市域快軌超長隧道防災救援模式研究

繆道平，陳 陽，陳福貴，吳思遐

（1. 中鐵二院工程集團有限責任公司，四川成都 610031；2. 成都工貿職業技術學院，四川成都 611743）

1 引言

隨著我國城市軌道交通逐步由中心城向市域發展，超長隧道區間在市域快軌中逐漸增多，如青島地鐵1號線、8號線過海隧道及成都地鐵18號線龍泉山隧道等。由于超長隧道區間內可能存在3列及以上列車在追蹤運行的情況，給隧道區間防災救援帶來挑戰。從國內外城市軌道交通列車災害事故處理流程來看，列車在隧道內運行過程中出現事故或火災時應盡可能將列車駛入前方車站進行疏散救援，但在列車因事故無法駛入前方車站情況下，則需采用區間疏散救援模式。

目前，相關設計規范關于常規區間的防災救援有相應要求，即需經中間風井將長大區間分隔為多個防火單元，進而結合疏散平臺、聯絡通道、道床及軌頂排煙風道、射流風機等設施進行疏散救援，但該模式在市域快軌超長隧道區間并不適用。而既有的長大區間隧道防災救援案例在救援安全性及效率方面也存在不足之處。因此，需要針對超長隧道防災救援模式做進一步深入研究，為今后類似工程設計和實施提供有益的參考。

2 超長隧道防災救援技術特征及現狀分析

2.1 超長隧道區間防災救援技術特征

市域快軌運營期間火災事故是威脅其運營安全的主要因素，約占其事故總數的57%，如香港地鐵尖沙咀站火災、曼哈頓地鐵列車火災等，區間防災救援方案也主要是針對火災進行分析制定。當超長隧道為過江、過海或過山隧道時，其區間風井設置條件往往受限，同一防火單元內不可避免存在多列車追蹤運行的情況，常規救援疏散模式已不適用。市域快軌超長隧道防災救援技術特征如下。

（1）往往存在多列車追蹤運行。當超長隧道區間風井設置條件受限時，同一通風區段內不可避免存在多列車追蹤運行。

（2）待救援列車數及乘客數量較多。超長隧道區間發生故障及災害，且列車無法駛入前方車站情況下，待救援列車數為2列及以上，需疏散乘客數量多。

（3）疏散及清障時間較長。最不利情況下，事故列車位于區間中部，造成乘客疏散距離長，給疏散及清障帶來困難。

（4）通風排煙方案難度大。超長區間隧道存在多列車追蹤時，采用全縱向通風不能阻止煙氣向后續列車擴散，不符合人煙分離的要求。需要考慮設置專門的頂棚土建風道或獨立排煙通道，實現分段縱向或橫向通風排煙模式。

（5）救援疏散設施要求高。大規模乘客疏散對疏散能力提出更高要求。需要考慮設置獨立疏散通道、加密聯絡通道、直達地面逃生通道、應急救援站等措施，以提高故障、災害狀態下的清障效率，但土建投資較大。

2.2 超長隧道防災救援現狀及案例

目前國內外超長隧道疏散救援方案主要有3類：① 常規無獨立疏散通道，利用聯絡通道、疏散平臺進行救援；②無獨立疏散通道，但利用聯絡通道配合應急救援站進行定點救援，一定程度提高了救援效率；③設置獨立疏散通道，不影響非事故隧道運營，但乘客在獨立疏散通道當中通過步行逃離，對于超長隧道中部發生災害情況下的乘客步行時間較長。一些案例對比如表1所示。

3 超長隧道防災救援方案設計

3.1 超長隧道防災救援方案設計思路分析

根據RISN-TG032-2018《市域快速軌道交通規劃與設計導則》的 8.2.9條文解釋：針對市域快軌“應盡量避免在同區間、同方向、同時間超過3列車運行”的規定，主要是考慮同區間、同方向、同時間若超過3列車運行，會大大增加救援組織措施難度和救援時間，影響到整個隧道的安全運行和恢復運營效率，為此，規定不超過3列車。

鑒于超長隧道常規防災救援模式存在的不足，本文著重針對同一防火單元內存在3列車及以上追蹤又無條件設置中間風井的超長隧道，通過對比分析不設獨立疏散通道以及設獨立疏散通道2種方案，為最大限度確保車輛及人員安全，提高救援效率，降低對線路運營的影響，提出了采用獨立疏散通道+救援站（結合兩端風井）的救援模式。

