前言
中华人民共和国行业标准
铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范
Code for Design on Rescue Engineering for Disaster Prevention and Evacuation of Railway Tunnel
TB 10020-2017
J 1455-2017
主编单位:中国铁路经济规划研究院
批准部门:国家铁路局
施行日期:2017年5月1日
国家铁路局关于发布铁道行业标准的公告
(工程建设标准2017年第4批)
国铁科法〔2017〕14号
现公布《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》(TB 10020-2017)行业标准,自2017年5月1日起实施。《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》(TB 10020-2012)同时废止。
本标准由中国铁道出版社出版发行。
国家铁路局
2017年2月20日
本规范是根据国家铁路局构建铁路工程建设标准体系的要求,为满足铁路隧道防灾疏散救援工程建设和发展需要,统一铁路隧道防灾疏散救援工程设计标准,提高铁路隧道防灾疏散救援工程设计水平,保障铁路隧道运营安全,在《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》TB10020-2012基础上,总结了近年来我国高速、城际、客货共线铁路隧道防灾疏散救援工程建设的实践经验,充分借鉴了国内外铁路隧道防灾疏散救援研究成果和有关标准的规定,经广泛征求意见全面修订而成。
本规范全面贯彻了国家安全生产和铁路运输安全相关法律法规,强化了安全疏散、节约资源等技术要求,注重总体设计,并结合我国国情、经济社会发展水平等因素,合理确定了铁路隧道防灾疏散救援工程主要设计标准,进一步提升了规范的科学性、安全性和经济性。
本规范共分7章,包括:总则、术语、基本规定、土建工程设计、通风设计、人员疏散设计、机电设施及其他,另有2个附录。本次修订的主要内容如下:
1.调整了规范适用范围,修订了铁路隧道防灾疏散救援工程设计原则,明确了着火列车疏散救援指导思想。
2.修改了“隧道群”的定义,增加了“隧道口紧急救援站”、“疏散通道”、“必需安全疏散时间”和“可用安全疏散时间”等术语。
3.明确了防灾疏散的原则,增加了火灾规模、人员安全疏散时间标准等相关要求。
4.修改完善了紧急救援站、紧急出口、避难所、疏散通道、横通道、防护门等疏散救援工程设施的设计标准及相关设备配套要求;补充了适用于城际和水下隧道防灾疏散救援工程设计相关规定。
5.明确了通风设计条件、通风方式和通风标准,规定应急通信、设备监控、应急照明、防灾救援设备等辅助设施的设置要求。
6.增加了人员疏散模式、人员疏散安全判定标准以及安全疏散时间计算方法等内容。
7.完善了应急供电、机电设施及其他等相关要求,增加了导向标志的设置要求。
8.增加了通风计算、停车导向标志附录。
本规范执行过程中,希望各单位结合工程实践,认真总结经验,积累资料。如发现需要修改和补充之处,请及时将意见及有关资料寄交中国铁路经济规划研究院(北京市海淀区北蜂窝路乙29号,邮政编码:100038),并抄送国家铁路局规划与标准研究院(北京市西城区广莲路1号,邮政编码:100055),供今后修订时参考。
本规范由国家铁路局科技与法制司负责解释。
主编单位:中国铁路经济规划研究院
参编单位:西南交通大学、中铁第一勘察设计院集团有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司、铁道第三勘察设计院集团有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司
