淺析既有線地鐵換乘站隧道風(fēng)系統(tǒng)模式調(diào)整方案

朱 陽

（中鐵建昆侖地鐵建設(shè)管理有限公司，四川成都 610081）

隨著國民經(jīng)濟的高速增長，各大中城市的軌道交通建設(shè)迅猛發(fā)展[1-2]。地鐵開通運營線路逐年遞增，部分地鐵運營線路車站規(guī)模已經(jīng)不能匹配日益增長的客流需求。在市區(qū)修建或改造地鐵工程時，不可控因素較多，存在技術(shù)難點。成都地鐵5號線換乘站中醫(yī)大省醫(yī)院站改建過程中，存在換乘站位于老舊建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜的中心城區(qū)、暗挖通道下穿既有線、區(qū)間侵限既有線車站結(jié)構(gòu)等因素，施工難度大，對既有建筑安全隱患大。工程嘗試取消原暗挖負三層過軌通道，對車站站廳層進行擴能改造，優(yōu)化車站布置。在本次擴能改造工程中，將5號線西端原隧道風(fēng)機房及2號線活塞風(fēng)道空間調(diào)整為公共區(qū)是改造施工的重要環(huán)節(jié)，既有2、4號線中醫(yī)大省醫(yī)院站相鄰區(qū)間隧道通風(fēng)臨時過渡模式的調(diào)整是西端原隧道改造施工的關(guān)鍵工序。在無經(jīng)驗可借鑒的情況下，中醫(yī)大省醫(yī)院站隧道通風(fēng)臨時模式調(diào)整方案采用在既有隧道通風(fēng)系統(tǒng)模式基礎(chǔ)上新增通風(fēng)模式的方法，通過軟件模擬和現(xiàn)場實測相鄰區(qū)間上下行隧道風(fēng)速值，為后續(xù)施工提供先決條件。文章對成都地鐵既有2、4號線中醫(yī)大省醫(yī)院站擴能改造工程中的既有線換乘站隧道通風(fēng)模式調(diào)整方案進行詳細闡述，以期為類似改造工程提供借鑒。

1 工程概況

成都地鐵中醫(yī)大省醫(yī)院站為2、4、5號線三線換乘車站。根據(jù)5號線總體設(shè)計要求，車站初步設(shè)計方案為在負三層設(shè)置過軌通道，連接2、4號線站臺、5號線西南站廳、5號線東北站廳。過軌通道位于2、4號線車站下方，依據(jù)CRD法施工采用全斷面超前注漿+降水井處理隧道地下水。

既有2、4號線車站范圍無法施作降水井，為保證過軌通道施工安全，應(yīng)采用大面積區(qū)域階梯降水替代降水井。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，分析2、4號線施工狀況及溫哥華廣場現(xiàn)狀，采用大面積降水可能引起溫哥華廣場二次不均勻沉降和傾斜，傾斜程度控制不當會威脅既有建筑的安全。2、4號線已經(jīng)投入運營，在車站底板下方暗挖過軌通道，存在施工期間降水引起沉降變形、列車產(chǎn)生震動效應(yīng)等綜合影響因素，對施工安全不利。

經(jīng)研究決定，取消初期對暗挖通道的設(shè)置，通過增設(shè)站內(nèi)樓扶梯、增加扶梯、擴大公共區(qū)范圍等擴能改造措施優(yōu)化車站布置，以滿足該站三線換乘功能需求。5號線西端原隧道風(fēng)機房及2號線活塞風(fēng)道空間均被納入改造為公共區(qū)范圍。隧道風(fēng)機房改移至原4號線活塞兼機械風(fēng)道處，兩線風(fēng)機重疊設(shè)置；原4號線活塞兼機械風(fēng)道調(diào)整至覆土層，原隧道風(fēng)機房夾層改造為2號線活塞風(fēng)道。在原4號線區(qū)間上方局部拓寬站廳，聯(lián)系5號線西北站廳與既有站廳。

根據(jù)中醫(yī)大省醫(yī)院站站廳層擴能改造需求，應(yīng)對2、4號線小里程端隧道機房進行改造。2、4號線隧道通風(fēng)系統(tǒng)采用出站端設(shè)置活塞風(fēng)井的單活塞模式，兩線隧道風(fēng)機共用。排熱系統(tǒng)由大里程端兩臺排熱風(fēng)機負擔(dān)，車站大里程端設(shè)置兩條聯(lián)絡(luò)線。

