城市軌道環(huán)控設(shè)備分布特點(diǎn)

城市軌道環(huán)控系統(tǒng)及災(zāi)害防護(hù)系統(tǒng)北京華鑫北京交通運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院

一、城市軌道環(huán)控系統(tǒng)地鐵環(huán)控系統(tǒng)又稱為地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。環(huán)控系統(tǒng)是地鐵工程中的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)地鐵環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響，其重要性引起了國(guó)內(nèi)外的許多研究者和設(shè)計(jì)者的關(guān)注。

1.1地鐵環(huán)控系統(tǒng)的主要功能

1.地鐵環(huán)控系統(tǒng)三大運(yùn)行模式:

（1）正常運(yùn)行模式:這是一種占主導(dǎo)地位的運(yùn)行模式，在正常運(yùn)行期間應(yīng)考慮最大努力優(yōu)化環(huán)境系統(tǒng)的性能，滿足乘客要求的舒適度。（2）列車阻塞模式:由于延誤或運(yùn)行故障等原因?qū)е铝熊囎枞谒淼阑蜍囌尽＃?）緊急情況運(yùn)行模式:通常是由于運(yùn)行車輛失靈而引起隧道內(nèi)一列行駛的列車發(fā)生火災(zāi)，交通運(yùn)輸中斷，要求乘客撤離。

2.針對(duì)上述地鐵系統(tǒng)的三大運(yùn)行模式，環(huán)控系統(tǒng)的功能主要為:

（1）正常運(yùn)行情況下排除余熱余濕，為乘客創(chuàng)造一個(gè)往返于地面街道至地鐵列車內(nèi)的過(guò)渡性舒適環(huán)境，隧道內(nèi)溫度應(yīng)滿足《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)的“區(qū)間隧道通風(fēng)計(jì)算參數(shù)：正常運(yùn)行工況，最熱月最高日平均溫度小于等于35℃”的規(guī)定；對(duì)車站各種設(shè)備和管理用房按工藝和功能要求提供一定溫度和濕度條件及舒適性環(huán)境或通風(fēng)換氣次數(shù)。

2.針對(duì)上述地鐵系統(tǒng)的三大運(yùn)行模式，環(huán)控系統(tǒng)的功能主要為:

（1）正常運(yùn)行情況下排除余熱余濕，為乘客創(chuàng)造一個(gè)往返于地面街道至地鐵列車內(nèi)的過(guò)渡性舒適環(huán)境，隧道內(nèi)溫度應(yīng)滿足《地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)的“區(qū)間隧道通風(fēng)計(jì)算參數(shù)：正常運(yùn)行工況，最熱月最高日平均溫度小于等于35℃”的規(guī)定；對(duì)車站各種設(shè)備和管理用房按工藝和功能要求提供一定溫度和濕度條件及舒適性環(huán)境或通風(fēng)換氣次數(shù)。

（3）列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于其空間狹小及浮力抬升作用使區(qū)間隧道上部形成一層熱煙氣，通風(fēng)任務(wù)一方面應(yīng)向乘客和消防人員提供必要的新風(fēng)量，形成迎面風(fēng)速，誘導(dǎo)乘客安全撤離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)；另一個(gè)很重要的方面，就是控制熱煙氣的流動(dòng)，使煙氣與通風(fēng)氣流朝同一方向流動(dòng)，若通風(fēng)氣流不足將使煙氣與通風(fēng)氣流朝相反方面流動(dòng)，形成回流。所以在通風(fēng)時(shí)，通風(fēng)風(fēng)速必須大于形成回流的臨界風(fēng)速。在設(shè)計(jì)地鐵環(huán)控方案時(shí)，滿足上述的要求是非常重要的。1.2地鐵環(huán)境的特點(diǎn)

1.地鐵工程環(huán)境類型地鐵工程內(nèi)部有四個(gè)要求不同的環(huán)境：（1）地鐵車站的站廳和站臺(tái)。（2）地鐵車站內(nèi)的管理用房和設(shè)備用房。（3）區(qū)間隧道。（4）車廂內(nèi)。四個(gè)不同的環(huán)境所要控制的溫度、濕度也不一樣。通常站廳、站臺(tái)可作為過(guò)渡區(qū)，而車廂和管理用房作為舒適區(qū)來(lái)考慮。區(qū)間隧道可由事故風(fēng)機(jī)在夜間抽壓風(fēng)來(lái)解決排熱問(wèn)題。1.2地鐵環(huán)境的特點(diǎn)

1.地鐵工程環(huán)境類型地鐵工程內(nèi)部有四個(gè)要求不同的環(huán)境：（1）地鐵車站的站廳和站臺(tái)。（2）地鐵車站內(nèi)的管理用房和設(shè)備用房。（3）區(qū)間隧道。（4）車廂內(nèi)。四個(gè)不同的環(huán)境所要控制的溫度、濕度也不一樣。通常站廳、站臺(tái)可作為過(guò)渡區(qū)，而車廂和管理用房作為舒適區(qū)來(lái)考慮。區(qū)間隧道可由事故風(fēng)機(jī)在夜間抽壓風(fēng)來(lái)解決排熱問(wèn)題。