3.2 超長隧道應急救援站設置

3.2.1 超長隧道應急救援站設置必要性分析

目前，應急救援站方案屬于典型的定點救援模式，為乘客提供臨時疏散集合區域，已在日本JR線青函隧道、我國石太客專太行山隧道應用。應急救援車站一般由正線停車區域、疏散站臺、橫通道和橫通道內等待區域組成。在市域快軌工程中，有條件時可結合隧道兩端區間豎井為基礎擴大而成。如圖1所示，利用超長區間隧道兩端的1號、2號風井設置應急救援站。

由于超長隧道內的列車客流可能含有長途旅客（帶行李）、老人、小孩、孕婦等行動較為不便的乘客，當超長隧道災害事故發生、必須疏散乘客時，應安全、高效疏散多列車的乘客，并體現人性化服務。但僅靠疏散平臺或區間豎井步梯恐難以照顧到行為不便的乘客，同時在疏散效率上也存在不足，容易發生二次事故。綜合考慮疏散救援效率及工程代價，可考慮設置應急救援站，利用非事故隧道的列車實施機械化救援。

表1 國內外超長隧道疏散救援方案對比

圖1 利用區間風井設置救援站示意圖

通過借鑒鐵路超長隧道設置應急救援站的概念，在市域快軌超長隧道內設置列車可停靠、人員可集聚的應急救援站，當超長隧道一側區間發生故障及災害時，乘客通過疏散平臺、第3疏散通道等設施到達應急救援車站，可等待非事故區間列車實施疏散救援（非事故區間不斷電），如圖2所示，或者通過豎井步梯到達地面，能夠有效縮短乘客的疏散距離及疏散時間。這為市域快軌防災疏散提供了一種全新高效的疏散方式，對于有效解決市域快軌超長隧道防災救援難題意義重大，設置應急救援站是十分必要的。

3.2.2 超長隧道應急救援站設置方案

超長隧道防災救援主要有不設獨立疏散通道和設獨立疏散通道2種方案，對各方案的應急救援站設置的可行性及疏散模式分析如下。

（1）不設獨立疏散通道方案。火災模式下，組織乘客從列車下車后，經疏散平臺或軌面步行至臨時安全區域（風井、車站等），如圖3所示；或經過橫通道，進入對側的非事故隧道，如圖4所示。但即使采用人煙分離速度最快的半橫向通風，也不能確保下車人員不進入對側的非事故隧道（若在防火門洞處設置門禁系統，可保證人員不進入對側隧道，但此時乘客無法快速撤離火災隧道，因此不滿足消防的要求）。為確保人員安全，對側非事故隧道必須斷電停運。斷電后造成救援站救援模式不成立，同時疏散救援列車數及人員數加倍。

圖2 應急救援站人員疏散示意圖

圖3 單洞雙線方案下疏散救援示意圖

圖4 雙洞單線方案下疏散救援示意圖

（2）設獨立疏散通道方案。在雙洞單線方案基礎上增設獨立疏散通道，如圖1所示。行車方向左側設寬1.35～1.5 m的疏散平臺（圓形隧道在滿足軌頂風道最小過風面積8 m2的情況下，疏散平臺寬度可從1.35 m加大到1.5 m），每隔300 m設置橫向聯絡通道，將2條隧道連通。在隧道兩端利用風井設置救援站，并設置120 m長站臺，站臺主要用于火災情況下對側隧道停靠救援列車，方便救援站內需要由救援列車進行救援的人員上車。當發生火災及故障時，可組織人員從列車下車，經橫通道進入獨立疏散通道，進而可縱向疏散到達救援站，通過救援站（風井位置）爬梯到達地面安全區域，此時非事故區間不必斷電（通過在獨立疏散通道設置防火門和門禁系統，可阻止人員進入非事故側隧道），事故不影響非事故區間列車的正常運營。該方案下有條件在兩端風井處設置救援站，此時到達風井位置（兼救援站）的人員可停留等待對側列車救援，能有效地縮短乘客的步行距離及疏散時間。

