浅析既有线地铁换乘站隧道风系统模式调整方案

朱 阳

（中铁建昆仑地铁建设管理有限公司，四川成都 610081）

随着国民经济的高速增长，各大中城市的轨道交通建设迅猛发展[1-2]。地铁开通运营线路逐年递增，部分地铁运营线路车站规模已经不能匹配日益增长的客流需求。在市区修建或改造地铁工程时，不可控因素较多，存在技术难点。成都地铁5号线换乘站中医大省医院站改建过程中，存在换乘站位于老旧建筑结构复杂的中心城区、暗挖通道下穿既有线、区间侵限既有线车站结构等因素，施工难度大，对既有建筑安全隐患大。工程尝试取消原暗挖负三层过轨通道，对车站站厅层进行扩能改造，优化车站布置。在本次扩能改造工程中，将5号线西端原隧道风机房及2号线活塞风道空间调整为公共区是改造施工的重要环节，既有2、4号线中医大省医院站相邻区间隧道通风临时过渡模式的调整是西端原隧道改造施工的关键工序。在无经验可借鉴的情况下，中医大省医院站隧道通风临时模式调整方案采用在既有隧道通风系统模式基础上新增通风模式的方法，通过软件模拟和现场实测相邻区间上下行隧道风速值，为后续施工提供先决条件。文章对成都地铁既有2、4号线中医大省医院站扩能改造工程中的既有线换乘站隧道通风模式调整方案进行详细阐述，以期为类似改造工程提供借鉴。

1 工程概况

成都地铁中医大省医院站为2、4、5号线三线换乘车站。根据5号线总体设计要求，车站初步设计方案为在负三层设置过轨通道，连接2、4号线站台、5号线西南站厅、5号线东北站厅。过轨通道位于2、4号线车站下方，依据CRD法施工采用全断面超前注浆+降水井处理隧道地下水。

既有2、4号线车站范围无法施作降水井，为保证过轨通道施工安全，应采用大面积区域阶梯降水替代降水井。根据现场施工条件，分析2、4号线施工状况及温哥华广场现状，采用大面积降水可能引起温哥华广场二次不均匀沉降和倾斜，倾斜程度控制不当会威胁既有建筑的安全。2、4号线已经投入运营，在车站底板下方暗挖过轨通道，存在施工期间降水引起沉降变形、列车产生震动效应等综合影响因素，对施工安全不利。

经研究决定，取消初期对暗挖通道的设置，通过增设站内楼扶梯、增加扶梯、扩大公共区范围等扩能改造措施优化车站布置，以满足该站三线换乘功能需求。5号线西端原隧道风机房及2号线活塞风道空间均被纳入改造为公共区范围。隧道风机房改移至原4号线活塞兼机械风道处，两线风机重叠设置；原4号线活塞兼机械风道调整至覆土层，原隧道风机房夹层改造为2号线活塞风道。在原4号线区间上方局部拓宽站厅，联系5号线西北站厅与既有站厅。

根据中医大省医院站站厅层扩能改造需求，应对2、4号线小里程端隧道机房进行改造。2、4号线隧道通风系统采用出站端设置活塞风井的单活塞模式，两线隧道风机共用。排热系统由大里程端两台排热风机负担，车站大里程端设置两条联络线。

中医大省医院站小里程端2、4号线区间隧道机房改造过程中，不能使用隧道风机与相应风阀，需要调整既有线两线四区间隧道通风方案。为了保证列车运营安全，通过模拟计算，确定利用车站大里段端隧道风机临时兼顾小里程段区间隧道通风，联动车站前后4个车站的隧道通风系统，编制临时过渡方案。

2 临时过渡方案

2.1 临时方案编制思路

（1）一条线路、一座换乘车站及其相邻区间的防火设计按照同一时间发生一处火灾考虑。

（2）临时方案不考虑上下行线同时阻塞工况，确认经过较长时间仍不能恢复正常运营时，应考虑人员疏散。

（3）临时方案不考虑同一线路连续阻塞工况，确认经过较长时间仍然不能恢复正常运营时，应考虑人员疏散。

（4）跨端运行隧道风机时，气流经过的轨行区站台门应保持紧闭状态。

（5）烟气经过轨行区时，应采取必要措施，保证烟气不进入车站站台公共区。

（6）临时通风模式均在既有隧道通风系统模式基础上新增，不修改原来的区间通风模式。

（7）改造方案实施后，按照原区间隧道通风系统的功能要求，对原来的通风模式进行修改与调整。

2.2 隧道通风系统临时方案

（1）在中医大省医院前后4站（2号线白果林站、2号线通惠门站、4号线草堂北路站、4号线宽窄巷子站）增加给上下行线区间送风与排风的临时模式。

（2）根据既有2、4号线施工图，将行车方向定义为2号线左线为通惠门—中医大省医院—白果林（即下行），右线为白果林—中医大省医院—通惠门（即上行）。4号线左线为宽窄巷子—中医大省医院—草堂北路，右线为草堂北路—中医大省医院站—宽窄巷子站。