主要起草人:赵 勇、王明年、陈绍华、马志富、于丽、倪光斌、李国良、喻 渝、肖明清、林传年、鲜 国、王 峰、魏佳良、朱 勇、焦齐柱、安玉红、方钱宝、刘丽华、代仲宇、蹇 峡、景德炎、唐国荣、田四明、李传富、李 琦、那艳玲、李 博、任建旭、王 颢、赵 伟、茹 旭、霍建勋、郭 辉、蒋 超、秦小光。
主要审查人:史玉新、张 剑、刘 珣、刘 燕、薛吉岗、王哲浩、付 锋、肖广智、赵武元、柳墩利、王学林、马静波、杨国柱、杨柏林、胡定成、马慧金、贺建斌、刘艳青、孙建明、吕 刚、陈 梅、潘继军、谭忠盛、吴大鹏、苏新民、邓烨飞。
条文说明
1.0.1 随着我国铁路大发展,铁路长大隧道、隧道群急剧增加,为了保障列车在隧道内发生火灾后人员安全疏散和有效救援,指导防灾疏散救援工程设计,特制定《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》。
我国铁路运输具有跨区域、跨铁路局(公司)、客运距离长等特点,为了保证防灾疏散、救援工程经济适用、科学有效,追求疏散与救援的标准化和应急管理的普适性,制定统一的标准和原则十分必要。
1.0.2 本规范主要针对是旅客列车疏散救援,因此将适用范围界定在新建高速铁路、城际铁路以及客货共线铁路隧道防灾疏散救援工程设计。
1.0.3 《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》TB 10020-2012(以下简称“原规范”)为体现以人为本的理念,定位于隧道内发生列车火灾事故后,以采取何种措施达到安全疏散为重点,首次提出了以人为本、应急有备、方便自救、安全疏散的防灾救援疏散工程设计原则。
本次修订着眼于实现旅客列车在隧道内发生火灾事故后人员的安全疏散与快速救援,重点是疏散和救援,由于疏散是发生火灾后的一种短时间内的行为,在应急处理的前期,很难有救援力量到达事故现场,是一个自救疏散的过程。因此,确定了以人为本、自救为主、安全疏散、方便救援的原则。
1.0.5 为了实现安全疏散,不仅需要设计必要的土建工程设施,还需要设置必要的配套设备及应急预案进行保障。任何一个环节的遗漏错失,都可能导致疏散的失败,造成较大的人员伤害和财产损失。因此,防灾疏散救援工程设计是一项系统工程,既要有总体方案设计,还需要有机电设施及其他的配套设计。
1.0.6 铁路工程设计的内容涉及面广,需要遵循的标准很多,本规范仅根据铁路隧道防灾疏散救援工程建设需要列入与其相关的设计要求,有一定的局限性。因此,进行铁路隧道防灾疏散救援工程设计除要符合本规范规定外,还要按照国家现行有关标准、规定进行设计,做到相辅相成、协调统一。
1总则
1.0.1 为贯彻国家安全生产和铁路运输安全相关法律法规,保障旅客列车在隧道内发生火灾等事故后人员的安全疏散与救援,统一铁路隧道防灾疏散救援工程设计技术标准,使铁路隧道防灾疏散救援工程安全可靠、技术先进、经济合理,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建高速铁路、城际铁路以及客货共线铁路隧道防灾疏散救援工程设计。
1.0.3 铁路隧道防灾疏散救援工程设计应遵循以人为本、安全疏散、自救为主、方便救援的原则。
1.0.4 列车在隧道内发生火灾时,应控制列车驶出隧道进行疏散;当列车不能驶出隧道,应控制列车停靠在紧急救援站进行疏散和救援。
1.0.5 铁路隧道防灾疏散救援工程应加强总体方案设计,统筹接口设计,确保使用功能。
1.0.6 铁路隧道防灾疏散救援工程设计除执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1.0.1 随着我国铁路大发展,铁路长大隧道、隧道群急剧增加,为了保障列车在隧道内发生火灾后人员安全疏散和有效救援,指导防灾疏散救援工程设计,特制定《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》。
我国铁路运输具有跨区域、跨铁路局(公司)、客运距离长等特点,为了保证防灾疏散、救援工程经济适用、科学有效,追求疏散与救援的标准化和应急管理的普适性,制定统一的标准和原则十分必要。
