地铁长大区间隧道安全疏散研究

金庆，包乃贺

（1. 沈阳铁道勘察设计院有限公司，辽宁 沈阳 110013；2. 营口港务集团有限公司，辽宁 营口 115007）

1 工程概况

深圳地铁14号线工程串联福田中心区、清水河、布吉、横岗、龙岗大运新城、坪山中心区、坑梓、沙田等区域（见图1），是覆盖深圳东部地区的南北向交通需求走廊，是联系深圳中心区与东部组团的轨道交通快线，是支撑深圳东部发展轴的轨道交通骨干线和支撑深圳东进战略实施的重要交通保障。

1.1 工程特性

图1 14号线在城市空间布局中的位置示意图

城市区域受到地面建筑、用地空间、环境保护等因素影响，城市轨道交通一般采取地下穿越的方式[1]。和常规地铁工程相比，市域快线具有以下特点：

（1）区间隧道距离较长。普通地铁区间隧道一般为1～2 km，深圳地铁14号线大运—宝荷区间长约6 km，给烟控设计、人员疏散和救援带来了一定困难。

（2）列车运行速度快。普通地铁运行速度为60 km/h左右，14号线的设计速度为120 km/h，高速运行列车使得常规地铁消防应急预案不适用于此类工程。

和高速铁路工程相比，市域快线具有以下特点：（1）发车密度大。14号线远期列车开行对数为27对，远大于高铁列车的发车密度。

（2）人员数量多。当高铁乘车人数超过设定限额后，铁路售票处一般停止售票，对人员数量进行限制；而市域快线作为城市轨道交通工具，通常不会限制客流，列车人员数量根据高峰客流确定[2-3]。

1.2 火灾危险性

深圳地铁14号线为市域快线，线路区间间距长、埋深大等因素导致火灾危险性远高于常规地铁工程，应对其消防安全采取适当的加强措施。

（1）大区间。区间长度的增加必然导致列车在区间内的运行时间增长，当列车发车间隔较小时，区间内的列车数量也必然增多。运行时间的增长、列车数量的增加使得列车发生火灾的概率也相应增大。

（2）埋深大。14号线大运—宝荷区间靠近排背围山处埋深约70 m，加之区间隧道空间相对封闭，可用疏散设施有限，人员疏散难度较大；此外，火灾时救援方向与旅客疏散方向相反，实施外部救援困难。

因此，深圳地铁14号线工程应对其消防安全采取适当的加强措施，包括疏散救援设施、结构防火安全、烟控系统设计及消防水、电系统等。

2 区间隧道疏散救援基本模式

2.1 《地铁设计规范》

GB 50157—2013《地铁设计规范》中明确规定，对常规地铁工程（运行速度不大于100 km/h）而言，疏散设计的做法通常是：区间隧道采用2条单线隧道，隧道之间设置间距不大于600 m的横通道；若区间内存在超过1列列车，则设置中间风井。防灾模式概括如下：

（1）2条单线隧道互为救援；

（2）中间风井起分隔区间着火列车、组织排烟的作用。

灾害事故发生时，乘客迎着新风、通过疏散平台步行，经过横通道进入对侧隧道，等待救援；同时，事故列车具有驶入前方车站的能力。

2.2 《城市轨道交通技术规范》

GB 50490—2009《城市轨道交通技术规范》明确了区间联络通道间距为600 m，区间风井要设置直通地面的防烟楼梯间；其他同《地铁设计规范》。

（1）2条单线区间隧道之间应设置联络通道，相邻2个联络通道之间距离不应大于600 m；联络通道内应设置甲级防火门。

（2）当区间隧道设中间风井时，井内或就近应设置直通地面的防烟楼梯。

2.3 《市域快速轨道交通设计规范》

T/CCES 2—2017《市域快速轨道交通设计规范》明确了双洞区间横通道按照600 m设置，单洞山岭隧道设置紧急出口；其他同《地铁设计规范》。

当列车在区间隧道发生事故时，宜将列车拉出洞外或拉至邻近车站进行救援。

平行的2条单洞双线隧道宜设置互为救援的横通道，横通道设计应符合下列规定：

（1）横通道间距不宜大于600 m；

（2）横通道应设便于开启的防护门，开启不得侵入限界；

（3）横通道通行净面积不应小于2.0 m×2.2 m（宽×高）。

针对单洞山岭隧道，当长度大于5 km时，宜设置紧急出口。紧急出口应利用辅助坑道设置，净空宽度不应小于3.0 m，高度不应小于2.2 m。

2.4 《地铁快线设计标准》

《地铁快线设计标准》规定了双洞双线隧道联络通道间距仍为600 m，超长区间隧道应加强联络通道疏散条件，规定为300 m，但未明确超长区间的标准如何确定；其他同《地铁设计规范》。

