地鐵特殊配線車站的隧道通風(fēng)系統(tǒng)配置

王靜偉　羅 輝　羅燕萍

（廣州地鐵設(shè)計(jì)院有限公司，510010，廣州∥第一作者，高級(jí)工程師）

地鐵特殊配線車站的隧道通風(fēng)系統(tǒng)配置

王靜偉羅 輝羅燕萍

（廣州地鐵設(shè)計(jì)院有限公司，510010，廣州∥第一作者，高級(jí)工程師）

摘 要對(duì)特殊配線車站土建、配線形式進(jìn)行分析，提出特殊配線車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)四種配置方案。對(duì)四種方案進(jìn)行初投資及功能分析，提出推薦方案：有條件的配線車站可采用隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)在配線上的方案二；站后有商業(yè)開發(fā)的車站，為盡可能減少對(duì)商業(yè)開發(fā)的影響，可考慮采用隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)在配線后，并在配線上設(shè)置橫向排煙風(fēng)道的方案四。建議結(jié)合特殊配線車站的土建形式、外部環(huán)境，因地制宜地選取隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案。

關(guān)鍵詞地鐵；特殊配線車站；隧道通風(fēng)系統(tǒng)配置；技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

Author＇s address Guangzhou Metro Design&Research Institute Co.，Ltd.，510010，Guangzhou，China

目前，我國(guó)各城市的地鐵建設(shè)線路越來(lái)越長(zhǎng)，為滿足正常運(yùn)營(yíng)中車輛停車、折返等需要，配置特殊配線的車站越來(lái)越多。地鐵特殊配線車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案對(duì)配線上方站廳物業(yè)開發(fā)及地面風(fēng)亭設(shè)置的影響較大，若設(shè)計(jì)人員對(duì)特殊配線車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)配置把握不準(zhǔn)，往往會(huì)影響車站土建方案的穩(wěn)定，還會(huì)影響隧道通風(fēng)系統(tǒng)的功能。本文結(jié)合車站土建條件，對(duì)地鐵特殊配線車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)配置方案進(jìn)行分析研究。

1　地鐵特殊配線車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)形式

1.1特殊配線形式

常見的地鐵車站配線有單渡線、站后折返線、存車線、交叉渡線等形式，如圖1所示。

圖1　地鐵車站特殊配線形式

對(duì)于特殊配線車站，根據(jù)防災(zāi)要求，隧道通風(fēng)系統(tǒng)布置距車站有效站臺(tái)端頭一般不能超過1列車長(zhǎng)度。當(dāng)超過1列車長(zhǎng)度時(shí)，列車發(fā)生火災(zāi)有可能會(huì)停在這個(gè)小區(qū)間，由于車站端頭無(wú)隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備，則該小區(qū)間煙氣無(wú)法組織。對(duì)于設(shè)有單渡線和交叉渡線的車站，由于配線長(zhǎng)度不是很長(zhǎng)，隧道通風(fēng)系統(tǒng)無(wú)論放置在配線后還是配線前都能滿足防災(zāi)要求。對(duì)于帶有存車線的車站，配線長(zhǎng)度超過1列車的長(zhǎng)度時(shí)，如果隧道通風(fēng)系統(tǒng)放在配線后，就不能滿足防災(zāi)要求，需要采取其他措施解決防災(zāi)問題。

1.2隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案

目前，國(guó)內(nèi)城市軌道交通線路特殊配線車站的隧道通風(fēng)系統(tǒng)配置方案主要有以下四種。

方案一：隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在配線前，緊靠車站（見圖2）。該方案滿足防災(zāi)要求，但配線上需設(shè)置射流風(fēng)機(jī)輔助阻塞火災(zāi)氣流組織；隧道通風(fēng)系統(tǒng)靠近車站布置，可方便運(yùn)營(yíng)檢修。

