機械法聯絡通道狹小空間防火門設置及優化設計研究

【中圖分類號】：U231.96 【文獻標志碼】：A 【文章編號】：1008-3197（2025）02-16-04

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2025.02.004

Research on Setting and Optimal Design of Fine Door in Narrow Space of Mechanical Contact Passage

YEDongming，YUE Bin*，XIONG Tianfang（ChinaRailway LiuYuan Group Co.Ltd.，Tianjin 30o3O8，China）

【Abstract】：Aiming atsetting andoptimizationdesignofredoorinthenarrow spaceofthecontactpassage，taking the actual project as an example，basedon.summing up the requirements of fire door setting，the relationship between fire door seting and special lining segment opening size，and the disadvantages of oblique fire door setting insmallspace of contact channel，it is proposed forthe first time thatunder the premise that the opening size of special lining segment and the headroom size in the contact channel are limited，the space of spacer spaceinsteel pipe segment is used to meet the needs of widening fire dooropenings in smallspace.Then reasonably set the fire door optimization scheme.

【Key words】：mechanical ；contact channel； subway；fire door setting

根據GB50157—2013《地鐵設計規范》及GB51298一2018《地鐵設計防火標準》要求，絕大多數地下區間隧道均需設置聯絡通道，在聯絡通道內應設置并列反向開啟且凈寬不應 lt;0.9m 的甲級防火門。

目前，聯絡通道普遍采用礦山法開挖，特別是在軟土地層中，需通過注漿或凍結等工法對開挖周邊一定范圍進行加固＼～，常規冷凍法存在“工期長、風險大、造價高\"等問題3。隨著機械法（盾構或頂管）施工技術的成熟、機械設備制造能力的提高及裝配式結構的發展，目前國內已有多個城市采用機械法進行聯絡通道施工，較傳統礦山法具有工期短、對周邊環境影響小的特點4。但是，受制于區間主隧道開洞尺寸，目前已實施的機械法聯絡通道內凈空尺寸較小，無法滿足正常設置并列兩槿防火門且凈寬 的要求，多數設置斜置防火門以滿足規范關于防火門處疏散凈寬的要求。斜置防火門與隧道軸向夾角為銳角，相比與疏散流線為直線的正置防火門方式，其疏散流線較差，容易造成人流向銳角處聚集且越往銳角處行走疏散寬度越小，出現局部疏散通道寬度不滿足規范要求的情況，加之隧道內壁為圓形結構，側壁與底板在徑向存在寬度差，極易造成該位置聚集人員疏散過程中的摔倒踩踏，存在較大的安全問題。

總之，目前國內普遍采用的防火門設置均不利于聯絡通道內人員的疏散需求；因此，機械法聯絡通道狹小空間內設置防火門成為該類工程的難點，也是限制其推廣的痛點。本文結合具體工程的建設需求，在考慮主隧道可切削邊界要求的前提下，適當增大聯絡通道管片內徑，在既有聯絡通道最大內徑的基礎上，綜合研究防火門洞設置方法，以滿足聯絡通道狹小空間內正常設置滿足規范要求的防火門需求。

1工程概況

地鐵某區間正線隧道左線長 右線長 1031.102m ，覆土厚度 11.4～22.4：m ，正線隧道線間距最大為 59m 。盾構法施工，管片內徑 5500mm 、壁厚 350mm 環寬 1500mm 。區間共設置2處聯絡通道，均采用盾構法施工，其中1聯絡通道兩端與正線隧道夾角均為 ，通道凈長 52.8m ，覆土厚度約23 聯絡通道一端與正線隧道夾角為 ，通道凈長14.2m ，覆土厚度約 20m 。見圖1。

2基礎研究

2.1防火門設置要求

GB50157—2013和GB51298—2018都針對單線 區間聯絡通道及防火門設置進行了規定：兩條單線區 間隧道應設聯絡通道，相鄰兩個聯絡通道之間的距離 不應 gt;600m ，且在聯絡通道內應設并列反向開啟的 甲級防火門，門扇的開啟不得侵入限界。

另外，2019年11月1日實施的《市城市軌道交通工程防火設計導則》在國家標準的基礎上進一步明確了防火門的設置要求：聯絡通道內應設置二槿反向開啟的甲級防火門，門的凈寬不應 lt;0.9m 。

2.2特殊襯砌管片開洞尺寸構造

正線隧道聯絡通道開洞處每側采用3環鋼管片 + 鋼筋混凝土管片組合的復合式特殊襯砌管片結構，結合正線隧道盾構機千斤頂行程，考慮封頂塊拼裝方式、撐靴及相關誤差影響，特殊襯砌管片環寬最大設置為 1500mm ，復合管片待切削部分采用玻璃纖維筋混凝土，其余部分采用鋼筋混凝土。見圖2。

由于開洞處特殊襯砌管片環需要與正線隧道標準管片環拼裝連接，除滿足盾構法聯絡通道實施要求外，其分塊形式、連接方式及手孔布置等基本構造需與正線盾構隧道標準管片環保持一致，環寬及拼裝點位設置等還需與正線隧道盾構機設備相匹配。見圖3。