綜上所述，獨立疏散通道方案具備設置救援站條件，超長隧道建議設置救援站，提高救援安全性和效率。

4 超長隧道區間救援方案

超長隧道區段內，可能發生線路故障、列車故障、供電故障及列車火災等事故，需要組織不同的救援運營方案，超長隧道救援的基本原則如下：

（1）優先考慮通過列車自身或其他列車實施救援，能進站須進站；

（2）列車無法移動時，優先考慮利用本區間隧道或獨立疏散通道組織乘客疏散，盡可能不影響非事故區間列車正常運營。

4.1 超長隧道區間兩端車站配線設置及臨時交路方案

市域快軌中存在多列車追蹤的超長區間隧道，其兩端車站配線（圖5）需要有以下功能。

（1）故障車停放功能。為提高超長隧道疏散救援效率，應盡量避免區間疏散，宜采用相鄰后續列車正向推進故障列車進入車站停車線。

（2）列車臨時折返功能。當超長隧道內發生故障或災害情況時，為避免中斷正線運營服務、造成大面積運營影響，需經隧道兩端的車站組織臨時小交路，如圖6所示。

因此，建議在超長隧道相鄰的車站均設置雙停車線，同時具備臨時折返及停車功能。

超長隧道中部渡線的設置可在發生故障或災害情況下，組織故障車后續列車經渡線折返運行，能直接減少超長隧道內待救援列車數量，使運營更加靈活、方便。但與此同時，由于道岔位于區間中部，增大了管理維護難度，同時雙線單洞下還需要對渡線區段通風、供電、土建等專業進行特殊設計，進一步增大了工程投資及施工難度。隧道區間設置渡線的影響分析如表2所示。

圖5 隧道兩端車站配線示意

圖6 超長區間隧道兩端臨時交路示意

表2 超長隧道區間設置渡線影響分析表

綜上所述，鑒于設置渡線存在一系列問題，在實際應用中，需結合運營需求及隧道土建推薦方案，對設置渡線做綜合技術經濟比較。

4.2 超長隧道區間救援疏散方案

在超長隧道區間發生事故且列車仍可移動時疏散救援較為常規，不設獨立疏散通道以及獨立疏散通道+救援站疏散救援方式基本一致：優先考慮通過列車自身或其他列車實施救援，并組織列車進站清客。因此，本文重點闡述事故列車不可移動情況下的救援方案。

4.2.1 不設獨立疏散通道救援疏散方案

當超長隧道區段發生火災且列車不可移動時，切斷事故區段兩側區間供電，并迅速組織乘客經非事故側區間疏散（因高溫、煙霧等影響乘客安全）。列車救援及乘客疏散措施如下。

（1）事故所處同一供電區段兩側區間立即斷電，組織乘客經逃生門或橫通道進入非事故側區間，沿較近車站或通風豎井出口方向疏散。

（2）前方供電區段列車可繼續前行進站，后方供電區段可行駛至通風豎井處疏散乘客。

（3）通知工作人員在相鄰車站及通風豎井出口接應乘客。

（4）通知搶險隊搶修線路。

4.2.2 獨立疏散通道+救援站救援疏散方案

當區間隧道區段發生列車脫軌、供電故障、列車火災等嚴重事故，且列車無法移動至車站清客時，需要切斷事故區段一側供電，并組織乘客經獨立疏散通道步行至隧道兩端應急救援站待避，進而利用非事故側列車實施疏散救援。列車救援及乘客疏散主要措施如下。

（1）針對事故區間，事故所處同一供電區段需斷電，組織乘客經獨立疏散通道步行至兩端應急救援車站待避；事故供電區段前行列車可繼續前行進站疏散，事故供電區段后續列車組織乘客到達救援站待避。

（2）針對非事故區間，已進入非事故區間列車繼續前行，未進入非事故區間的列車在車站清客后，空車前往應急救援站疏散事故區間乘客，同時可組織部分乘客通過風井爬梯到達地面。

（3）通知工作人員在相鄰車站及通風豎井出口接應乘客。

（4）通知搶險隊搶修線路。

4.3 救援疏散方案對比分析

綜上所述，當發生事故且列車仍可移動時，不設獨立疏散通道以及獨立疏散通道+救援站救援運營方案基本一致；但當發生火災且列車不能移動時，超長隧道不同疏散方案的主要區別如表3所示。

5 結語

本文首先總結了國內外超長隧道防災救援特點，并分析了市域快軌超長隧道防災救援現狀，針對超長隧道同一防火單元內存在3列車及以上追蹤又不能設置中間風井的超長區間，為最大限度地確保車輛及人員安全，提高救援效率，降低對線路運營的影響，建議在隧道區間兩端車站均設置雙停車線，使車站具備臨時折返及停車功能；并首次提出有別于既有防災救援模式的新思路，即采用獨立疏散通道+救援站（結合兩端風井）的救援模式。

表3 超長隧道不同疏散方案對比分析

相較于不設獨立疏散通道方案，在獨立疏散通道+救援站方案中，事故區間待救援列車及乘客數均減半，極大降低了災害情況下對事故區間運營列車和乘客的影響，同時工程投資僅增加20%～30%，性價比較高，可為今后類似工程提供有力借鑒。