论地铁人防隔断门的安全固定装置的可行性

王小军 何丹峰 李 磊 姜美琴 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司

1 前言

地铁人防隔断门一般按授电方式、功能特点及门扇数量进行分类。按授电形式分类有：接触轨（三轨）隔断门、柔性接触网授电方式隔断门、刚性接触网授电方式隔断门、跨座式单轨授电方式隔断门。按功能特点分类有：出入段线区间隔断门（防护密闭门、密闭门）、区间防护密闭隔断门、区间防淹防护密闭隔断门[1]。地铁区间防护密闭隔断门作为地铁工程的重要防护设备之一,它和口部防护密闭门和密闭门相比较，还有许多不同的特点：首先，它作为两个防护单元之间的隔断门,必须满足能够双向承受冲击波荷载的要求；其次，地铁区间防护密闭隔断门设在隧道区间内，上有用于列车授电的刚性接触网（或旁有接触轨），下有轨道钢轨和道床，战时在不断开刚性接触网（或不影响接触轨）和轨道钢轨的情况下，必须保证这两个位置的完全密闭。地铁区间防护密闭隔断门除了密闭性能以外，其开启状态下的安全固定装置至关重要。2019年1月，重庆地铁由于人防门侵入限界（人防门侵入界限指的是这道门没有处于正常地打开状态），导致地铁与人防门相撞，列车车头严重损坏，车内四名人员受伤。

2 三种安全固定装置

目前地铁人防隔断门通常是通过以下三种安全装置来保证人防门正常地打开状态，一种是千斤顶螺杆，一种是挡板，另外一种是链条钩环，操作步骤如下：门扇平时处于开启位置,转动螺旋千斤顶螺杆,使之伸出插入限位器支座中,这样既可防止门扇的左右转动，又起到对门扇的支撑作用。门扇上和对应的侧墙还设有链条钩环,将门扇和钩环用链条链好后再用链锁锁定,以确保门扇处于开启位置。三重保障可确保行车安全[2]。

图1 区间隔断门安全装置（一）

图2 区间隔断门安全装置（二）

图3 区间隔断门安全装置（三）

图4 区间隔断门安全装置（四）

这三种安全装置可以很好地保证地铁人防隔断门的正常开启状态，但目前还没有相关的标准或者规范来表征这三种安全装置的可靠性，没有具体的检测方法。考虑到地铁在隧道内高速运行产生的正负压，地铁人防隔断门的三种安全装置是否能抵住地铁运行过程中最大压力影响，需要科学地进行论证。目前国内许多大城市地铁最高时速一般不大于80km/h，平均速度为35km/h。有文献指出，在利用SES程序模拟计算分析过程中发现，当高速运行的列车通过中间风井时，若不对中间风井处进行适当的处理，列车车头、车尾处的压力变化率相当高，这在某些已运行的快速轨道交通系统中是存在此种现象的，乘客有非常明显的耳膜阵痛感。以广州地铁3号线为例，当列车以120km/h的速度冲入距前方车站约2km且不作处理的隧道口时，其车头压力变化率高达1000Pa/s，车尾压力变化率也高达近600Pa/S。一般情况下国内地铁盾构区间的直径为5400mm，其有效断面积约为21.3m2。按1000Pa/s此计算，其产生的质量换算为2130kg，约为2.1t。地铁人防隔断门三种安全装置是否能经受住2.1t左右的冲击力，以最薄弱的链条钩环作为检测对象，进行安全固定装置锚固件拉拔试验。

3安 全装置锚固件拉拔试验

城市轨道交通人防工程按“一站加一相连区间为一防护单元”的原则，防护单元间以区间防护密闭隔断门为界，一个站点有两个区间隔断门。每个区间隔断门上有2个锁链安全装置，大门一个，小门一个（具体见照片1、2）。整条地铁线经过湖泊时需要设置防淹门，每个防淹门上有1个锁链安全装置。每个锁链安全装置有四个锚固件，随机抽取其中一个作为试验对象，按照JGJ 145—2013《混凝土结构后锚固技术规程》附录C的方法进行非破损检验，结果判定：锚固拉拔承载力是否符合检验荷载值的要求。M12膨胀螺栓施工后，破坏荷载一般在16kN～20kN范围内。根据国标图集《室内管道支架及吊架》03S402中表1的要求。

当采用本图集的锚栓固定型式管架时，其安装应符合国家有关的规程、规范；采用的锚栓应符合国家有关的产品制造标准及有关的使用规定。本图集设计采用的锚栓荷载见表1，安装时所用锚栓的机械性能不得小于该荷载。

表1 锚栓极限荷载表

请自行核算。

考虑到保守系数按照上表中极限抗拉荷载的2倍即9.66kN作为检验荷载值（非破坏性试验）。人防门按照现场同样施工工艺，在同样强度混凝土构件上做一个样件，现场进行拉拔，进行破坏性试验进行验证。

对该工程所用膨胀螺栓进行现场拉拔试验，试验部位均由委托方指定，现检测结果见表2所示。

表2 化学锚栓拉拔试验结果汇总表

图5 现场化学锚栓拉拔试验

由此可见，每个螺栓可以承受4t左右的拉力，四个螺栓可以承受16t左右的拉力，远远高于列车以120km/h的速度冲入距前方车站约2km且不作处理的隧道口时产生的2.1t左右的冲击力，除了链条钩环安全固定装置以外，还有千斤顶和挡板。足以保证地铁人防隔断门的正常开启状态安全性。

4 结束语

地铁人防隔断门由于其安装在地铁运行过程中的区间内，其正常开启状态下的安全固定装置至关重要，目前主要通过三种安全固定装置（千斤顶螺杆，挡板和链条钩环）来保证安全性。通过对安全装置锚固件拉拔试验可以发现，四个螺栓可以承受16t左右的拉力，远远高于列车以120km/h的速度冲入距前方车站约2km且不作处理的隧道口时产生的2.1t左右的冲击力，除了链条钩环安全固定装置以外，还有千斤顶和挡板，足以保证地铁人防隔断门的正常开启状态的安全性。