1.0.2 本规范主要针对是旅客列车疏散救援,因此将适用范围界定在新建高速铁路、城际铁路以及客货共线铁路隧道防灾疏散救援工程设计。
1.0.3《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》TB 10020-2012(以下简称“原规范”)为体现以人为本的理念,定位于隧道内发生列车火灾事故后,以采取何种措施达到安全疏散为重点,首次提出了以人为本、应急有备、方便自救、安全疏散的防灾救援疏散工程设计原则。
本次修订着眼于实现旅客列车在隧道内发生火灾事故后人员的安全疏散与快速救援,重点是疏散和救援,由于疏散是发生火灾后的一种短时间内的行为,在应急处理的前期,很难有救援力量到达事故现场,是一个自救疏散的过程。因此,确定了以人为本、自救为主、安全疏散、方便救援的原则。
1.0.5 为了实现安全疏散,不仅需要设计必要的土建工程设施,还需要设置必要的配套设备及应急预案进行保障。任何一个环节的遗漏错失,都可能导致疏散的失败,造成较大的人员伤害和财产损失。因此,防灾疏散救援工程设计是一项系统工程,既要有总体方案设计,还需要有机电设施及其他的配套设计。
1.0.6 铁路工程设计的内容涉及面广,需要遵循的标准很多,本规范仅根据铁路隧道防灾疏散救援工程建设需要列人与其相关的设计要求,有一定的局限性。因此,进行铁路隧道防灾疏散救援工程设计除要符合本规范规定外,还要按照国家现行有关标准、规定进行设计,做到相辅相成、协调统一。
2术语
2.0.1 隧道群 tunnel group
相邻隧道洞口间距小于一列旅客列车长度的一组隧道。
2.0.2 隧道内紧急救援站 emergency rescue station in tunnel
设置在隧道内,满足着火列车停靠、人员疏散及救援的站点。
2.0.3 隧道口紧急救援站 emergency rescue station between continuous tunnel portals
设置在隧道群明线及洞口段,满足着火列车停靠、人员疏散及救援的站点。
2.0.4 紧急出口 emergency exit
设置在隧道内,供事故列车内人员直接疏散到隧道外的坑道。
2.0.5 避难所 refuge
设置在隧道内,供事故列车内人员临时避难,并能疏散到隧道外的坑道。
2.0.6 疏散通道 evacuation walkway
隧道内纵向贯通设置,供人员应急疏散的通道。
2.0.7 横通道 passage-way
连接两座并行隧道或隧道与平行导坑,供人员应急疏散的通道。
2.0.8 防灾通风 ventilation for disaster prevention
为满足着火列车人员安全疏散及救援所进行的供风、排烟。
2.0.9 必需安全疏散时间 required safety egress time
从着火列车停车开始到列车中所有人员疏散至安全区域所需的时间。
2.0.10 可用安全疏散时间 available safety egress time
从着火列车停车开始至火灾发展到对人员安全构成危险所需的时间。
条文说明
2.0.1 当隧道间洞口间距过小、不具备事故列车停靠后安全疏散要求时,需要按一个长隧道进行防灾疏散救援工程设计。
日本为了预防长大隧道内的列车火灾事故,在修建新干线过程中,将明线小于400m的相邻隧道设定为1个火灾对策分区,统一设置相应的火灾对策措施。欧盟委员会条例NO1303/2014《关于欧盟铁路系统“铁路隧道安全”相关的互通性技术规范》认为两个或者更多的连续隧道应被视为一个隧道除非满足以下条件:
(1)隧道间露天区域长度>列车长度最大值+100m。
(2)隧道间露天区域面积和轨道情况能够满足乘客从列车疏散到安全区域,这个安全区域能容纳满载列车的所有乘客。
综合考虑我国国情,研究认为,隧道群明线长度的划分标准为是否能容纳一列旅客列车停靠,保证人员能够进行有序的疏散,而不受火灾的影响。故确定洞口间距小于一列客车长度的相邻隧道,称为隧道群。