（5）地鐵列車在地下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生“活塞效應(yīng)”，若不能合理應(yīng)用，就會(huì)干擾車站的氣流組織，使乘客感到不舒適，并影響車站的運(yùn)營(yíng)條件，使乘客感到不舒服。（6）發(fā)生事故，尤其火災(zāi)時(shí)，將導(dǎo)致環(huán)境惡化，不易救援，應(yīng)采取有效措施。綜上所述，要建立一個(gè)既能滿足運(yùn)營(yíng)要求又能滿足工作人員和乘客生理和心理要求的人工環(huán)境，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。要控制空氣溫度、濕度、空氣流動(dòng)速度和空氣的質(zhì)量及環(huán)境照度、色調(diào)、裝飾、布置以及噪聲控制、安全措施等諸多因素。通風(fēng)、空調(diào)的任務(wù)是采用人工的方法，創(chuàng)造和維持滿足一定要求的空氣環(huán)境。它包括空氣的溫度、濕度、空氣流動(dòng)速度和空氣質(zhì)量。當(dāng)列車阻塞在區(qū)間隧道內(nèi)時(shí)，應(yīng)維持車廂內(nèi)乘客短時(shí)間內(nèi)必要的環(huán)境條件；而發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，則應(yīng)提供有效的排煙手段，給乘客和消防人員輸送足夠的新鮮空氣，并形成一定的風(fēng)速，引導(dǎo)乘客迅速撤離現(xiàn)場(chǎng)。3.地鐵內(nèi)四個(gè)要求不同的環(huán)境及其通風(fēng)與空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)地鐵內(nèi)，對(duì)地鐵車站的站廳和站臺(tái)、地鐵車站內(nèi)的管理用房、設(shè)備用房、區(qū)間隧道和車廂內(nèi)的環(huán)境要求是不同的。確定站廳和站臺(tái)的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，需引入“暫時(shí)舒適”的概念。所謂“暫時(shí)舒適”是指人們從一個(gè)環(huán)境進(jìn)入另一個(gè)稍舒適的環(huán)境中，得到暫時(shí)舒適的感覺。當(dāng)乘客進(jìn)入地下站廳時(shí)，若站廳的溫度比地面的溫度低2℃,乘客會(huì)稍感覺涼爽。這不過(guò)是暫時(shí)的感覺，因?yàn)檎緩d的環(huán)境實(shí)際上是熱的，時(shí)間稍長(zhǎng)，乘客仍會(huì)感覺不舒適。車站設(shè)置空調(diào)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)如下:（1）站廳的設(shè)計(jì)溫度比室外空氣計(jì)算溫度低2℃～3℃,相對(duì)濕度在45％～65％之間；站臺(tái)的設(shè)計(jì)溫度比站廳低1℃～2℃,相對(duì)濕度在45％～65％之間。（2）車廂內(nèi)空氣設(shè)計(jì)溫度為27℃，相對(duì)濕度為65％，風(fēng)速為0.9m/s,若風(fēng)速取0.5m/s時(shí)，設(shè)計(jì)溫度取26℃為宜。（3）區(qū)間隧道的設(shè)計(jì)溫度小于35℃。當(dāng)車站設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，站內(nèi)夏季的空氣計(jì)算溫度不應(yīng)超過(guò)30℃，且與室外空氣計(jì)算溫度相比不宜超過(guò)5℃。車站管理用房和設(shè)備用房的計(jì)算參數(shù)見表1所示：

表1車站用房計(jì)算溫度與換氣次數(shù)

房間名稱計(jì)算溫度(℃)換氣次數(shù)（n）冬季夏季進(jìn)風(fēng)排風(fēng)站長(zhǎng)、站務(wù)室、值班室、休息室162766售票室182764電力值班室、車站綜合控制室、廣播室182564修理間、清掃員室162764盥洗室－-44排水站、水泵房5364廁所>5--排風(fēng)自動(dòng)扶梯機(jī)房-36-－牽引變電所1840-－降壓變電所1840-－堿性蓄電池室163066酸性蓄電池室16301218繼電室、配電室、機(jī)械室1630-－電子計(jì)算機(jī)室1825-－ATS分機(jī)或調(diào)度集中分機(jī)室、通訊設(shè)備室1825-－折返線維修用房1230-61.3地鐵環(huán)控系統(tǒng)的基本組成

1.環(huán)控系統(tǒng)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)一般而言，地鐵車站有兩個(gè)空調(diào)機(jī)房，分別位于車站兩端的站廳層和站臺(tái)層。少數(shù)地鐵有設(shè)備層，空調(diào)機(jī)房置于設(shè)備夾層。（1）大系統(tǒng)風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)系統(tǒng)主要由以幾下部分組成：組合式空調(diào)機(jī)組、回/排風(fēng)機(jī)、電動(dòng)(組合)風(fēng)閥、與空調(diào)相關(guān)的防火閥和防火排煙閥、空氣溫濕度傳感器等。車站大系統(tǒng)由四臺(tái)相同的組合式空調(diào)機(jī)組成，位于兩個(gè)空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)，每端各兩臺(tái)。每端的空調(diào)機(jī)組負(fù)責(zé)就近的半個(gè)站廳和站臺(tái)。每臺(tái)空調(diào)機(jī)組有混風(fēng)段、過(guò)濾段、表冷段、中間段風(fēng)機(jī)段、消聲段和送風(fēng)段，由于地鐵車站全年冷負(fù)荷，所以不設(shè)置加熱段。

