张呼客运专线桥隧密集段防灾救援疏散设计研究

于晨昀

(中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055)

1 概述

随着近年来高速铁路和客运专线的快速发展和铁路隧道修建技术的不断进步，特长隧道、隧道群、水底隧道、桥隧密集段的数量不断增多。列车运行在上述区段内发生灾害后如何尽快把旅客疏散到安全地带是需要解决的一个重要问题。

世界各国铁路隧道防灾救援疏散设计标准并未统一。日本东北新干线隧道为单洞双线隧道，规定列车在隧道内发生火灾，如能在15 min内驶出隧道，原则上要求洞外停车处理。［1］西班牙高速铁路帕哈雷斯隧道为双洞单线隧道，在隧道中间3.9 km的范围内设置疏散定点，定点的形式为加密横通道加2条渡线。［2］日本青函海底隧道考虑设置疏散定点，两定点之间距离为23 km，如果按照80 km/h的速度计算，则着火列车能够继续行驶的时间是17.25 min。［3］德国隧道的救援设施除贯通隧道的救援通道外，还包括每500 m一处的紧急出口、每80～100 km线路区段的救援列车、洞口消防水池、救援场所、洞内消防水管、救援小推车等。［4］

近年来的国内研究成果表明，高速铁路隧道防灾疏散应贯彻“以人为本，应急有备，方便自救，安全疏散”的工作方针。［5］特长隧道的防灾救援应贯彻“以防为主，防消结合，方便自救，安全疏散”的原则，健全防灾救援系统，预防灾害发生，减轻发生灾害所产生的影响。［6］隧道群区段灭火救援力量的布局应当以最大限度降低特长隧道的风险为出发点，再考虑最大限度地降低其他较短隧道火灾风险。［7］总长大于20km的特长隧道或隧道群的防灾救援方案应优先采用“定点”模式，“定点”附近设置紧急出口，［8］当采用单洞双线隧道方案时可通过调整线路坡度、优化平面位置，选择适当的场地将紧急救援站置于隧道外面的线路露天地段，以确保满足防灾救援疏散的要求。［9］水底隧道可利用其纵断面线形多为“V”字坡的特点，在隧道最低点附近设置疏散定点和疏散通道。［10］

为设计出可实施性强、效果明确、经济技术合理的防灾救援疏散方案，确保运营期间旅客运输安全。根据桥隧密集段内隧道桥梁路基分布特点，结合张呼铁路桥隧密集段的地理条件和外部道路情况，对张呼铁路桥隧密集段的防灾救援疏散方案进行详细研究。

2 张呼客运专线桥隧密集段概况

张呼客运专线共存在两处桥隧密集段，一处位于大尖山越岭地段，一处位于穿越卓资中低山区地段。

大尖山桥隧密集段自大尖山1号隧道进口起，至二道沟1号大桥呼和浩特端桥台止，线路长度共计10.207 km，桥隧比93.76%。见表1。

表1 大尖山桥隧密集段工程概况

卓资中低山区桥隧密集段自姑家堡1号隧道进口起，至三道泉特大桥呼和浩特端桥台止，线路长度共计18.374 km，桥隧比93.29%。见表2。

表2 姑家堡至福生庄桥隧密集段工程概况

3 张呼铁路桥隧密集段防灾救援疏散设计原则

3.1 实用原则

防灾疏散救援方案技术上要合理，方案要切实可行能够承担疏散任务;同时方案应不明显增加后期运营维护费用，并不大幅增加建设费用。

3.2 预防为主原则

防灾疏散救援以预防为主，列车在进入桥隧密集段前应进行严格自检，将隐患消除，若不能确保安全不得进入桥隧密集段。

3.3 定点疏散、洞外疏散优先原则

考虑救援疏散的难易程度，有组织疏散的优先秩序应依次按定点疏散、洞外疏散、洞内疏散的原则进行疏散。

对于隧道防灾，国内外均以火灾为主要防灾对象［11］。由于隧道内空间狭长，火势传播远比非隧道区段发展迅猛，疏散、救援相对困难。因此当列车在隧道内发生火灾，凡能继续运行时，均应遵循“先将列车拉出洞外再进行列车解体及火灾事故处理”的基本原则。［12］

当事故列车在桥隧密集段内能继续开行时，应尽量将列车安全开行至疏散定点停车有组织疏散旅客。当列车发生事故时已越过疏散定点时，应尽量将列车安全开行出桥隧密集段后停车，有组织疏散旅客。

3.4 逃生为主原则

本线两处桥隧密集段的疏散点距既有公路和城镇据点较近，交通较为便利，因此疏散救援以引导旅客疏散逃生为主，医疗救援主要依靠邻近车站和医院完成。

3.5 因地制宜原则

在保证疏散效果的前提下，疏散定点应结合地形地貌、既有公路交通设施、列车车辆编组及定员、通过能力等因素确定疏散定点、人员疏散通道、疏散场地以及与干线公路及市镇公路的连接。