我国铁路旅客列车编组的最大长度为SS9单机牵引20辆车,L=26.6×20+22=554(m)。对于仅运行动车组的线路,其编组的最大长度为CRH1E/CRH1B(1E头型):428.9m。
3基本规定
3.0.1 防灾疏散救援工程应综合考虑线路技术标准、工程分布、工程特征、环境条件、运营管理模式等因素进行总体方案设计。
3.0.2 隧道防灾疏散应以洞外疏散为主,疏散路径和设施应结合隧道线路运输性质、环境条件、辅助坑道条件等设置,并制定相应的疏散预案。
3.0.3 紧急救援站应满足着火列车停车后人员疏散要求;紧急出口、避难所及横通道应满足事故列车人员疏散要求。
3.0.4 隧道内应设置贯通的疏散通道,单线隧道单侧设置,多线隧道双侧设置。
3.0.5 长度20km及以上的隧道或隧道群应设置紧急救援站,紧急救援站之间的距离不应大于20km。
3.0.6 长度10km及以上的单洞隧道,应在洞身段设置不少于1处紧急出口或避难所。
3.0.7 长度大于等于5km且小于10km的单洞隧道,宜结合施工辅助坑道,在隧道洞身段设置1处紧急出口或避难所。
3.0.8 互为疏散救援的两条并行隧道,应设置相互联络的横通道。
3.0.9 设置紧急救援站的隧道,其紧急出口、避难所、横通道等疏散设施的设置应符合本规范第3.0.6~3.0.8条的规定。
3.0.10 疏散救援土建工程设施应按永久工程进行结构及防排水设计。用于疏散的通道,其地面应平整、稳固,无积水。
3.0.11 隧道口紧急救援站、紧急出口洞口处宜设置临时待避场地,并具有接受外部救援的条件。
3.0.12 隧道设计火灾规模应按同一隧道或隧道群同一时间段内只有一节旅客列车车厢发生火灾确定。火灾规模应按线路运行的列车类型确定,动车组可采用15MW,普通旅客列车可采用20 MW。
3.0.13 隧道防灾通风设计应遵循人烟分离的原则。
3.0.14人员安全疏散时间应符合下列规定:
1 可用安全疏散时间大于必需安全疏散时间。
2 隧道内紧急救援站的必需安全疏散时间不宜超过6min。
3.0.15 防灾疏散救援工程设计应包括以下主要内容:
1 总体方案设计:防灾疏散救援工程设置形式、规模和数量。
2 土建工程技术参数确定:疏散通道尺寸;横通道的间距、断面净空尺寸;紧急救援站、紧急出口、避难所、防护门等相关技术参数。
3 相关设施配套:通风、应急照明、供电、应急通信、设备监控、消防等设备系统。
4 疏散救援设施及设备的接口设计。
3.0.16 防灾疏散救援配套设施及控制系统应纳入运营单位的应急管理系统。
条文说明
3.0.1 防灾疏散救援工程是一项系统工程,需要系统规划疏散和救援技术方案和需要的设施设备,以便分工协作共同完成安全疏散和救援,因此进行总体设计是十分必要的。
3.0.2 洞外疏散相比洞内疏散具有更好的疏散条件和排烟环境,列车在隧道内任何地点着火后还有残余运行能力,可以控制列车到达设定的位置进行疏散,通过设置疏散工程或控制烟雾扩散,能够保证安全疏散。
3.0.3 按照“列车在隧道内发生火灾时,应控制列车驶出隧道进行疏散;当列车不能驶出隧道,应控制列车停靠在紧急救援站进行疏散”的指导思想。紧急救援站设置需满足火灾工况下旅客疏散需要,但隧道内还可能会发生列车故障(如脱轨、追尾等非火灾事故),导致隧道内任意位置紧急停车,此时仍然需要进行应急疏散,为此,本规范规定了用于列车故障工况下疏散设施,如紧急出口、避难所、横通道等。
3.0.5 隧道内是否设置紧急救援站,主要取决于列车发生火灾事故能否驶离隧道。也就是说,列车发生火灾事故后在残余的运行时间内能否驶离隧道。
我国铁路机车车辆发生火灾后的残余运行能力并没有一个明确的成果,一般认为,如果控制总管没有被破坏,则可以持续运行。
(1)列车发生火灾事故后的残余运行速度
根据《铁路隧道防灾救援有关技术标准的研究》的成果,火灾事故发生后残余能力受控车型为动车组。
我国近期生产及运营的动车组型号为CRH1、CRH2 和CRH5,其动力配置为2(2M+1T)+(1M+1T)、4M+4T或(3M+1T)+(2M+2T)。