管片開洞直徑 d 與管片環寬 b 間存在一定的關系

d=3b-2c

式中： 為管片開洞后所剩管片最小寬度，考慮管片開洞后的結構承載力及使用需求， 的最小取值不宜 。

因此 d 最大取值為 3700mm ，同時考慮管片內弧面螺栓手孔設置需求，開洞邊界應避開螺栓手孔布置，避免開洞邊界線切割手孔，開洞邊界線需再內收約 25mm 方可滿足要求，即管片開洞后所剩管片最小寬度 ∣ c∣ 須達到 425mm ，此時特殊襯砌管片環最大開洞尺寸限定為 3650mm 。

2.3防火門設置與特殊襯砌管片開洞尺寸關系

根據幾何相對關系，采用盾構法施工的圓形聯絡通道內凈空尺寸主要受制于防火門尺寸，防火門預留孔洞寬度 B 及高度 H 共同決定了聯絡通道的內徑尺寸。見圖4。

防火門尺寸決定了正線隧道特殊襯砌管片環的開洞尺寸。見圖5。

3防火門設置方案

3.1常規設置

根據聯絡通道內防火門設置及安裝要求，本工程防火門凈寬 900mm ，土建結構需預留安裝門洞寬度最小為 1080mm ，門洞預留凈高按照 2000mm 考慮，二槿反向開啟的甲級防火門之間的門垛寬度應 ≮ 150mm ，此時聯絡通道管片內徑為 3065mm ，結合區間聯絡通道處覆土厚度、周圍環境及工程建設條件等，確定聯絡通道管片厚度為 250mm ，即聯絡通道管片環直徑為 3565mm 。見圖6。

根據管片環外徑尺寸及本工程建設條件，結合盾構機設備選型，盾構設備開挖直徑須達到 3715mm 。根據類似工程經驗，盾構機正線隧道內常規始發、接收空隙一般 lt;50mm ，即特殊襯砌管片環開洞尺寸 ≮ 3815mm 。1\"聯絡通道凈長達到了 52.8m 聯絡通道接收端與正線隧道夾角為 ，非正交接收，需要考慮盾構設備接收時的誤差影響，一般接收端開洞尺寸比始發端開洞尺寸周圈略大約 25mm ；因此，特殊襯砌管片環始發端開洞尺寸需達到 3815mm ，而接收端開洞尺寸須達到 3865mm 。特殊襯砌管片環開洞尺寸受正線隧道管片環結構限制，開洞尺寸最大可做到3650mm ，既有建設條件下，無法發滿足開洞尺寸的需求。

3.2優化方案

基于特殊襯砌管片環開洞最大尺寸反算聯絡通道內凈空尺寸。正線隧道特殊襯砌管片環開洞限制尺寸為≯"3"650mm"，考慮始發接收端的誤差空隙，始發端開洞尺寸定為 3600mm ，接收端開洞尺寸定為3650mm ，結合此類工程盾構機選型及施工經驗，盾構機設備開挖直徑為 3500mm ，考慮 75mm 的超挖量，聯絡通道管片環外徑為 3350mm ，管片厚度250mm ，聯絡通道管片環內徑為 2850mm 。

基于聯絡通道隧道尺寸限定，管片采用普通的鋼筋混凝土管片，隧道內設置正置防火門方式。見圖7。

由于聯絡通道斷面為圓形，在內部預留長方形的防火門安裝門洞無法完全利用隧道內空間，預留門洞寬度僅為 940mm 。根據標準防火門安裝要求，如安裝凈疏散寬度為 900mm 防火門，預留門洞寬度需 ≮1080ｍｍ，顯然，聯絡通道內徑 2850mm 無法正常設置正置防火門形式。

根據預留門洞幾何形狀及圓形隧道端面型式特點，將預留防火門洞左右邊線外移 140mm ，使得防火門洞寬度達到 的安裝要求，此時，只需解決預留的防火門洞角部侵入至管片結構內部的問題，即可在既有聯絡通道內徑尺寸 2850mm 的前提下，滿足疏散凈寬 900mm 防火門的安裝需求。

如果采用普通的鋼筋混凝土管片，將無法做到預留防火門洞角部侵入至管片結構。結合以往設計經驗，鋼管片結構由背板、環板、端板及環縱肋板有機焊接而成，內部由環縱肋板及加勁板形成隔腔空間，在設置防火門位置采用1環鋼管片，通過固定點位拼裝及局部肋板特殊布置，預留防火門洞角部正好位于鋼管片隔腔開口位置，可通過鋼管片內部空腔侵入至管片結構內部，從而達到擴大預留防火門洞寬度的目的，沿隧道縱向采用局部肋板加強，內收中間的環肋向肋板，增加防火門沿通道的縱向開啟空間，保證防火門安裝后可順利開啟。見圖8。

現場采用該方法在聯絡通道內設置的正置防火門滿足相關規范要求，并完成消防驗收及竣工驗收。見圖9。

4結論

1）機械法聯絡通道狹小空間內防火門設置尺寸與正線隧道特殊襯砌管片環開洞尺寸之間存在相互影響及限制的關系。

2）在特殊襯砌管片開洞尺寸及聯絡通道內凈空尺寸受到限制的前提下，可在設置防火門處采用1環鋼管片，利用鋼管片內隔腔空間來滿足預留防火門洞加寬的需求，從而解決限制條件下聯絡通道狹小空間內設置正置防火門的難題。

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