区间155表示2号线白果林—中医大省医院区间，区间156表示2号线中医大省医院—通惠门区间。根据既有2、4号线施工图，2号线左端即小里程端，4号线A端即小里程端，设备编号中用“A”或“Ⅰ”区分。2号线右端即大里程端，4号线B端即大里程端，设备编号中用“B”或“Ⅱ”区分。

（3）模式编号中的代码意义与2、4号线原施工图中的意义相同，如“送”即风机反转，从室外往区间隧道组织气流；“排”即风机正转，从区间隧道往室外组织气流；“Z”代表风机正转排风；“F”代表风机反正送风；“变”表示变频启动；“工”代表工频启动；“旁”代表旁通变频工频启动；“○”表示设备开启或运行；“×”表示设备关闭或停止；“-”表示设备保持原状态，在本模式下不做控制。

2.3 隧道通风系统模型计算

采用IDA Tunnel隧道模拟软件对地铁站系统进行模拟，验证软件的可靠性。利用IDA Tunnel1.2建模，模型计算三站两区间在事故工况下区间断面风速，模型前后各搭载5km隧道简化处理，区间隧道风机按60m3/s配置，列车按照B型车6辆编组，火灾规模为7.5MW。

模拟草中区间车头火灾，开启草堂北路大里程两台隧道风机，中医大省医院站大里程端两台隧道风机，可满足火灾隧道3.12m/s的迎面风速，烟气未进入车站公共区。

3 区间隧道风模式调整及风速验证

3.1 风速验证的必要性

在非正常工况下，小里程端事故风机缺席运营，通过启动车站大里程端事故风机与前后车站风机弥补，建议在现有情况下，关闭小里程端隧道风机，根据模式的设备运行要求对区间风速进行实测，结合实测结果纠正模式。

3.2 组织机构

成立以地盘项目经理为组长，建设单位业主代表、投融资单位代表、项目总监、项目总工、生产经理、安全总监、各站后标段项目经理、运营公司机电车间主任为副组长，各专业负责人为组员的组织结构。

3.3 实施步骤

（1）2、4号线环控厂家按设计文件编写程序。

（2）2、4号线环控厂家修改程序及单机调试。

机电施工单位负责向运营公司申请非动车作业点，既有2、4号线环控厂家分别进行原有PLC程序备份并移交运营单位，植入新程序后，进行单机单系统调试。机电施工单位负责确认风机、风阀状态，须与环控系统下发模式保持一致。单机单系统测试成功的结果报运营公司确认。

（3）2、4号线综合监控厂家修改界面。

弱电施工单位负责向运营公司申请非动车作业点，既有2、4号线综合监控厂家分别进行原有程序备份并移交运营单位，植入新程序后进行接口调试，接口测试成功的结果报运营公司确认。

（4）OCC下发模式、现场风速测试。

①施工单位申报既有2、4号线非动车作业周计划。

②获批周计划当日凌晨地铁停运后，设计院、既有2、4号线综合监控承包商、运营通风专工、弱电施工单位在世纪城OCC驻守。设计院负责隧道风系统调试指挥工作；综合监控承包商负责新增模式的稳定性；运营专工负责过程见证及应急响应；弱电施工单位负责在OCC进行非动车作业点的申请。

③机电施工单位、运营工班、成安消防、既有2、4号线环控厂家在相应车站及区间驻守。机电施工单位负责向既有5站车控室根据作业周计划申请非动车作业点，既有2、4号线相邻8个区间隧道中部测试风速；运营工班负责在既有5站A、B端隧道机房确认隧道风机、风阀状态；成安消防负责屏蔽既有5站消防联动电源；既有2、4号线环控厂家在各自环控电控室确认环控柜在各工况下模式执行情况。

④OCC下发模式，各工况下模式执行成功后，相应区间隧道测试风速。

⑤测试结束后，所有参与测试人员及工具均需要清场，并向OCC、车控室核销作业点。

4 结语

中医大省医院站既有2、4号线隧道通风临时模式调整方案，采用在既有隧道通风系统模式基础上新增通风模式的方法，通过软件模拟和现场实测既有2、4号线相邻4个区间上下行隧道风速值，风速值均满足不低于2m/s的要求，为后续施工开展奠定基础。