中醫(yī)大省醫(yī)院站小里程端2、4號線區(qū)間隧道機房改造過程中，不能使用隧道風(fēng)機與相應(yīng)風(fēng)閥，需要調(diào)整既有線兩線四區(qū)間隧道通風(fēng)方案。為了保證列車運營安全，通過模擬計算，確定利用車站大里段端隧道風(fēng)機臨時兼顧小里程段區(qū)間隧道通風(fēng)，聯(lián)動車站前后4個車站的隧道通風(fēng)系統(tǒng)，編制臨時過渡方案。

2 臨時過渡方案

2.1 臨時方案編制思路

（1）一條線路、一座換乘車站及其相鄰區(qū)間的防火設(shè)計按照同一時間發(fā)生一處火災(zāi)考慮。

（2）臨時方案不考慮上下行線同時阻塞工況，確認經(jīng)過較長時間仍不能恢復(fù)正常運營時，應(yīng)考慮人員疏散。

（3）臨時方案不考慮同一線路連續(xù)阻塞工況，確認經(jīng)過較長時間仍然不能恢復(fù)正常運營時，應(yīng)考慮人員疏散。

（4）跨端運行隧道風(fēng)機時，氣流經(jīng)過的軌行區(qū)站臺門應(yīng)保持緊閉狀態(tài)。

（5）煙氣經(jīng)過軌行區(qū)時，應(yīng)采取必要措施，保證煙氣不進入車站站臺公共區(qū)。

（6）臨時通風(fēng)模式均在既有隧道通風(fēng)系統(tǒng)模式基礎(chǔ)上新增，不修改原來的區(qū)間通風(fēng)模式。

（7）改造方案實施后，按照原區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)的功能要求，對原來的通風(fēng)模式進行修改與調(diào)整。

2.2 隧道通風(fēng)系統(tǒng)臨時方案

（1）在中醫(yī)大省醫(yī)院前后4站（2號線白果林站、2號線通惠門站、4號線草堂北路站、4號線寬窄巷子站）增加給上下行線區(qū)間送風(fēng)與排風(fēng)的臨時模式。

（2）根據(jù)既有2、4號線施工圖，將行車方向定義為2號線左線為通惠門—中醫(yī)大省醫(yī)院—白果林（即下行），右線為白果林—中醫(yī)大省醫(yī)院—通惠門（即上行）。4號線左線為寬窄巷子—中醫(yī)大省醫(yī)院—草堂北路，右線為草堂北路—中醫(yī)大省醫(yī)院站—寬窄巷子站。

區(qū)間155表示2號線白果林—中醫(yī)大省醫(yī)院區(qū)間，區(qū)間156表示2號線中醫(yī)大省醫(yī)院—通惠門區(qū)間。根據(jù)既有2、4號線施工圖，2號線左端即小里程端，4號線A端即小里程端，設(shè)備編號中用“A”或“Ⅰ”區(qū)分。2號線右端即大里程端，4號線B端即大里程端，設(shè)備編號中用“B”或“Ⅱ”區(qū)分。

（3）模式編號中的代碼意義與2、4號線原施工圖中的意義相同，如“送”即風(fēng)機反轉(zhuǎn)，從室外往區(qū)間隧道組織氣流；“排”即風(fēng)機正轉(zhuǎn)，從區(qū)間隧道往室外組織氣流；“Z”代表風(fēng)機正轉(zhuǎn)排風(fēng)；“F”代表風(fēng)機反正送風(fēng)；“變”表示變頻啟動；“工”代表工頻啟動；“旁”代表旁通變頻工頻啟動；“○”表示設(shè)備開啟或運行；“×”表示設(shè)備關(guān)閉或停止；“-”表示設(shè)備保持原狀態(tài)，在本模式下不做控制。

2.3 隧道通風(fēng)系統(tǒng)模型計算

采用IDA Tunnel隧道模擬軟件對地鐵站系統(tǒng)進行模擬，驗證軟件的可靠性。利用IDA Tunnel1.2建模，模型計算三站兩區(qū)間在事故工況下區(qū)間斷面風(fēng)速，模型前后各搭載5km隧道簡化處理，區(qū)間隧道風(fēng)機按60m3/s配置，列車按照B型車6輛編組，火災(zāi)規(guī)模為7.5MW。