根据动车组的故障运行能力,发生火灾后丧失动力比例最大的动车组为4M+4T,在牵引传动系统采用车控的情况下,当动力损失1/4时,剩余的运行能力相当于3M+5T,当动力损失1/2时,剩余的运行能力相当于2M+6T。
对于最高运行时速200km的4M+4T动车组而言,在动力损失1/4的情况下,在20‰的直线坡道上的均衡速度为127.4km/h,在动力损失1/2的情况下,在12‰的直线坡道上的均衡速度为128.2km/h。
根据上述资料分析,即使4M+4T动车组丧失了1/2的动力,在12‰的直线坡道上仍能够维持一定的运行能力,并且动车组在两处动力车内同时发生火灾的几率非常小,防灾疏散研究只按照在同一段时间内,同一列列车只有1处动力车发生火灾,也就是动车组丧失1/4的动力。
根据《高速铁路设计规范》TB10621-2014,区间正线的最大坡度不宜大于20‰,因此在动车组丧失1/4的动力后,列车仍然能够维持100km/h以上的速度。
(2)列车发生火灾事故后的残余运行时间
全长57km,位于瑞士中南部格劳宾登州的圣哥达隧道,对着火列车的残余运行能力进行了模拟分析,结果如说明图3.0.5所示。
从说明图3.0.5中可以看出,模拟分析的列车火灾后残余运行时间绝大多数在1000s~1400s之间,保守考虑则在15 min~20min之间。即:绝大多数情况下,列车着火后可以运行15min~20 min。
(3)列车发生火灾事故后的残余运行能力
根据(1)、(2)分析,保守的事故列车的运行速度约为80km/h,时间约为15min。由此,列车发生火灾事故后的残余运行能力为20km。
(4)安全评估
圣哥达隧道对列车不能到达“紧急救援站”的几率进行了分析,见说明表3.0.5。
(5)国外有关长隧道设置紧急救援站情况
瑞士圣哥达隧道(57km,两条单线隧道)紧急救援站间距大致为20km,日本青函海底隧道(53.85km,单洞双线十局部服务隧道)紧急救援站距离为23km。
3.0.6~3.0.8 目前对逃生距离有明确的数值规定的是《Safetyin Railway Tunnels》UIC-Codex779-9/R 和《Concerning theTechnical Specification for Interoperability Relating to 'Safety in Railway Tunnels' of the Rail System of the European Union》,其条文支持长度大于1km的隧道内设置紧急出口,并建议紧急出口的距离不大于1km(人员平均自救时间按500m考虑)。
以德国为代表的欧洲铁路新建隧道,基本上采用了《Safety in Railway Tunnels》UIC-Codex779-9/R 和《Concerning the Technical Specification for Interoperability Relating to'Safety in Railway Tunnels'of the Rail System of the European Union》的建议。
亚洲各国(地区)双线隧道的紧急出口设置情况见说明表3.0.6-1。
我国双线铁路隧道紧急出口设置情况见说明表3.0.6-2。
注:石太、郑西隧道的紧急出口选择了多座施工辅助坑道的其中之一,合武铁路的紧急出口使用了全部施工辅助坑道。
《Safety in Railway Tunnels》UIC-Codex779-9/R 和《Concerningthe Technical Specification for Interoperability Relating to 'Safety in Railway Tunnels' of the Rail System of the European Union》对紧急出口间距的建议标准均是针对火灾工况下列车在紧急出口停靠时人员疏散的。根据前述圣哥达隧道的研究结论:紧急救援站的距离为20km时,列车没有到达救援站的概率约为0.01%;与紧急救援站设置距离相关的敏感性结果表明,当紧急救援站间的距离超过20km时,列车在隧道中任一位置出现故障的概率与距离增长不成比例。