（2）大系統(tǒng)水系統(tǒng)主要組成有冷水機(jī)組和外圍水路(包括冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、電動(dòng)水閥、分水器和集水器)。（3）小系統(tǒng)風(fēng)系統(tǒng)包括：柜式空調(diào)機(jī)、回/排風(fēng)機(jī)、電動(dòng)風(fēng)閥、與空調(diào)相關(guān)的防火閥和防火排煙閥。小系統(tǒng)種類較多，有全空氣空調(diào)系統(tǒng)、純通風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管等。風(fēng)機(jī)盤管不在環(huán)控系統(tǒng)自動(dòng)控制范圍內(nèi)，由各房間內(nèi)設(shè)置的控制器單獨(dú)地自行調(diào)節(jié)控制。（4）小系統(tǒng)水系統(tǒng)主要組成如下：冷水機(jī)組和外圍水路(包括冷卻塔、冷凍水泵、冷卻水泵、電動(dòng)水閥、分水器和集水器)。（5）隧道通風(fēng)系統(tǒng)包括隧道通風(fēng)機(jī)(TVF，TunnelVentilationFan)和相關(guān)電動(dòng)組合風(fēng)閥。設(shè)計(jì)上要求TVF風(fēng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并且能并聯(lián)后向某條隧道通風(fēng)。

以上各系統(tǒng)中大系統(tǒng)是重點(diǎn)監(jiān)控對(duì)象。通常地鐵空調(diào)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型按照遠(yuǎn)期負(fù)荷選取，所以裝機(jī)冗余量比較大，加上大系統(tǒng)全年負(fù)荷波動(dòng)幅度很大，經(jīng)常出現(xiàn)負(fù)荷小于設(shè)計(jì)負(fù)荷情況，因此大小系統(tǒng)水系統(tǒng)可以聯(lián)合運(yùn)行，即大系統(tǒng)冷凍機(jī)可以同時(shí)給大小系統(tǒng)提供冷凍水，這樣將大小系統(tǒng)的水系統(tǒng)合在一起當(dāng)作一個(gè)空調(diào)水系統(tǒng)考慮。根據(jù)地鐵工程的特點(diǎn)，按車站站臺(tái)與區(qū)間隧道之間的聯(lián)系方式，地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)、閉式系統(tǒng)、和屏蔽門式系統(tǒng)。根據(jù)使用場(chǎng)所不同、標(biāo)準(zhǔn)不同又可分為車站環(huán)控系統(tǒng)、區(qū)間隧道環(huán)控系統(tǒng)和車站設(shè)備管理用房環(huán)控系統(tǒng)。（1）開式系統(tǒng)開式系統(tǒng)是運(yùn)用機(jī)械或“活塞效應(yīng)”的方法使地鐵內(nèi)部與外界交換空氣，利用外界空氣冷卻車站和隧道。這種系統(tǒng)多用于當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶞囟鹊陀?5℃且運(yùn)量較小的地鐵系統(tǒng)。①活塞通風(fēng)當(dāng)列車的正面與隧道斷面面積之比（稱為阻塞比）大于0.4時(shí)，由于列車在隧道中高速行駛，如同活塞作用，使列車正面的空氣受壓，形成正壓，列車后面的空氣稀薄，形成負(fù)壓，由此產(chǎn)生空氣流動(dòng)。利用這種通風(fēng)原理進(jìn)行通風(fēng)，稱之為活塞效應(yīng)通風(fēng)。活塞風(fēng)量的大小與列車在隧道內(nèi)的阻塞比、列車行駛速度、列車行駛空氣阻力系數(shù)，空氣流經(jīng)隧道的阻力等因素有關(guān)。利用活塞風(fēng)來(lái)冷卻隧道，需要與外界有效交換空氣，因此對(duì)于全部應(yīng)用活塞風(fēng)來(lái)冷卻隧道的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)計(jì)算活塞風(fēng)井的間距及風(fēng)井?dāng)嗝娴某叽纾褂行Q氣量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。全“活塞通風(fēng)系統(tǒng)”只有早期地鐵應(yīng)用，現(xiàn)今建設(shè)的地鐵設(shè)置活塞通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)的聯(lián)合系統(tǒng)。②機(jī)械通風(fēng)當(dāng)活塞式通風(fēng)不能滿足地鐵排除余熱與余濕的要求時(shí)，要設(shè)置機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，可在車站與區(qū)間隧道分別設(shè)置獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。車站通風(fēng)一般為橫向的送排風(fēng)系統(tǒng)；區(qū)間隧道一般為縱向的送排風(fēng)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)應(yīng)同時(shí)具備排煙功能。區(qū)間隧道較長(zhǎng)時(shí)，宜在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井。對(duì)于當(dāng)?shù)貧鉁夭⒉桓?，運(yùn)量不大的地鐵系統(tǒng)，可設(shè)置車站與區(qū)間連成一體的縱向通風(fēng)系統(tǒng)，一般在區(qū)間隧道中部設(shè)中間風(fēng)井，一般由計(jì)算確定。