（1）区间联络通道应符合下列规定：对于载客运营的单洞单线区间隧道，联络通道布置间距不应大于600 m，通道内应设置一组反向开启的甲级防火门，同时防火门强度、刚度及安装方式应能承受隧道内空气压力波的不利影响；超长区间隧道应加强横向疏散条件，相邻2个联络通道之间间距不应大于300 m。

（2）对于长区间和超长区间的防灾疏散必须采取措施，通过纵向疏散到车站、横向疏散至相邻区间及通过竖向疏散楼梯疏散至地面等方式进行安全疏散；对于超长区间应加密横向疏散通道，以加强地下线路横向疏散救援措施；对于设置区间渡线的超长区间，保持动力的列车应具备运行至对侧区间进行疏散救援的条件。

（3）当列车在区间发生火灾或阻塞事故时，疏散救援的组织及设施必须符合下列规定：当列车出现故障状态尚未失去动力时，应继续驶入前方车站进行疏散及救援；当列车因失去动力无法驶入前方车站时，区间疏散救援设施应满足火灾或阻塞工况下列车疏散救援要求；保持动力的列车应根据超长区间线路条件及区间疏散救援设施，采取包括以上原则及列车运行至对侧区间等最有效、安全和快捷的疏散救援方案，并满足在最不利疏散救援条件下的人员安全要求。

（4）区间疏散设施必须满足紧急情况下乘客在60 min内安全疏散的要求。

（5）2条平行的单线区间隧道内应设联络通道，相邻2个联络通道间的距离不应大于600 m；联络通道内应设并列反向开启的甲级防火门，防火门宽度不应小于900 mm；防火门的承压应满足本标准7.7.4条的规定。

（6）疏散平台必须连续设置，且与区间联络通道、车站站台平顺衔接；当受道岔区、人防门、防淹门等阻隔时，应设置楼梯至道床面衔接。

（7）当区间隧道设中间风井时，井内或就近必须设置直通地面的防烟楼梯，地面出入口应具备安全疏散救援的条件。

（8）当区间隧道设置独立疏散通道时，疏散通道与行车隧道间应设置耐火极限不低于3 h的防火隔墙；疏散通道及楼梯宽度不应小于1.2 m，高度不应小于2.2 m。

3 区间隧道疏散救援设计要点分析

3.1 基本原则

参考国内外类似工程区间隧道疏散救援设计要点，从实际出发对深圳地铁14号线长大区间隧道疏散救援设计制定了如下基本原则：

（1）隧道内只考虑发生1处火灾。列车在区间隧道内运行，其发生火灾并停靠在区间内部为低概率事件。根据GB 50157—2013《地铁设计规范》28.1.4条规定：地铁针对火灾应贯彻“预防为主，防消结合”的方针。1条线路、1座换乘车站及其相邻区间的防火设计应按同一时间发生1次火灾计。GB/T 33668—2017《地铁安全疏散规范》规定与《地铁设计规范》一致。

根据TB 10020—2012《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》第5.1.3条规定：对于隧道的防灾设计，同一隧道同一时间段内宜按发生1次火灾进行考虑；同时，对于其他灾害，如断电、列车追尾事故等也不考虑与列车火灾事故同时发生。

（2）车站/疏散救援定点救援原则。列车在区间隧道发生火灾时，应优先选择将列车行驶到前方车站或疏散救援定点位置，在车站或疏散救援定点位置组织疏散和救援；当列车在隧道内发生火灾且难以移动时，应迅速启动火灾应急预案，在区间内尽快实施疏散和救援。

（3）逆风疏散原则。根据着火车厢位置，启动隧道纵向排烟，人员逆风向火灾上风侧进行疏散或就近利用联络通道和安全出口进行疏散。

（4）就近疏散原则。当人员逆风疏散到联络通道入口、专用疏散通道入口或直通地面的安全出口时，应就近向上述相对安全区域进行疏散。

（5）顺风救援原则。区间隧道发生火灾时，外部救援人员应从上风侧的救援竖井、相邻区间隧道或隧道两端车站顺着通风排烟方向进入隧道实施救援，应首先对人员实施救援，尽快将人员疏散到安全区域。

（6）保障大多数人安全疏散原则。由于列车在区间隧道发生火灾时，着火车厢位置及列车停靠位置不确定，中部车厢发生火灾时会有部分乘客处于着火车厢的下风侧。应根据司机报告的着火车厢位置启动相应的排烟模式，保障大多数乘客处于起火点的上风侧。

（7）规范适用原则。14号线工程运营管理上属地铁工程。

（8）系统联动原则。事故发生后对侧隧道内的列车应联动降速，车速下降至不会对疏散平台人员人身安全造成威胁的范围内；同时地铁控制中心启动应急预案，协调救援列车进入。

工程运营管理中涉及的各部门应共同联合制定合理有效的应急预案，在事故发生时各部门应相互配合，确保预案的完全响应。消防水、暖、电等各系统应根据工程具体情况采取适当的加强措施。