基于以上分析,本着因地制宜、适量设置的原则,对紧急出口及避难所设置进行了规定。常用避难所布置形式如说明图3.0.6所示。
3.0.10 疏散救援工程设施服务于隧道的运营安全,属于永久工程。由于工作状态和维护条件不同于隧道主体工程,需要视工程部位、围岩状况进行结构设计,采用复合式衬砌、喷锚衬砌等结构类型。同时要考虑工程所处的地表环境、水文环境结合结构设计进行防排水设计,保证在疏散的路径上或待避区域内地面无积水。兰新、京广、合福、石太等高速铁路隧道的紧急出口、避难所基本采用了喷锚衬砌与复合式衬砌相结合的结构类型。
3.0.12 本条是根据《青藏铁路关角隧道防灾救援国际咨询成果》和《新建铁路成都至兰州线成都至川主寺段补充初步设计隧道防灾救援疏散工程设计技术国际咨询成果》的研究成果制定的。
该咨询成果吸纳了国际先进经验,在调研了欧洲、美国对火灾规模的有关研究成果和规定的基础上,根据公安部天津消防研究所关于旅客携带行李的燃烧发展速度曲线的研究,对比FDS数值计算和现场试验,结合我国旅客列车的所用材料及乘车人的特征,确定普通旅客列车发生火灾时的火灾规模采用20MW,动车组发生火灾时的火灾规模采用15MW。
3.0.14 根据中国铁路总公司重大课题《长大及大规模隧道群的防灾救援技术》(2013T001)的研究成果:隧道发生火灾后,人员能否安全疏散主要取决于两个特征时间,一是火灾发展到对人员构成危险所需的时间,即可用安全疏散时间;另一个是全部人员疏散到安全区域的时间,即必需安全疏散时间。如果人员能在火灾达到危险状态之前全部疏散到安全区域,便认为该隧道的防火安全设计对于火灾中的人员疏散是安全的。
根据原铁道部重大课题《特长隧道防灾救援、安全疏散及通风技术研究》(2005G016-C)成果,火灾事故列车停在“紧急救援站”后的疏散时间为6min。《地铁设计规范》GB 50157-2013 第28.2.11条:车站站台公共区的楼梯、自动扶梯、出入口通道应满足发生火灾时,能在6min内将一列进站列车所载的乘客及站台上的候车人员全部撤离站台到安全区。美国的NFPA130《Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems》第5.5.6.2条要求从车站的最远处到达安全区域的最长疏散时间为6 min。
3.0.15 疏散救援设施及设备的接口设计一般包括待避场地和外界道路等接口设计。
3.0.16 防灾疏散救援工程只有纳入运营单位的应急管理系统后,才能真正服务于运营安全,制定本条的目的是强调纳入运营单位的应急管理系统的重要性。
4土建工程设计
4.1 一般规定
4.1.1 防灾疏散救援土建工程应统筹隧道、通风、电力、牵引供电、通信、信号、房建、给排水、机械等相关专业进行系统设计。
4.1.2 紧急救援站应结合隧道及隧道群特点采用隧道内紧急救援站或隧道口紧急救援站。
4.1.3 隧道及隧道群内设有车站时,防灾疏散救援工程应结合车站设施统筹设计。
4.1.4 防灾疏散救援工程的机电设备安装处应采用一级防水标准,其他地段不应低于三级防水标准。
条文说明
4.1.3 本条系根据《新建铁路成都至兰州线成都至川主寺段补充初步设计隧道防灾救援疏散工程设计技术国际咨询成果》的研究成果制定的。车站在防灾救援、疏散方面具备以下功能:
(1)车站具备完善的信号系统,具备良好的控制行车的条件,可以保证列车在车站停靠。
(2)车站具有值班人员,着火列车可以通过站台上的接车员指挥使列车准确停靠在远离隧道洞口的明线段。
(3)车站设有与地面联系的人行通道,并具备与外界联络的交通条件。
(4)配备了照明条件。
(5)具备紧急疏散时接触网的断电功能。
综上所述,两隧道间设置的车站能满足隧道口紧急救援站的功能。