（2）閉式系統(tǒng)閉式系統(tǒng)使地鐵內(nèi)部基本上與外界大氣隔斷，僅通過(guò)風(fēng)機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)向車站內(nèi)提供所需最小量的新鮮空氣，利用列車的活塞效應(yīng)將車站內(nèi)的空氣攜帶進(jìn)入?yún)^(qū)間隧道，以保證隧道的溫度處于正常狀態(tài)。為了滿足閉式運(yùn)行活塞風(fēng)的泄壓，常在車站兩端設(shè)置迂回風(fēng)道。在車站的出入口和區(qū)間隧道的洞口采用空氣幕隔離。當(dāng)車站外部的空氣溫度低于空調(diào)送風(fēng)溫度（或者在冬季），則按開式系統(tǒng)運(yùn)行，此時(shí)，列車的活塞效應(yīng)由風(fēng)井泄壓，車站內(nèi)的通風(fēng)換氣次數(shù)大于5次/小時(shí)，這就是閉式系統(tǒng)的開式運(yùn)行。閉式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是車站和區(qū)間隧道的溫度和氣流速度能在不同的條件下滿足設(shè)計(jì)要求；其缺點(diǎn)是車站的冷卻量大，環(huán)控機(jī)房所需的面積和設(shè)備投入較大。上海地鐵一號(hào)線和二號(hào)線都屬于這種環(huán)境系統(tǒng)。

（3）屏蔽門系統(tǒng)在車站的站臺(tái)與行車隧道間安裝屏蔽門，將其分隔開，車站安裝空調(diào)系統(tǒng)，隧道用通風(fēng)系統(tǒng)（機(jī)械通風(fēng)或活塞通風(fēng)，或兩者兼用）。當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)不能將區(qū)間隧道的溫度控制在允許值以內(nèi)時(shí)，應(yīng)采用空調(diào)或其他有效的降溫方法。安裝屏蔽門后，車站成為單一的建筑，它不受區(qū)間隧道行車時(shí)活塞風(fēng)的影響。車站的空調(diào)冷負(fù)荷只需計(jì)算車站本身設(shè)備、乘客、廣告、照明等發(fā)熱體的散熱。此時(shí)，屏蔽門系統(tǒng)的車站空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷僅為閉式系統(tǒng)的22％～28％，且由于車站與行車隧道隔開，減少了運(yùn)行噪聲對(duì)車站的干擾，不僅使車站環(huán)境較安全、舒適，也使旅客更為安全。屏蔽門系統(tǒng)的缺點(diǎn)是該系統(tǒng)初期投資和維修保養(yǎng)費(fèi)用較高。地鐵通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可按上述系統(tǒng)之一設(shè)置，但由于氣候是周期性變化的，也可根據(jù)不同季節(jié)采用開式或閉式等不同的運(yùn)行方式。2.環(huán)控系統(tǒng)的監(jiān)控(BAS)系統(tǒng)

BAS系統(tǒng)的作用是對(duì)車站、區(qū)間的通風(fēng)、空調(diào)、給排水，照明及自動(dòng)扶梯等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理，以確保地下鐵道內(nèi)環(huán)境的安全與舒適。

BAS系統(tǒng)一般由三部分組成：（1）中央控制室：主要負(fù)責(zé)監(jiān)視全線的環(huán)境狀態(tài)及監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，必要時(shí)可向車站控制室發(fā)出控制指令。（2）車站控制室：主要負(fù)責(zé)監(jiān)視本車站及所管轄區(qū)間的設(shè)備狀態(tài)，并控制設(shè)備運(yùn)行。（3）就地控制裝置：設(shè)在設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)，可直接操縱設(shè)備運(yùn)行。BAS系統(tǒng)的主要功能是對(duì)所控設(shè)備實(shí)施有效、安全、可靠的監(jiān)控。（1）中央級(jí)功能由設(shè)在控制中心（OCC）內(nèi)的BAS系統(tǒng)中央控制室來(lái)實(shí)施。其功能主要包括：①監(jiān)視全線各站的通風(fēng)空調(diào)、給排水、自動(dòng)扶梯設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，必要時(shí)，可直接向車站控制室發(fā)出控制指令；②監(jiān)視全線各區(qū)間通風(fēng)、給排水、自動(dòng)扶梯設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并可控制其運(yùn)行；③顯示主要設(shè)備的異常狀態(tài)，包括故障、警報(bào)、危險(xiǎn)水位等；④車站各種設(shè)備的運(yùn)行記錄；⑤記錄車站的環(huán)境參數(shù)（溫度，濕度、二氧化碳濃度）；⑥與車站控制室互通信息；⑦打印各種報(bào)表；⑧與防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)接口，接受報(bào)警信息，在發(fā)生災(zāi)害時(shí)，命令環(huán)控系統(tǒng)按災(zāi)害模式運(yùn)行；⑨與列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)接口，接受列車運(yùn)行信息，向車站發(fā)出相關(guān)指令；⑩與主時(shí)鐘接口，確保時(shí)鐘同步。