圖2　隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案一

方案二：隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在配線上，即風(fēng)井設(shè)置在隧道大斷面上（見圖3）。這種方案車站配線的活塞風(fēng)井只有一個(gè)，面積一般為20 m2。該方案滿足防災(zāi)要求，但事故時(shí)氣流組織較差，需在配線上設(shè)置射流風(fēng)機(jī)輔助事故時(shí)的氣流組織；隧道通風(fēng)系統(tǒng)靠近車站布置，可方便運(yùn)營(yíng)檢修。本方案由于只有一個(gè)風(fēng)井，地面風(fēng)井協(xié)調(diào)簡(jiǎn)單、初投資較低；但活塞風(fēng)井設(shè)置在隧道大斷面上，存在左右線氣流迂回情況，且相對(duì)其他形式，通過風(fēng)井進(jìn)入?yún)^(qū)間的新風(fēng)量有所減少。

圖3　隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案二

方案三：隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在配線（即隧道大斷面）后，離車站不超過1列車長(zhǎng)度（見圖4）。

圖4　隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案三

方案四：隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在配線后，配線上設(shè)置橫向排煙風(fēng)道（見圖5）。該方案一般結(jié)合區(qū)間盾構(gòu)井設(shè)置。由于隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備距車站有效站臺(tái)端部距離超過1列車長(zhǎng)度，該方案不滿足防災(zāi)要求，配線上方需設(shè)置排煙風(fēng)道對(duì)配線區(qū)間進(jìn)行橫向排煙。這種方案配線區(qū)間排煙效果好，但土建需在隧道頂部做排煙風(fēng)道，故土建投資較大；隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備遠(yuǎn)離車站布置，運(yùn)營(yíng)檢修不便，且區(qū)間事故模式復(fù)雜。對(duì)于車站附近沒有條件設(shè)風(fēng)亭的車站，或配線上方有物業(yè)開發(fā)，為加強(qiáng)開發(fā)區(qū)域與公共區(qū)域的聯(lián)系而將設(shè)備房移至車站端頭的車站，一般采用此方案。

圖5　隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案四

由于車站公共區(qū)域兩端都設(shè)有設(shè)備用房，隧道通風(fēng)系統(tǒng)一般布置在設(shè)備用房區(qū)后。特別配線端一般為車站大端，設(shè)備用房較多，隧道通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)建筑布置方案，一般都設(shè)置在隧道大斷面后。因此，隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案三和方案四是目前較為常見的方案。

2　隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

2.1初投資分析

四種隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案中，方案一和三的土建、機(jī)電初投資是一樣的；不同的是方案二和方案四，方案四土建投資最大，方案二土建投資最小。四種方案的初投資比較見表1。

2.2功能分析

2.2.1正常工況

在方案三和四中，活塞風(fēng)井位置均在隧道大斷面后，正常運(yùn)行時(shí)對(duì)活塞風(fēng)量和區(qū)間溫度的影響基本相同。因此，正常工況只對(duì)方案一、方案二、方案三進(jìn)行功能分析。各種工況分析的基礎(chǔ)模型為：1 條20 km的地下線路，共設(shè)20個(gè)地下車站（其中第11、20兩個(gè)車站為特殊配線車站，其余車站均為標(biāo)準(zhǔn)車站），車站有效站臺(tái)長(zhǎng)為120 m，采用6節(jié)B型車編組；遠(yuǎn)期行車交路為30對(duì)∕h；采用廣州室外環(huán)境參數(shù)。本文重點(diǎn)研究第11車站。配線設(shè)置在第11車站的左端，即第10～第11站區(qū)間之間。

表1　四種方案初投資比較表

該地下線路右線、左線6站5區(qū)間的遠(yuǎn)期晚高峰溫度曲線如圖6、7所示。可以看出，活塞風(fēng)井位于不同位置時(shí)，右線主要影響第11～第13車站以及相應(yīng)區(qū)間隧道的溫度；左線主要影響第8～第11車站及區(qū)間隧道的溫度。綜合左右線溫度情況，對(duì)于正常運(yùn)行工況，活塞風(fēng)井的最佳位置是左線風(fēng)井位于隧道大斷面后、右線風(fēng)井位于隧道大斷面前。但是，這種設(shè)置方式的土建工程比較難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閮蓚€(gè)活塞風(fēng)井拆開設(shè)置，地面協(xié)調(diào)工作量加大，且事故工況時(shí)功能實(shí)現(xiàn)較為不便。從區(qū)間溫度分析來(lái)看，三種方案的溫度均沒有超標(biāo)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。