4.1.4 为保证防灾救援工程设施设备的正常使用,方便施工过程控制和工程验收,参考《地下工程防水技术规范》GB 50108-2008制定了本条。
4.2 隧道内紧急救援站
4.2.1 隧道内紧急救援站宜设置在地质条件较好、便于利用辅助坑道地段,不宜设置在含有毒有害气体的地段。
4.2.2 隧道内紧急救援站设计应包括以下内容:
1 紧急救援站的位置、型式及规模。
2 紧急救援站站台长度、宽度、高度等。
3 横通道间距、尺寸。
4 横通道防护门的类型,通行净宽、净高。
5 待避区位置及尺寸。
6 防灾通风、供电、灭火、应急照明、应急通信、监控及标志等消防设施。
4.2.3 隧道内紧急救援站可采用以下型式:
1 加密横通道型,适用于双洞单线隧道。
2 两侧平导型,适用于单洞双线隧道。
3 单侧平导型,适用于单洞单线隧道。
4.2.4 紧急救援站的长度应为旅客列车编组长度加一定余量,可按以下长度选取:
1 高速铁路可取450m。
2 客货共线铁路可取550m。
3 城际铁路采用8辆编组时可取230m。
4.2.5 紧急救援站站台设计应符合下列规定:
1 单线隧道单侧设置,双线隧道双侧设置,站台宽度不宜小于2.3m。
2 站台面高于轨面的尺寸不宜小于0.3m。
3 站台边缘距线路中线的距离可取1.8m。
4.2.6 紧急救援站内的横通道间距不宜大于60m。
4.2.7 紧急救援站内横通道断面净空尺寸不宜小于4.5m×4.0m(宽×高)。
4.2.8 紧急救援站内横通道纵向坡度不宜大于12%,防护门开启范围应为平坡。
4.2.9 紧急救援站的平行导坑断面净空尺寸应综合疏散、通风、施工等因素确定,并不宜小于4.5m×5.0m(宽×高)。
4.2.10 紧急救援站内待避区面积不宜小于0.5㎡/人。
条文说明
4.2.1 可产生有毒、有害气体的隧道,在轮廓突变或密闭处,易发生有毒、有害气体聚集造成次生灾害。
4.2.3 加密横通道型适用于双洞单线隧道,如说明图4.2.3-1所示。
两侧平导型适用于单洞双线隧道,如说明图4.2.3-2所示。
单侧平导型适用于单洞单线隧道,如说明图4.2.3-3所示。
除这三种类型之外,还有在双洞单线隧道中间设置平行导坑作为避难空间,并加密横通道使其互连的类型。
4.2.4 瑞士圣哥达隧道的紧急救援站长度为516m;日本青函隧道“定点”长度约480m;我国乌鞘岭隧道的紧急救援站长度为.500m,太行山隧道紧急救援站的长度为550m。紧急救援站长度一般根据列车长度或动车组长度以及停车偏差考虑。
对于高速铁路,根据《高速铁路设计规范》TB10621-2014,站台长度按450m考虑。对于客货共线铁路,SS9单机牵引L=26.6×20+22=554(m)为我国铁路旅客列车编组的最大长度,故站台长度按550m设置。对于城际铁路,根据《城际铁路设计规范》TB 10623-2014,8辆编组时站台长度按220m设置,考虑一定富余量,一般取230m。
4.2.5 根据《铁路隧道防灾救援有关技术标准的研究》成果确定的站台宽度,具体如下:
紧急救援站的站台宽度,依据的标准是人员从列车疏散到站台,同时纵向能够疏散。
《建筑防火工程》(李引擎编,化学工业出版社,2005)中建议,一个人所占据面积为450mm×610mm(体厚×体宽)。
《建筑防火工程》(李引擎编,化学工业出版社,2005)中根据人数计算通道宽度的方式,其中1个通过单位为0.6m。
设横通道间距为60m,按照一节车的长度为26m计算,则两横通道间的人数最多为5个车门下降的人数,相当于2.5节车的人数300人(按1节车120人考虑),同一方向的最大人员通量为3个车门下降的人数,为180人。
据此计算的通道为180/100+1=2.8个通过单位。
通道宽度为W=2.8×0.6=1.68m,取1.70m。
考虑人员下车占用空间0.6m。
则站台宽度为1.7+0.6=2.3m。
4.2.6 横通道的间距确定考虑了以下因素:
(1)横通道间距初定
人在火场内的危险来临时间是决定横通道间距的关键。