（2）車站級(jí)功能由設(shè)在各車站的車站控制室負(fù)責(zé)實(shí)施。其主要功能包括：①監(jiān)視車站及所轄區(qū)間的通風(fēng)空調(diào)、給排水、自動(dòng)扶梯的運(yùn)行狀態(tài)；②按環(huán)控要求及負(fù)荷參數(shù)，使設(shè)備按既定的模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)；③確保車站設(shè)備協(xié)調(diào)工作，必要時(shí)可人為干預(yù)，進(jìn)行參數(shù)修改和既定模式的調(diào)整；④顯示異常狀態(tài)，包括故障、警報(bào)、危險(xiǎn)水位；⑤接收各測(cè)站的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、二氧化碳濃度）；⑥向中央控制室傳送異常信息及車站環(huán)境參數(shù)；⑦接受BAS系統(tǒng)報(bào)警，將事故風(fēng)機(jī)等設(shè)備轉(zhuǎn)向?yàn)?zāi)害運(yùn)行模式。

（2）車站級(jí)功能由設(shè)在各車站的車站控制室負(fù)責(zé)實(shí)施。其主要功能包括：①監(jiān)視車站及所轄區(qū)間的通風(fēng)空調(diào)、給排水、自動(dòng)扶梯的運(yùn)行狀態(tài)；②按環(huán)控要求及負(fù)荷參數(shù)，使設(shè)備按既定的模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)；③確保車站設(shè)備協(xié)調(diào)工作，必要時(shí)可人為干預(yù)，進(jìn)行參數(shù)修改和既定模式的調(diào)整；④顯示異常狀態(tài)，包括故障、警報(bào)、危險(xiǎn)水位；⑤接收各測(cè)站的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、二氧化碳濃度）；⑥向中央控制室傳送異常信息及車站環(huán)境參數(shù)；⑦接受BAS系統(tǒng)報(bào)警，將事故風(fēng)機(jī)等設(shè)備轉(zhuǎn)向?yàn)?zāi)害運(yùn)行模式。

第二節(jié)城市軌道交通災(zāi)害防護(hù)系統(tǒng)

2.1災(zāi)害的分類城市軌道交通項(xiàng)目通常都是城市最大的基礎(chǔ)設(shè)施之一，其投資額巨大（幾十億至數(shù)百億元），施工周期長(zhǎng)，環(huán)境因素復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)大。建成后的城市軌道交通是城市客運(yùn)交通的大動(dòng)脈，稱為城市生命線。生命線工程是維系城市與區(qū)域經(jīng)濟(jì)功能的基礎(chǔ)工程設(shè)施系統(tǒng)（如城市供水、供氣系統(tǒng)、道路和軌道交通系統(tǒng)、區(qū)域電力系統(tǒng)等）,其災(zāi)害破壞可以導(dǎo)致城市和區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)功能的癱瘓。