模擬草中區(qū)間車頭火災(zāi)，開啟草堂北路大里程兩臺隧道風(fēng)機，中醫(yī)大省醫(yī)院站大里程端兩臺隧道風(fēng)機，可滿足火災(zāi)隧道3.12m/s的迎面風(fēng)速，煙氣未進入車站公共區(qū)。

3 區(qū)間隧道風(fēng)模式調(diào)整及風(fēng)速驗證

3.1 風(fēng)速驗證的必要性

在非正常工況下，小里程端事故風(fēng)機缺席運營，通過啟動車站大里程端事故風(fēng)機與前后車站風(fēng)機彌補，建議在現(xiàn)有情況下，關(guān)閉小里程端隧道風(fēng)機，根據(jù)模式的設(shè)備運行要求對區(qū)間風(fēng)速進行實測，結(jié)合實測結(jié)果糾正模式。

3.2 組織機構(gòu)

成立以地盤項目經(jīng)理為組長，建設(shè)單位業(yè)主代表、投融資單位代表、項目總監(jiān)、項目總工、生產(chǎn)經(jīng)理、安全總監(jiān)、各站后標段項目經(jīng)理、運營公司機電車間主任為副組長，各專業(yè)負責(zé)人為組員的組織結(jié)構(gòu)。

3.3 實施步驟

（1）2、4號線環(huán)控廠家按設(shè)計文件編寫程序。

（2）2、4號線環(huán)控廠家修改程序及單機調(diào)試。

機電施工單位負責(zé)向運營公司申請非動車作業(yè)點，既有2、4號線環(huán)控廠家分別進行原有PLC程序備份并移交運營單位，植入新程序后，進行單機單系統(tǒng)調(diào)試。機電施工單位負責(zé)確認風(fēng)機、風(fēng)閥狀態(tài)，須與環(huán)控系統(tǒng)下發(fā)模式保持一致。單機單系統(tǒng)測試成功的結(jié)果報運營公司確認。

（3）2、4號線綜合監(jiān)控廠家修改界面。

弱電施工單位負責(zé)向運營公司申請非動車作業(yè)點，既有2、4號線綜合監(jiān)控廠家分別進行原有程序備份并移交運營單位，植入新程序后進行接口調(diào)試，接口測試成功的結(jié)果報運營公司確認。

（4）OCC下發(fā)模式、現(xiàn)場風(fēng)速測試。

①施工單位申報既有2、4號線非動車作業(yè)周計劃。

②獲批周計劃當日凌晨地鐵停運后，設(shè)計院、既有2、4號線綜合監(jiān)控承包商、運營通風(fēng)專工、弱電施工單位在世紀城OCC駐守。設(shè)計院負責(zé)隧道風(fēng)系統(tǒng)調(diào)試指揮工作；綜合監(jiān)控承包商負責(zé)新增模式的穩(wěn)定性；運營專工負責(zé)過程見證及應(yīng)急響應(yīng)；弱電施工單位負責(zé)在OCC進行非動車作業(yè)點的申請。

③機電施工單位、運營工班、成安消防、既有2、4號線環(huán)控廠家在相應(yīng)車站及區(qū)間駐守。機電施工單位負責(zé)向既有5站車控室根據(jù)作業(yè)周計劃申請非動車作業(yè)點，既有2、4號線相鄰8個區(qū)間隧道中部測試風(fēng)速；運營工班負責(zé)在既有5站A、B端隧道機房確認隧道風(fēng)機、風(fēng)閥狀態(tài)；成安消防負責(zé)屏蔽既有5站消防聯(lián)動電源；既有2、4號線環(huán)控廠家在各自環(huán)控電控室確認環(huán)控柜在各工況下模式執(zhí)行情況。

④OCC下發(fā)模式，各工況下模式執(zhí)行成功后，相應(yīng)區(qū)間隧道測試風(fēng)速。

⑤測試結(jié)束后，所有參與測試人員及工具均需要清場，并向OCC、車控室核銷作業(yè)點。

4 結(jié)語

中醫(yī)大省醫(yī)院站既有2、4號線隧道通風(fēng)臨時模式調(diào)整方案，采用在既有隧道通風(fēng)系統(tǒng)模式基礎(chǔ)上新增通風(fēng)模式的方法，通過軟件模擬和現(xiàn)場實測既有2、4號線相鄰4個區(qū)間上下行隧道風(fēng)速值，風(fēng)速值均滿足不低于2m/s的要求，為后續(xù)施工開展奠定基礎(chǔ)。