低地板有軌電車盾構隧道疏散平臺設置研究

張　明，姚應峰

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢　430063)

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低地板有軌電車盾構隧道疏散平臺設置研究

張明，姚應峰

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，武漢430063)

為了解決低地板有軌電車盾構隧道疏散平臺設置困難、易侵限的問題，提出一種新的疏散平臺設置方法，有效解決因曲線地段車輛設備限界加寬而需要增大盾構隧道直徑的問題。通過對盾構隧道區間限界影響因素進行分析，發現隨著車輛地板面高度的降低，疏散平臺有效安裝空間變小，尤其在曲線地段限界難以滿足要求。針對此問題提出疏散平臺曲線內側設置和行車方向左側設置兩種解決方案，并對兩種方案特點進行了對比，行車方向曲線內側設置方案優于行車方向左側設置方案，可以大大節約建設成本。該方案在佛山市南海區低地板有軌電車項目中進行應用，驗證了該設置方法的有效性。

低地板；有軌電車；疏散平臺；盾構隧道；建筑限界

近年來，隨著城市化進程的不斷加快，城市人口急劇增多，日益擁堵的交通成為阻礙城市發展的首要問題。傳統的地面交通工具已不能滿足大中城市的客運要求，新型軌道交通系統應運而生。現代低地板有軌電車就是其中一種，其運量介于公交和地鐵之間，車輛地板面距離軌面高僅350 mm，可在地面停靠，憑借快速、舒適、節能環保、造價低等特點成為各大城市新城區、經濟開發區以及中小城市解決交通擁堵問題的首選[1-3]。現代低地板有軌電車根據路權專有程度可分為獨立路權、優先路權和混合路權3類[4]，其中獨立路權形式最受推崇，但在人口集中、既有建筑稠密的地點為提高路權專有程度，保證車輛運行效率，越來越多的線路采用地下敷設方式[5]。

低地板有軌電車有別于常規地鐵車輛，地板面降低后將對隧道內軌旁設備及管線產生較大影響，疏散平臺的設置也將增加難度[6]。本文將重點研究低地板有軌電車在盾構隧道內側向疏散平臺的設置問題，提出有效的解決方案，并在佛山市南海區有軌電車項目中加以驗證。

1　低地板有軌電車盾構隧道限界分析

1.1盾構隧道限界影響因素

低地板有軌電車盾構隧道限界影響因素除隧道直徑本身以外，主要還包括強電電纜支架、弱電電纜支架、信號設備、消防水管以及疏散平臺等[7]。根據城市軌道交通系統地下盾構隧道設計要求，要在隧道內設置疏散平臺，同時為了連通相鄰的兩個單線隧道，要在兩個隧道之間垂直于行車方向設置聯絡通道[8-9]。由于我國城市軌道交通統一采用右線行車，根據應用經驗疏散平臺常設置在行車方向左側[10-13]。

低地板有軌電車隨著車輛地板面的降低，疏散平臺在盾構隧道內的設置空間變小，常規設置方法將不能滿足限界要求，在小曲線半徑處，經常出現侵限情況。隧道內限界影響因素，疏散平臺及聯絡通道設置情況如圖1所示。

我國城市軌道交通隧道限界要求規定圓形盾構隧道標準管片內徑為5.2 m[14]，在特殊情況下可根據設計需要采用非標準直徑的盾構隧道，但隨著隧道直徑的增大施工難度和建設成本都將大大提高。以佛山市南海區低地板有軌電車為例，車輛最大寬度2 650 mm、最小工作高度4 040 mm、道床高度720 mm，在內徑為5.2 m的標準盾構隧道內，強電電纜支架、弱電電纜支架、信號設備和消防水管等軌旁設備由于設置位置較高，不會對車輛限界造成影響，但疏散平臺隨著車輛地板面高度的降低而降低，設置空間變小，將對車輛限界造成影響，尤其在曲線地段，侵限現象明顯。

1.2直線地段疏散平臺限界分析

在標準直徑盾構隧道直線段區間內，疏散平臺按照行車方向左側設置方式進行設置，當平臺面距軌面高350 mm時，寬度達到550 mm，符合設計標準中最低要求值。直線地段隧道內軌旁設備及疏散平臺的限界情況如圖2所示。

圖2　直線地段盾構隧道限界(單位：mm)

1.3曲線地段疏散平臺限界分析

在曲線地段由于要對路基進行超高設置，即抬高曲線外側軌道高度，降低曲線內側軌道高度，該設置會引起車輛設備限界尺寸加大和內外側限界位移不均勻，因而在曲線地段要對車輛設備限界進行加寬和偏移計算。

加寬量計算方法如下

(1)

式中Ta——曲線外側加寬量，mm；

Ti——曲線內側加寬量，mm；

a——車輛定距，mm；

n——車體計算斷面至相鄰中心銷距離，mm；

p——轉向架固定軸距，mm；

R——線路平面曲線半徑，m。

為了解決由于軌道超高造成的車輛設備限界內外側位移量不均勻的問題，應將隧道中心線向線路基準線內側進行偏移，偏移量計算方法如下

(2)