城市鐵道在施工和運(yùn)營(yíng)期間可能發(fā)生的災(zāi)害大致分為兩類：自然災(zāi)害和人為災(zāi)害。自然災(zāi)害主要由洪澇、水淹、地震、雪災(zāi)、臺(tái)風(fēng)、泥石流、滑坡等；人為災(zāi)害主要有戰(zhàn)爭(zhēng)（炮彈、炸彈、核彈、生化武器）、交通事故、火災(zāi)、泄毒、化學(xué)爆炸、環(huán)境污染、工程事故（靠近地鐵車站或隧道打（壓）樁、開挖深大基坑、抽取地下水）和運(yùn)營(yíng)事故等。大的災(zāi)變往往同時(shí)伴隨一種或幾種次生災(zāi)害，如大的地震往往伴隨這大范圍的火災(zāi)、暴雨；核武器爆炸將引起火災(zāi)、放射性災(zāi)害。對(duì)資源的過(guò)度開采，違反客觀規(guī)律的大型工程活動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致自然災(zāi)害頻率增加，例如泥石流、滑坡、局部地表沉陷等一類地質(zhì)災(zāi)害大都與不合理的開礦有關(guān)聯(lián)。地鐵大部分處在地下車站和隧道構(gòu)成的半封閉區(qū)域內(nèi)，四周為圍巖介質(zhì)包裹，地鐵對(duì)來(lái)自外部的災(zāi)害防御能力好，對(duì)來(lái)自內(nèi)部的災(zāi)害的抵御能力差。在地下狹小空間里，人員和設(shè)備高度密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散和搶救十分困難。從世界地鐵100多年的歷史教訓(xùn)看，地鐵災(zāi)害種發(fā)生頻率最高，造成損失最大的是火災(zāi)。地鐵常遇災(zāi)害及防止對(duì)策如表2：表2地鐵常遇災(zāi)害及防治對(duì)策災(zāi)害分類破壞特點(diǎn)災(zāi)害原因防護(hù)對(duì)策自然災(zāi)害氣象災(zāi)害暴雨，澇災(zāi)，海嘯潮水倒灌淹沒(méi)車站、隧道設(shè)施，沖垮高架橋墩，臺(tái)風(fēng)卷走高架橋、接觸網(wǎng)、供電設(shè)備，雷電擊穿通訊、信號(hào)、供電系統(tǒng)，雪掩埋地面高架軌道設(shè)施……大氣內(nèi)部的動(dòng)力和熱力過(guò)程演變，濕帶和熱帶氣旋，海洋低氣壓熱帶風(fēng)暴，對(duì)流強(qiáng)烈積雨云系1.有效排洪澇泵站設(shè)備；2.出入口、風(fēng)口汛期封堵措施；3.增加高架橋系統(tǒng)抗風(fēng)安全度地震災(zāi)害強(qiáng)烈的垂直、水平震動(dòng)，地面突沉開裂，使高架橋墩臺(tái)剪壞，梁板塌跨，隧道車站開裂，滲漏水，甚至倒塌，引起次生火災(zāi)……地球板塊擠壓運(yùn)動(dòng)1.按抗震規(guī)范設(shè)計(jì)、施工；2.特殊重點(diǎn)部位做好基礎(chǔ)隔震減震；3.增加結(jié)構(gòu)抗震安全度地質(zhì)災(zāi)害泥石流、滑坡毀壞掩埋地鐵車站、隧道橋梁……干旱、風(fēng)化、不合理采伐合理采伐，綠化護(hù)坡，對(duì)危險(xiǎn)地段長(zhǎng)期監(jiān)控人為災(zāi)害戰(zhàn)爭(zhēng)災(zāi)害炮、炸彈、核彈沖擊、侵徹、爆炸、震坍地鐵車站和隧道橋梁，地下設(shè)施中放毒氣或其他生化武器，電子干擾通訊、指揮、管理硬軟件系統(tǒng)……政治、經(jīng)濟(jì)、民族矛盾沖突激化按人防工程要求等級(jí)設(shè)計(jì)，做好平站功能轉(zhuǎn)換，預(yù)留技術(shù)儲(chǔ)備運(yùn)營(yíng)事故調(diào)度指揮失誤，碰撞、追尾等交通事故，設(shè)備老化引起火災(zāi)、停電，地面地下水滲漏，設(shè)備故障泄漏電……管理、維修不合理，監(jiān)控系統(tǒng)不完善嚴(yán)格規(guī)章制度，加強(qiáng)管理，建立自動(dòng)監(jiān)測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)，設(shè)置處理預(yù)案工程事故打（壓）樁，深大基坑開挖，大面積抽取地下水，采石、采礦，隧道平行交叉施工，已有地鐵隧道車站，高架橋開裂，坍塌，軌道傾斜彎曲……野蠻施工、缺少監(jiān)督機(jī)制制定地鐵工程施工保護(hù)技術(shù)規(guī)程，加強(qiáng)施工監(jiān)控

雖然各類災(zāi)害表現(xiàn)形式不同，其共同的特點(diǎn)是空間分布有限性、潛在性、突發(fā)性，發(fā)生災(zāi)害的時(shí)間、空間及強(qiáng)度隨機(jī)性。對(duì)其發(fā)展發(fā)生規(guī)律、機(jī)理人們還缺少充分認(rèn)識(shí)，因此造成災(zāi)害無(wú)法避免。隨著人民認(rèn)識(shí)的提高，許多自然災(zāi)害在未來(lái)將逐步得到抑制，相反人為造成的災(zāi)害往往因失控而增長(zhǎng)。各種自然災(zāi)害之間、人類活動(dòng)與災(zāi)害之間、原生災(zāi)害、次生災(zāi)害、衍生災(zāi)害之間有關(guān)聯(lián)性，有著必然的聯(lián)系。災(zāi)害作用和破壞極其復(fù)雜，我國(guó)抗災(zāi)減災(zāi)經(jīng)驗(yàn)不足，特別是地鐵工程防災(zāi)方面技術(shù)相對(duì)落后，相關(guān)的研究遠(yuǎn)不能適應(yīng)迅速發(fā)展的我國(guó)城市軌道交通工程，地鐵工程的災(zāi)害防護(hù)應(yīng)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)予以足夠重視。各種災(zāi)害對(duì)人員、設(shè)備、設(shè)施破壞狀況見表3。表3災(zāi)害對(duì)地鐵的破壞程度分類災(zāi)害名稱土建工程設(shè)備安裝工程人員地下車站隧道高架橋軌道結(jié)構(gòu)車輛電氣環(huán)衛(wèi)通訊信號(hào)自然災(zāi)害地震○○

