低地板有轨电车盾构隧道疏散平台设置研究

张　明，姚应峰

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉　430063)



低地板有轨电车盾构隧道疏散平台设置研究

张明，姚应峰

(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉430063)

为了解决低地板有轨电车盾构隧道疏散平台设置困难、易侵限的问题，提出一种新的疏散平台设置方法，有效解决因曲线地段车辆设备限界加宽而需要增大盾构隧道直径的问题。通过对盾构隧道区间限界影响因素进行分析，发现随着车辆地板面高度的降低，疏散平台有效安装空间变小，尤其在曲线地段限界难以满足要求。针对此问题提出疏散平台曲线内侧设置和行车方向左侧设置两种解决方案，并对两种方案特点进行了对比，行车方向曲线内侧设置方案优于行车方向左侧设置方案，可以大大节约建设成本。该方案在佛山市南海区低地板有轨电车项目中进行应用，验证了该设置方法的有效性。

低地板；有轨电车；疏散平台；盾构隧道；建筑限界

近年来，随着城市化进程的不断加快，城市人口急剧增多，日益拥堵的交通成为阻碍城市发展的首要问题。传统的地面交通工具已不能满足大中城市的客运要求，新型轨道交通系统应运而生。现代低地板有轨电车就是其中一种，其运量介于公交和地铁之间，车辆地板面距离轨面高仅350 mm，可在地面停靠，凭借快速、舒适、节能环保、造价低等特点成为各大城市新城区、经济开发区以及中小城市解决交通拥堵问题的首选[1-3]。现代低地板有轨电车根据路权专有程度可分为独立路权、优先路权和混合路权3类[4]，其中独立路权形式最受推崇，但在人口集中、既有建筑稠密的地点为提高路权专有程度，保证车辆运行效率，越来越多的线路采用地下敷设方式[5]。

低地板有轨电车有别于常规地铁车辆，地板面降低后将对隧道内轨旁设备及管线产生较大影响，疏散平台的设置也将增加难度[6]。本文将重点研究低地板有轨电车在盾构隧道内侧向疏散平台的设置问题，提出有效的解决方案，并在佛山市南海区有轨电车项目中加以验证。

1　低地板有轨电车盾构隧道限界分析

1.1盾构隧道限界影响因素

低地板有轨电车盾构隧道限界影响因素除隧道直径本身以外，主要还包括强电电缆支架、弱电电缆支架、信号设备、消防水管以及疏散平台等[7]。根据城市轨道交通系统地下盾构隧道设计要求，要在隧道内设置疏散平台，同时为了连通相邻的两个单线隧道，要在两个隧道之间垂直于行车方向设置联络通道[8-9]。由于我国城市轨道交通统一采用右线行车，根据应用经验疏散平台常设置在行车方向左侧[10-13]。

低地板有轨电车随着车辆地板面的降低，疏散平台在盾构隧道内的设置空间变小，常规设置方法将不能满足限界要求，在小曲线半径处，经常出现侵限情况。隧道内限界影响因素，疏散平台及联络通道设置情况如图1所示。

我国城市轨道交通隧道限界要求规定圆形盾构隧道标准管片内径为5.2 m[14]，在特殊情况下可根据设计需要采用非标准直径的盾构隧道，但随着隧道直径的增大施工难度和建设成本都将大大提高。以佛山市南海区低地板有轨电车为例，车辆最大宽度2 650 mm、最小工作高度4 040 mm、道床高度720 mm，在内径为5.2 m的标准盾构隧道内，强电电缆支架、弱电电缆支架、信号设备和消防水管等轨旁设备由于设置位置较高，不会对车辆限界造成影响，但疏散平台随着车辆地板面高度的降低而降低，设置空间变小，将对车辆限界造成影响，尤其在曲线地段，侵限现象明显。

1.2直线地段疏散平台限界分析

在标准直径盾构隧道直线段区间内，疏散平台按照行车方向左侧设置方式进行设置，当平台面距轨面高350 mm时，宽度达到550 mm，符合设计标准中最低要求值。直线地段隧道内轨旁设备及疏散平台的限界情况如图2所示。

图2　直线地段盾构隧道限界(单位：mm)

1.3曲线地段疏散平台限界分析

在曲线地段由于要对路基进行超高设置，即抬高曲线外侧轨道高度，降低曲线内侧轨道高度，该设置会引起车辆设备限界尺寸加大和内外侧限界位移不均匀，因而在曲线地段要对车辆设备限界进行加宽和偏移计算。

加宽量计算方法如下

(1)

式中Ta——曲线外侧加宽量，mm；

Ti——曲线内侧加宽量，mm；

a——车辆定距，mm；

n——车体计算断面至相邻中心销距离，mm；

p——转向架固定轴距，mm；

R——线路平面曲线半径，m。

为了解决由于轨道超高造成的车辆设备限界内外侧位移量不均匀的问题，应将隧道中心线向线路基准线内侧进行偏移，偏移量计算方法如下

(2)

式中x——线路中心线横向偏移量，mm；

h0——隧道中心至轨顶面的垂向距离，mm；

h——轨道超高值，mm；

D——隧道直径，mm。

以佛山市南海区低地板有轨电车线路为例，全线最小曲线半径R为280 m，轨道采用半超高设置，超高量为120 mm，车辆定距8 490 mm，转向架固定轴距为1 900 mm，车体计算断面至相邻中心销距离为2 050 mm，曲线内侧和外侧设备限界加宽量及线路中心线横向偏移量分别为

