化，提供一条满足消防、救援车辆通行的空间，与两端的工作井形成消防救援的环通道。

表1 疏散救援模式综合比较表

关键技术二：创建一条实现地面车辆直道消防救援环通道的通道。利用隧道工作井及设备段空间，设置一条消防救援环通道与隧道车道层的连接坡道，满足消防救援车辆的通行要求。

3 纵向疏散救援模式应用

3.1 工程概况

本隧道暗埋段全长约4 840 m，为特长道路隧道，设两座工作井供盾构始发和接收，工作井之间采用圆隧道连接，圆隧道段长3 390 m，圆隧道段外径14.5 m、内径13.3 m。本工程若采用横纵结合的疏散模式，本隧道需设置4条长16 m～20 m的横通道，其中有1条横通道设置于黄浦江下方，埋深50 m，且位于7-2层承压水层中，其实施风险极大。

3.2 纵向消防救援环通道

将圆隧道车行道下部空间分为三仓，如图2所示。右侧边仓(以东线隧道横断面，剖视方向由南向北)作为电缆、管线专用仓，布置强电电缆、弱电电缆以及地埋式变压器等管线设备；中间仓与左侧边仓作为疏散救援通道，左侧边仓布置疏散楼梯以及消防救援楼梯，并形成纵向贯通的疏散救援通道与两端工作井直通地面的疏散楼梯相连，最窄处宽1.2 m、高2.1 m。中间仓净宽3.3 m、净高3.0 m，可供救援、疏散车辆、特制的消防车辆通行，消防救援通道交通组织如图3所示。

3.3 消防救援环向通道与地面车道连接坡道的设置

消防救援车辆入口设于设备段两孔车道中间的设备管廊区内，在盾构车架段内完成救援车辆的回转组织，如图4所示。坡道与圆隧道中间仓等宽，最小转弯半径7 m、最大坡度11.3%，满足中型车辆的通行要求。

3.4 消防救援路径

救援疏散通道环路由消防救援车辆入口、消防救援环形通道、救援车辆停车等候区等三部分组成。由两端工作井及圆隧道中间仓救援疏散通道形成消防救援环通道，消防救援车辆进入工作井后组织环路单向交通进行消防、救援与疏散。消防车辆进入后，根据到着火点距离最近的原则组织顺时针或逆时针的单向交通，需紧急待命车辆可就近停在工作井地下停车区。

3.5 疏散及消防救援效率验证

通过测试不同人员构成方式下，隧道纵向疏散的疏散效率、人员行进规律及消防救援能力，验证了纵向疏散空间的适用性。

1)疏散效率测试。

人员安全疏散时间(ASET)为在火灾环境尚未达到人员耐受极限前人员疏散到相对安全的区域(比如防火楼梯，室外等)即人员所需疏散时间(RSET)的1.2倍，则能认为人员可以安全疏散。从图5可以大致了解火灾时人员疏散的组成，因此以下的分析都是基于上述时间分布来进行的，通过确定火灾探测时间，人员感知时间，确认时间、反应时间和移动时间从而计算出总的疏散时间。

对本工程疏散效率进行现场测试，结果如表2所示。

表2 试验参数分析汇总表 s

其中,t1为平均下车时间，被困人员接报火灾至离开车辆的时间；t2为平均穿越逃生盖板时间；t3为平均通过疏散救援通道时间；t4为人员在车道层行进时间；t5为人员疏散层行进时间；T1为疏散设施通行时间，表征疏散设施的通行能力,T1=t2+t3。

试验表明，人员从火灾区转移到安全区的平均时间约为3.2s，考虑火灾最不利发生在隧道中部，人员疏散至安全区总时间约为16.6min，小于《道路隧道设计规范》规定的设有重点排烟系统和泡沫水喷雾联用系统时20min的安全疏散时间。

2)消防救援效率检验。

火灾情况下，车辆从下层救援通道驶入着火地点下方，然后利用疏散通道内的消火栓，铺设水带后通过救援楼梯上至车道层着火地点，开展灭火战斗任务，消防救援策略如图6所示。现场演练表明，消防车辆平均到达速度约8.9m/s，较现状提高20%以上。

4 结语

在调研分析国内外长大道路隧道疏散救援模式的基础上，提出了一种带消防救援通道的纵向疏散模式。该模式通过系统分析和现场验证，其疏散和救援效率得到大幅度提高，并在上海某越江隧道工程中成功应用，可作为长大道路隧道一种可供选择的安全、经济、高效的模式。

[1] 王 曦.长大隧道的安全疏散设计[J].地下工程与隧道,2007(3):25-28,31,60.

[2] 黄少文.上海长江公路隧道工程防灾减灾关键技术[J].上海公路,2011(3):13，37-42.

[3] 顾金龙.区域性火灾隐患综合治理模式的创新实践[J].新安全东方消防,2014(2):52-55.

[4] 王林峰.城市水下隧道火灾原因及统计分析[J].城市道桥与防洪,2016(4):236-239.

Evacuation and rescue technology application in longitudinal direction of longer and larger road tunnel

Mei Yanjie

(ShanghaiCityConstructionDesignAcademy(Group)Co.,Ltd,Shanghai200125,China)

The evacuation and rescue pattern of longer and larger road tunnel will be studied and analyzed. With some project cases, the new pattern of using larger cross section tunnel’s lower space to organize the evacuation and rescue the will be bought up. It describes specific application of its new model. This new pattern will improve the efficiency of evacuation and rescue and provide an alternative safety, economic and efficiency way.

longer and larger tunnel, fire passage, evacuation and rescue pattern, working well

1009-6825(2017)15-0150-03

2017-03-10

梅嬿婕(1982- )，女，工程师

U458

A