□□○○○○

洪澇○○○○○

○暴風(fēng)△△

△△△△△△□雷擊○○○□□

□

泥石流滑坡○

○△△△△△□沼氣瓦斯○

△△

爭(zhēng)害戰(zhàn)災(zāi)核武器○○

○□○○

○常規(guī)武器○○

□○○○○○生化武器

△△△△△△△

工程事故火災(zāi)△△△□

交通事故(碰撞追尾)△△△○

□□□□

環(huán)境擾動(dòng)(打樁、基坑、降水)○○○○△△△△△△滲漏水○○△□□○□○○□備注

－產(chǎn)生嚴(yán)重破壞○一般性破壞□－輕微損壞△－基本無(wú)損壞2.2防災(zāi)設(shè)計(jì)的原則防災(zāi)系統(tǒng)是地鐵運(yùn)營(yíng)管理的重要設(shè)施之一，經(jīng)常地維修、檢查、調(diào)試，使其處于良好的狀態(tài)，不能有絲毫麻痹、松懈及僥幸心理。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、地方、行業(yè)頒布的抗震、防火、防洪排澇、抗風(fēng)、民防和環(huán)境保護(hù)的設(shè)計(jì)施工規(guī)范和規(guī)程，吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，因地制宜做好地鐵工程的防災(zāi)設(shè)計(jì)。防災(zāi)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹國(guó)家“以預(yù)防為主，防消結(jié)合”的工作方針。地鐵工程應(yīng)建立良好的災(zāi)害預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、評(píng)估及預(yù)警系統(tǒng)，定期對(duì)投入運(yùn)營(yíng)的工程進(jìn)行診斷和抗災(zāi)可靠性評(píng)定，建立智能性修復(fù)系統(tǒng)。經(jīng)常結(jié)合國(guó)內(nèi)外地鐵災(zāi)害進(jìn)行案例分析，建立仿真模型和智能仿真，開發(fā)數(shù)字減災(zāi)防災(zāi)綜合信息系統(tǒng)。

防災(zāi)設(shè)計(jì)所采用的各種防災(zāi)措施，應(yīng)確保運(yùn)營(yíng)期間的安全，一旦發(fā)生火災(zāi)或其他事故，應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)，迅速撲滅或排除，使災(zāi)害事故造成的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失減少到最低限度。地下鐵道防災(zāi)設(shè)計(jì)能力，宜按同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生一次火災(zāi)或其他災(zāi)害考慮。當(dāng)列車在區(qū)間隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，應(yīng)盡早將列車牽引到車站使乘客安全疏散。也可以利用區(qū)間隧道的聯(lián)絡(luò)通道。將乘客轉(zhuǎn)移到另—條未出現(xiàn)災(zāi)情的隧道，并快速安全疏散。車站人行道的寬度、數(shù)量及出人口的通過(guò)能力，應(yīng)保證遠(yuǎn)期高峰小時(shí)客流量，在發(fā)生火災(zāi)及其他事故時(shí)，能在6分鐘內(nèi)將一列車乘客、候車人員和車站工作人員疏散到地面或安全地點(diǎn)。

地下鐵道的車輛選型必須符合地下鐵道防災(zāi)要求。地下鐵道建筑結(jié)構(gòu)的防災(zāi)設(shè)計(jì)，必須采取安全可靠的防災(zāi)措施，并應(yīng)設(shè)有完善可靠的消防和事故防排煙系統(tǒng)，還應(yīng)設(shè)置先進(jìn)可靠的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、防災(zāi)設(shè)備的監(jiān)控及防災(zāi)通信系統(tǒng)。地下鐵道的防災(zāi)系統(tǒng)應(yīng)與城市總體防災(zāi)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，成為其中的一個(gè)組成部分。隨時(shí)從城市總體防災(zāi)系統(tǒng)獲取各類災(zāi)變信息，一旦災(zāi)害發(fā)生時(shí)，迅速向總體防災(zāi)系統(tǒng)報(bào)告，并得到城市防災(zāi)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)的指示和幫助。2.3火災(zāi)防護(hù)與洪澇、泥石流、滑坡、臺(tái)風(fēng)、沙暴、沖擊爆炸等災(zāi)害相比，火災(zāi)對(duì)地下工程威脅比地面建筑更大。因此有人認(rèn)為，撲滅地下工程的火災(zāi)比起撲滅超高層建筑頂層火災(zāi)還要困難。除了地鐵電氣設(shè)備線路老化、短路引發(fā)火災(zāi)外，也還有機(jī)械碰撞、摩擦引起火花，引燃車站和車廂內(nèi)易燃的裝修材料或其他化學(xué)藥品。吸煙、乘客攜帶易燃易爆的物品都可能引發(fā)火災(zāi)。地震和戰(zhàn)爭(zhēng)災(zāi)害的很重要的次生災(zāi)害也是火災(zāi)，特別是核襲擊引發(fā)火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失占整個(gè)災(zāi)害損失很大比例。目前，我國(guó)缺少專門的地下鐵道防火設(shè)計(jì)及施工驗(yàn)收規(guī)范，缺少適合于地鐵車站和隧道消防的專用設(shè)備，地鐵車站及隧道電氣設(shè)備復(fù)雜，通信和信號(hào)管線密集，電氣設(shè)備及線路不能及時(shí)檢修更新，均可能因短路引發(fā)火災(zāi)。有些地鐵車站和綜合開發(fā)的地下商場(chǎng)片面追求豪華的內(nèi)裝修，忽視裝修材料的耐火等級(jí)，存在著不少火災(zāi)隱患。