在内径为5.2 m的标准盾构隧道内，曲线地段隧道内限界情况如图3所示。从图中可以看出，疏散平台由于受车辆限界加宽和线路中心线横向偏移的影响，出现侵入车辆限界的情况，其他轨旁设备均满足要求。

图3　曲线地段疏散平台侵限示意(单位：mm)

2　疏散平台设置方案

通过分析发现，按照内径为5.2 m的标准盾构隧道进行设计，疏散平台如设置在行车方向左侧，其宽度在曲线地段不能满足疏散要求，出现侵限情况。针对这一问题，提出两种解决方案：一种是仍采用行车方向左侧设置形式，而增大盾构隧道内径；另一种方案是对疏散平台设置形式进行优化，根据线路曲线情况进行设置。

2.1行车方向左侧设置方案

采用疏散平台行车方向左侧设置方案，可以提高乘客通过联络通道进入邻线隧道进行疏散的便利性，但需要增大隧道直径来解决疏散平台侵限的问题。通过计算，当盾构隧道直径增大到5.4 m时，曲线地段疏散平台满足限界要求。隧道加宽后曲线地段限界情况如图4所示。

图4　疏散平台行车方向左侧设置(单位：mm)

2.2曲线内侧设置方案

根据目前疏散平台和联络通道应用经验，由于疏散平台较窄，在长距离疏散过程中，容易造成人员跌落，因而要求在疏散平台上设置纵向台阶，便于人员下入道床，同时要求联络通道底面与道床面平齐。

在地铁线路设计中，由于疏散平台较高(高度大于1.2 m)，乘客下入道床困难；而低地板有轨电车隧道疏散平台距轨面高度较小(约0.5 m)，乘客容易进入道床。按这种设置方式，人员可以先下入道床再通过联络通道进行疏散，而不必拘泥于疏散平台在行车方向左侧设置的原则。

据此，在曲线地段，当曲线内侧车辆限界与隧道建筑限界安全距离明显大于曲线外侧时，其空间可以用于设置疏散平台。以图3所示情况为例，通过计算，若将疏散平台设置在曲线内侧，其最大宽度可达到572 mm，满足设计要求。曲线内侧疏散平台设置情况如图5所示。

图5　疏散平台曲线内侧设置(单位：mm)

以上两种方案都能有效解决曲线地段疏散平台侵限问题。方案一采用设置在行车方向左侧的原则，需要增大盾构隧道直径，这将大大增加建设成本；而按照方案二，根据曲线情况进行设置，可以保证曲线地段隧道直径与直线地段相同，大大节省投资。

3　疏散平台与联络通道的协调设置

由于联络通道是连通两个单线隧道的专用通道，根据应用经验，为了便于人员疏散，通常要求联络通道底面与道床面平齐[15-16]。

当疏散平台设置在联络通道一侧时，要求在联络通道处，将疏散平台断开，并设置纵向台阶，乘客可以顺利地从一侧隧道的疏散平台或道床上直接通过联络通道进入另一侧隧道。当疏散平台设置在联络通道对侧时，在对应位置处将疏散平台断开，便于人员下入道床通过联络通道。此外，根据规范要求“当隧道区间距离大于600 m时，要在两隧道之间设置联络通道”，而有轨电车根据编组情况不同，车体长度不同，通常在60～85 m[17]，因而疏散平台每隔一定距离需要进行断开，并设置纵向台阶，具体根据车辆编组长度而定。

4　结语

本文首先对现代有轨电车的特点进行了分析，并对低地板车辆盾构隧道建筑限界影响因素进行了总结，提出一种新的疏散平台设置形式，按照线路曲线情况进行设置，保证了全线盾构隧道直径的统一。并对疏散平台和联络通道的协调设置进行了说明，充分保证了人员的紧急、安全疏散。本文的研究结论在佛山市南海区低地板有轨电车项目中进行了实际应用，大大节约了建设成本。

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Research on Evacuation Platform Setting in Shield Tunnel for Low-floor Streetcar

ZHANG Ming， YAO Ying-feng

(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan 430063， China)

In order to solve the problems in setting evacuation platform in the shield tunnel for low-floor streetcar， a new method is put forward. This method can meet the requirement for increasing tunnel diameter where vehicle equipment gauge is to be widened in curve section. According to the analysis of the influencing factors of shield tunnel gauge， it’s found that the effective installation space of the evacuation platform becomes smaller with the reduction of vehicle floor height， and the gauge can not meet the requirements especially in the curve section. Two solutions are proposed and the characteristics of the two are compared. The method of setting inside the curve is superior to the conventional method of the setting on the left side of driving direction， and it can save a lot of construction cost. The effectiveness of the proposed method is verified by the application of the Foshan low-floor streetcar project．

Low-floor; Streetcar; Evacuation platform; Shield tunnel; Construction gauge

2016-01-05；

2016-04-06

张明(1988—)，男，工程师，2015年毕业于武汉大学，工学硕士，E-mail：zonmine@126.com。

1004-2954(2016)09-0109-04

U121

ADOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.09.024