根据《建筑防火工程》(李引擎编,化学工业出版社,2005),人在火场内的危险来临时间见式(说明4.2.6):
式中 t
1——人员不能承受辐射热情况的来临时间(s);
t
2——火场空气温度忍受极限时间(s);
t
3——烟中有害气体浓度达到威胁人员安全的来临时间(s);
t
4——能见度影响到人员步行速度的来临时间(s);
t
5——物体破碎等危及人身安全的来临时间(s)。
上述因素相互之间互有关联,完全进行参数化确定是有困难的,因此,研究认为,对其中的非控制参数进行排除法,取其中的控制因素进行疏散设计。
热辐射取值非常困难,因为列车条件各不相同,燃烧情况也很难预测,从理论上讲,发生火灾的可能是某个车厢内,隧道内受车厢向外的热辐射程度可能较低,因此按不控制因素考虑。
火场气温与热辐射关联,同时也受到烟囱效应及通风的影响,因为列车长度较长,在列车上疏散后,人员离火场有一定的距离,因此也按不控制因素考虑。
有害气体对人员危害极大,其中的一氧化碳、二氧化碳以及其他有害气体达到一定的浓度,在短时间内可能致人死亡,但隧道有一定净空高度,同时也受烟囱效应的影响,有害气体的浓度很不固定,因此也按不控制因素考虑。
因此,隧道内发生火灾后人在火场内的危险来临时间按照能见度影响人的步行速度确定。
由于烟气的减光作用,人员在有烟场合下的能见度必然有所下降,而这对火灾中的人员安全造成严重影响。随着减光度的增大,人的行走速度减慢,在刺激性烟气的环境下,行走速度明显减慢。当减光度大于0.5m~1m时,人的行走速度降至约0.3.m/s,相当于蒙上眼睛的行走速度。世界道路协会(PIARC)根据实际观测数据,给出了人员在有刺激性和无刺激性烟雾中的行走速度,如说明图4.2.6所示。
从设置紧急救援站的距离来看,一般在20km左右,列车行走的时间在15min左右,在此期间,发生火灾的车厢将被隔断,空调系统切断,也就是说,在紧急救援站停车时,烟雾不会弥漫到使人不能睁开眼睛的地步。因此,实际疏散速度大于0.3m/s。
《建筑防火工程》(李引擎编,化学工业出版社,2005)“用于疏散预测计算的步行速度的典型数值表”,其中人员密度大、人员不固定的剧场内向上疏散的步行速度为0.45m/s。
研究考虑在疏散段内人员的疏散速度约为0.4m/s。
按6min计算停车后的疏散时间(或危险来临时间),考虑人员全部从车内疏散到隧道内时间为4min,则最后一个人离开发生火灾现场到达横通道内的时间则只有2min。
则最长的疏散距离为L=2×60×0.4=48(m),则横通道的距离为96m。
(2)通行速度的反推与横通道间距确定
人员通行流量见式(说明4.2.6):
式中 υ——人员行走速度(m/s);
D——人流密度,按全列车人全部在通道内计算,则按2.65人/㎡计算;
W——通道宽度,按1.7m计算。
人员通行量按3个车门下降人员同时到达紧急出口确定,F=180/120=1.5(人/s)。
则人的疏散速度v=1.5/(2.65×1.7)=0.33(m/s)。
最长的疏散距离为L=2×60×0.33=39.6(m)。
横通道间距为79.2m。
根据以上计算,综合考虑隧道内发生火灾后的错综复杂的环境因素,确定横通道的间距为不大于60m。
4.2.7 紧急救援站横通道断面净空尺寸是结合了防护门的尺寸后确定的内轮廓尺寸。
4.2.10《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005规定,人员掩蔽工程的面积为1人/㎡,《建筑防火工程》(李引擎编,化学工业出版社,2005)中对超高层建筑避难层的基本要求为5人/㎡。
聚集疏散者的密度决定水平运动的速度,当人员密度为1.5人/㎡~2人/㎡时,人员的行动受约束,但可以被疏散人员所接受,而一旦达到5人/㎡时,疏散速度可能降为0。因此,研究认为,紧急救援站内人员等待的空间按照0.5㎡/人考虑。
8'>《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》TB 10020-2017