式中x——線路中心線橫向偏移量，mm；

h0——隧道中心至軌頂面的垂向距離，mm；

h——軌道超高值，mm；

D——隧道直徑，mm。

以佛山市南海區低地板有軌電車線路為例，全線最小曲線半徑R為280 m，軌道采用半超高設置，超高量為120 mm，車輛定距8 490 mm，轉向架固定軸距為1 900 mm，車體計算斷面至相鄰中心銷距離為2 050 mm，曲線內側和外側設備限界加寬量及線路中心線橫向偏移量分別為

在內徑為5.2 m的標準盾構隧道內，曲線地段隧道內限界情況如圖3所示。從圖中可以看出，疏散平臺由于受車輛限界加寬和線路中心線橫向偏移的影響，出現侵入車輛限界的情況，其他軌旁設備均滿足要求。

圖3　曲線地段疏散平臺侵限示意(單位：mm)

2　疏散平臺設置方案

通過分析發現，按照內徑為5.2 m的標準盾構隧道進行設計，疏散平臺如設置在行車方向左側，其寬度在曲線地段不能滿足疏散要求，出現侵限情況。針對這一問題，提出兩種解決方案：一種是仍采用行車方向左側設置形式，而增大盾構隧道內徑；另一種方案是對疏散平臺設置形式進行優化，根據線路曲線情況進行設置。

2.1行車方向左側設置方案

采用疏散平臺行車方向左側設置方案，可以提高乘客通過聯絡通道進入鄰線隧道進行疏散的便利性，但需要增大隧道直徑來解決疏散平臺侵限的問題。通過計算，當盾構隧道直徑增大到5.4 m時，曲線地段疏散平臺滿足限界要求。隧道加寬后曲線地段限界情況如圖4所示。

圖4　疏散平臺行車方向左側設置(單位：mm)

2.2曲線內側設置方案

根據目前疏散平臺和聯絡通道應用經驗，由于疏散平臺較窄，在長距離疏散過程中，容易造成人員跌落，因而要求在疏散平臺上設置縱向臺階，便于人員下入道床，同時要求聯絡通道底面與道床面平齊。

在地鐵線路設計中，由于疏散平臺較高(高度大于1.2 m)，乘客下入道床困難；而低地板有軌電車隧道疏散平臺距軌面高度較小(約0.5 m)，乘客容易進入道床。按這種設置方式，人員可以先下入道床再通過聯絡通道進行疏散，而不必拘泥于疏散平臺在行車方向左側設置的原則。

據此，在曲線地段，當曲線內側車輛限界與隧道建筑限界安全距離明顯大于曲線外側時，其空間可以用于設置疏散平臺。以圖3所示情況為例，通過計算，若將疏散平臺設置在曲線內側，其最大寬度可達到572 mm，滿足設計要求。曲線內側疏散平臺設置情況如圖5所示。

圖5　疏散平臺曲線內側設置(單位：mm)

以上兩種方案都能有效解決曲線地段疏散平臺侵限問題。方案一采用設置在行車方向左側的原則，需要增大盾構隧道直徑，這將大大增加建設成本；而按照方案二，根據曲線情況進行設置，可以保證曲線地段隧道直徑與直線地段相同，大大節省投資。

3　疏散平臺與聯絡通道的協調設置

由于聯絡通道是連通兩個單線隧道的專用通道，根據應用經驗，為了便于人員疏散，通常要求聯絡通道底面與道床面平齊[15-16]。

當疏散平臺設置在聯絡通道一側時，要求在聯絡通道處，將疏散平臺斷開，并設置縱向臺階，乘客可以順利地從一側隧道的疏散平臺或道床上直接通過聯絡通道進入另一側隧道。當疏散平臺設置在聯絡通道對側時，在對應位置處將疏散平臺斷開，便于人員下入道床通過聯絡通道。此外，根據規范要求“當隧道區間距離大于600 m時，要在兩隧道之間設置聯絡通道”，而有軌電車根據編組情況不同，車體長度不同，通常在60～85 m[17]，因而疏散平臺每隔一定距離需要進行斷開，并設置縱向臺階，具體根據車輛編組長度而定。

4　結語

本文首先對現代有軌電車的特點進行了分析，并對低地板車輛盾構隧道建筑限界影響因素進行了總結，提出一種新的疏散平臺設置形式，按照線路曲線情況進行設置，保證了全線盾構隧道直徑的統一。并對疏散平臺和聯絡通道的協調設置進行了說明，充分保證了人員的緊急、安全疏散。本文的研究結論在佛山市南海區低地板有軌電車項目中進行了實際應用，大大節約了建設成本。

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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

張明(1988—)，男，工程師，2015年畢業于武漢大學，工學碩士，E-mail：zonmine@126.com。

1004-2954(2016)09-0109-04

U121

ADOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.09.024