3.2 安全区和临时安全区

安全区定义：火灾或其他灾害情况下，灾害后果得到有效控制，可确保人员安全的室内或室外安全区域。即火灾时为控制无烟气进入，或烟气温度、可见度、有毒气体浓度等均保持对人员安全，且在人员向外界疏散方向上的区域、楼层、隧道或疏散用楼梯间。

安全区分为临时安全区和最终安全区。临时安全区为疏散过程中经过的、能够提供确保人员全部撤离该安全区并疏散至最终安全区和救援救灾所需安全避难时间的区域或场所；最终安全区域为空间足够或无限大、灾害无法波及的区域。

深圳地铁14号线工程由于地下区间隧道长度较大，人员在隧道的疏散应采用分阶段疏散，即人员首先应疏散撤离火灾现场，然后通过横通道、区间风井紧急出口等疏散设施疏散至临时安全区，最后经疏散楼梯、消防电梯或救援列车疏散至安全区。

14号线工程区间隧道确定的临时安全区包括相邻区间隧道、火灾上风侧和疏散救援定点临时避难等待区。上述临时安全区还应满足如下条件：

（1）相邻区间隧道疏散平台应设置围护栏杆，防止人员因拥挤而跌落轨行区；

（2）事故区间隧道内开启风机后应能形成规定要求的临界风速，防止烟气向上逆流；

（3）疏散救援定点避难等待区应设置正压通风，为人员提供相对安全的临时避难环境。

安全区的认定参照GB 50016—2014《建筑设计防火规范》第2.1.14条的规定。

安全出口是指供人员安全疏散用的楼梯间、室外楼梯的出入口或直通室内外安全区域的出口。因此，14号线工程确定的安全区包括室外空间和疏散楼梯间。

3.3 疏散平台

3.3.1 相关规范技术要求

疏散平台作为区间隧道的主要疏散设施，在地铁、铁路及其他轨道交通工程的设计规范中均有规定，GB 50157—2013《地铁设计规范》、TB 10623—2014《城际铁路设计规范》、TB 10063—2016《铁路工程防火设计规范》、T/CCES 2—2017《市域快速轨道交通设计规范》、GB 51298—2018《地铁防火设计标准》[4-7]中关于区间疏散平台设计的要求汇总见表1。

可见，各规范中对平台宽度的要求差异较大，总体而言，铁路隧道工程较地铁工程要求严格；净空高度的要求比较接近；对于平台高度、扶手、耐火极限等要求相对较松。

3.3.2 案例调研

对于疏散平台宽度，由于相关规范已规定一般为700 mm、困难情况下550 mm，因此对我国部分典型高铁、城际隧道的平台设置情况进行调研，具体见表2。

可见，隧道平台宽度基本为0.80～1.50 m。深圳地铁14号线工程疏散平台的宽度应根据工程的具体情况进行设计，取为1.06 m。

3.3.3 疏散平台宽度效能分析

深圳地铁14号线工程采用1.06 m的疏散平台宽度，对其疏散时间进行计算。计算列车中部火灾情况下疏散平台宽度为1.06 m时人员疏散至隧道上风侧所需的疏散行动时间。

计算可知，疏散平台宽度为1.06 m时，列车所有人员疏散至隧道上风侧所需的疏散行动时间为455 s。

3.4 联络通道

综合以上分析，深圳地铁14号线工程长大区间联络通道的间距拟考虑采用轨道交通技术规范相关要求，即600 m。在联络通道的通行净宽和入口宽度上参照了铁路工程的部分规定，其中通行净宽考虑为3 m，净空高度为2 m，考虑为双道并列开启的防火门，总宽度为2 m，相对于常规地铁工程而言有明显加强。联络通道内设备室的设置情况宜根据具体工程实际需要进行确定。

3.5 紧急出口

紧急出口是指隧道内专门设置的、在发生列车灾害事故的情况下能够满足人员从事故隧道直接疏散至地面的坑道，深圳地铁14号线工程结合区间风井设置。

根据上述调研和分析，14号线针对长大区间隧道紧急出口的设计方案制定了如下控制指标：

（1）设置位置：结合区间风井设置，间距不宜大于2.6 km；

（2）垂直高度：不宜大于30 m；

（3）紧急出口：楼梯宽度≥1.8 m（防烟楼梯间）；

（4）与正洞连接处应设防火门，宽度不宜小于紧急出口楼梯宽度；

（5）设备设施：应急照明、应急通信等。

4 结束语

消防安全设计的目的在于防止火灾发生，及时发现火情，通过适当的报警系统及时发布火灾警报，有组织、有计划地将楼内人员撤出，采取正确方法扑灭和/或控制大火，将损失控制在一定范围内。以目前在建深圳地铁14号线为例，探讨了时速120 km地铁隧道长大区间安全救援方式，所得研究结果可为类似工程提供参考。