3.6 救援疏散通道贯通原则

为保证旅客紧急疏散顺利进行、降低救援工作的难度，桥隧密集段区段内应充分利用既有铁路设备设施形成贯通的救援疏散通道，疏散点应设置满足疏散人员通过能力的道路将人员撤离至铁路外的安全区域，安全区域需满足旅客短时间停留的需要并与既有公路交通设施要设置道路连接，连接道路规格要满足救援疏散车辆的通行需要。

4 张呼铁路桥隧密集段防灾救援疏散方案

4.1 隧道设计方案

隧道内双侧均设置了贯通的救援通道，救援通道宽度1.5 m，高度2.2 m，距线路中线2.3 m以外。隧道双侧均设置安全空间，安全空间宽度0.8 m，高度2.2 m，距线路中线3.0 m以外。

隧道内长度500 m以上的隧道内均设置了固定检修照明。其灯具应有防潮、防风压、防震动功能，安装高度距地面不应大于2.5 m，地面最低照度不应小于0.5 lx。

隧道内用于疏散救援的通道内应安装灯光或蓄光型疏散标志，疏散标志应沿隧道救援通道的疏散方向设置，其间距不大于30 m，并应安装在距地面1 m以下的墙面上。

隧道内电力、电力牵引、通信、信号设备洞室均设置了火灾自动灭火装置，并设置3具4.0 kg的ABC干粉灭火器。

4.2 桥梁设计方案

桥面两侧挡砟墙外设置通信、信号电缆合槽、电力电缆槽，挡砟墙至桥梁外侧栏杆净距为1.2 m。当发生地震、火灾等自然灾害时，1.2 m宽度电缆槽顶板可作为救援疏散通道的组成部分，桥上疏散指示标识设置于挡砟防护墙上，采用黄色蓄光自发光型油漆涂刷，白天、晚上均能被快速识别。

4.3 路基设计方案

路基道砟脚以外路肩宽1.4 m，为0.7 m路基面及外侧0.7 m通信、信号、电力电缆槽，槽上设有钢筋混凝土盖板。当发生地震、火灾等自然灾害时，1.4 m路肩宽度可作为救援疏散通道的组成部分，路基在电缆槽盖板顶面间隔一定距离设疏散指示标识，采用黄色蓄光自发光型油漆涂刷，白天、晚上均能被快速识别。

4.4 疏散定点设计方案

根据日本1973年、1974年的列车火灾走行试验所得的资料，在一定条件下，继续运行可能的时间约为15 min。［13］张呼客运专线旅客列车速度的目标值为250 km/h，估计旅客列车通过大尖山桥隧密集段的时间约为3 min，通过卓资中低山区桥隧密集段的时间约为5 min。因此事故列车仍有可能在事故发生后将列车开出桥隧密集段后停车进行有组织疏散，但为保证旅客安全，仍考虑在两处桥隧密集段各自的中部设置疏散定点。

在疏散定点位置修建疏散通道将旅客从正线疏散至山脚安全位置处，疏散定点处的疏散通道为混凝土坡道，考虑无障碍要求，坡率按1∶12设计。疏散定点的选择主要考虑了以下几个因素。

(1)铁路既有设备因素

列车停车应尽量拉出隧道洞口外后开展有组织疏散，因此疏散定点宜选择在洞外。考虑洞外桥梁桥面距地面高差较大，在桥上设置疏散定点后，设置直通地面且满足紧急情况下旅客安全通过需求的救援通道难度较大且工程代价较大，因此两处桥隧密集段均选择在路基段落上设置疏散定点。

(2)铁路行车组织因素

事故列车在疏散定点停车应避免出现次生灾害。因此事故车停车状态下的后车最小列车间距应满足紧急制动距离、安全防护距离和一个列车距信号点距离。根据《铁路客运专线技术管理办法(试行)(200～250 km/h部分)》规定:制动初速度为200 km/h时，列车紧急制动距离限值为2 000 m;制动初速度为250 km/h时，紧急制动距离限值为3 200 m。

(3)外部因素

疏散定点应尽可能选择近邻具备满足快速疏散、救援需要的外部道路的地段。同时疏散定点附近有能满足被疏散旅客短暂停留需要的空旷场地。

5 结论

(1)为方便疏散与救援，有组织疏散应依次按定点疏散、洞外疏散、洞内疏散的优先级秩序进行疏散。

(2)桥隧密集段区段内应充分利用既有铁路设备设施形成贯通的救援疏散通道，将旅客疏散至疏散定点，并在疏散定点设置便道将旅客疏散线外安全区域。救援疏散通道和便道的设计要满足疏散人员通过能力。疏散点与既有公路交通设施要设置满足救援需要的道路连接。

(3)疏散定点的选择是一个综合比选的过程，既要考虑铁路既有设备和铁路行车组织情况，也要考虑地理位置和公路设施等外部因素。

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