圖6　右線6站5區(qū)間遠(yuǎn)期晚高峰溫度曲線圖

圖7　左線6站5區(qū)間遠(yuǎn)期晚高峰溫度曲線圖

2.2.2火災(zāi)工況

當(dāng)區(qū)間發(fā)生阻塞或火災(zāi)時(shí)，需要事故區(qū)間前后兩個(gè)車站的隧道通風(fēng)設(shè)備組織氣流，讓乘客沿著新風(fēng)方向向前方車站或通過聯(lián)絡(luò)通道向?qū)?cè)非事故區(qū)疏散。本文以第10～第11站右線區(qū)間車頭火災(zāi)為例對(duì)氣流組織情況進(jìn)行分析。

由圖8～圖10可以看出：當(dāng)事故列車停在事故配線后的區(qū)間時(shí)，開啟第11車站2臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)和車站排熱風(fēng)機(jī)排風(fēng)，開啟第10車站3臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)送風(fēng)，不開啟配線射流風(fēng)機(jī)，三種隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案對(duì)于單線單洞區(qū)間均能形成大于2 m∕s的氣流，滿足事故氣流組織；當(dāng)事故列車停在配線區(qū)間時(shí)，開啟第11車站2臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)和車站排熱風(fēng)機(jī)排風(fēng)，開啟第10車站3臺(tái)隧道風(fēng)機(jī)送風(fēng)，不開啟配線射流風(fēng)機(jī)，三種隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案在配線區(qū)間均無(wú)法形成大于2 m∕s的氣流，需開啟正線射流風(fēng)機(jī)輔助運(yùn)行，配線區(qū)間才能形成大于2 m∕s的氣流，以滿足事故氣流組織。

圖8　第10～第11站右線區(qū)間車頭火災(zāi)隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案一

圖9　第10～第11站右線區(qū)間車頭火災(zāi)隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案二

圖10　第10～第11站右線區(qū)間車頭火災(zāi)隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案三

因此，從隧道通風(fēng)系統(tǒng)功能來(lái)看，方案一、二、三設(shè)備配置都可以滿足正常和事故工況下的功能需求，方案四在配線上方增加排煙風(fēng)道也能滿足事故工況下的防災(zāi)功能。

3　結(jié)語(yǔ)

綜合初投資和系統(tǒng)功能，方案二初投資最小，又能滿足各種工況下的系統(tǒng)功能，且設(shè)備維修方便，因此有條件的配線車站建議采用方案二。對(duì)于站后有商業(yè)開發(fā)的車站，為盡可能減少對(duì)商業(yè)開發(fā)的影響，可考慮采用方案四。

特殊配線車站隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案受外部條件限制，土建專業(yè)應(yīng)根據(jù)車站施工方法，以及內(nèi)部設(shè)備用房布置、外部環(huán)境等多種因素，因地制宜地選擇隧道通風(fēng)系統(tǒng)方案。

參考文獻(xiàn)

［1］ GB 50157—2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

Configuration of Tunnel Ventilation System at Subway Special Assistant Line Station

Wang Jingwei，Luo Hui，Luo Yanping

AbstractThrough an analysis of building projects and assistant line form at subway station，four configuration plans of tunnel ventilation system are put forward，the initial investment and functions of each plan are analyzed.According to technical an economical comparison，each plan is recommended to different conditions，including the station construction，commercial development and the unique external environment.It is suggested that the ventlation system configuration should select suitable project according to the building condition and ambient environment of the subway station with special assistant line.

Key wordsmetro；special assistant line station；tunnel ventlation system configuration；technical and economical comparison

中圖分類號(hào)U 231.5

DOI：10.16037∕j.1007-869x.2016.01.013

收稿日期：（2014-04-18）