1.地下工程火災(zāi)發(fā)生的特征和危害地下建筑與地面建筑相比有許多個(gè)不同之處，地下工程是在地下通過(guò)挖掘的方面獲得的建筑空間，外部仍有厚實(shí)的片土介質(zhì)包圍，它只有內(nèi)部空間，地下空間與外部聯(lián)系孔洞少，面積小，氣熱交換難，散熱慢，能見度低。（1）排煙困難，散熱慢地下建筑內(nèi)失火，與地上建筑失火情況完全不同。地下建筑為厚的鋼筋混凝土襯砌和巖土介質(zhì)包圍，出入口較少且面積有限，有時(shí)人員出入口可能就是噴煙口。由于煙的迅速聚集和在工事內(nèi)的擴(kuò)散，工事內(nèi)很快充滿煙，有限的人員出入口會(huì)變成“煙筒”，熱煙運(yùn)動(dòng)方向與人員疏散方向一致，如圖1。加之，地下建筑通風(fēng)條件不如地面建筑，對(duì)流條件很差，因而排煙排熱也不如地面建筑。圖1韓國(guó)大邱地鐵火災(zāi)列車內(nèi)部與車站出口情況

（2）高溫高熱全面燃燒就其可燃物來(lái)說(shuō)，由于使用性質(zhì)不同，可燃物量也不—樣。地下鐵道車站及隧道內(nèi)可燃物量一般低于50㎏/㎡，在地下建筑封閉空間內(nèi)，一旦發(fā)生火災(zāi)，大量可燃物燃燒，室內(nèi)溫度升高很快，較早地出現(xiàn)“全面燃燒”現(xiàn)象。（3）安全疏散困難地下建筑內(nèi)的安全疏散有以下三個(gè)方面的不利因素。①有些地下建筑內(nèi)的各種可燃物質(zhì)，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙氣和有毒氣體(如一氧化碳、二氧化碳及其他有毒氣體)，不僅嚴(yán)重遮擋視線，使能見度大大降低，還會(huì)使人中毒窒息，危害極大。②地下建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，室內(nèi)由于正常的照明電源切斷，變得一片漆黑。如地下工程內(nèi)不裝設(shè)事故照明和緊急疏散標(biāo)志指示燈，人員根本無(wú)法逃離火場(chǎng)。③溫度升高快，對(duì)人體危害大。地下建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，熱量不易散失，室內(nèi)溫度可達(dá)到800℃以上。另外，由于人吸入大量的熱氣到肺部，使血壓急劇下降，毛細(xì)血管受破壞，從而導(dǎo)致血液循環(huán)系統(tǒng)破壞，人也會(huì)很快死亡。④疏散距離長(zhǎng)，路徑復(fù)雜。從進(jìn)口到出口，對(duì)一般地下建筑可達(dá)幾十米，大型的工程可達(dá)100余米，交通工程可達(dá)幾百米或數(shù)千米?；馂?zāi)時(shí)逃生的出口和路線比地面建筑少。地下建筑人員逃生的線路只有通向出口的樓梯、階梯、坡道、爬梯和扶梯。最終的出口很少，—般只有一、二個(gè)。（4）撲救困難、危害大

地下建筑的火災(zāi)比地面建筑火災(zāi)撲救要困難得多。我國(guó)地下建筑發(fā)生的數(shù)起大的火災(zāi)，最長(zhǎng)的燃燒時(shí)間41天。與地面建筑相比，地下工程火災(zāi)撲救困難在于：①探測(cè)火情困難。地下建筑火災(zāi)發(fā)生后，只見濃煙從出口冒出，無(wú)法確切知道火災(zāi)究竟發(fā)生在哪一個(gè)部位。自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴淋設(shè)施，可以在火災(zāi)事故前期，自動(dòng)滅火，因造價(jià)高昂，—般地下工程還未采用。②接近火場(chǎng)困難。地下鐵道、公路隧道一般都比較長(zhǎng)，短則數(shù)百米，一般長(zhǎng)為一、二千米，最長(zhǎng)達(dá)萬(wàn)余米，甚至更長(zhǎng)，一旦在隧道中間或距進(jìn)口、出口較遠(yuǎn)的地點(diǎn)發(fā)生火災(zāi)事故，施救幾乎無(wú)法進(jìn)行。③通訊指揮困難。地下火場(chǎng)只能靠人傳遞信息，速度慢、差錯(cuò)多。因?yàn)橹笓]員無(wú)法直觀火場(chǎng)，需要詳細(xì)詢問(wèn)，研究工程圖，分析可能發(fā)生火災(zāi)的部位，可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況，方能做出滅火方案，致使滅火時(shí)間長(zhǎng)、難度大。④缺少地下工程報(bào)警消防專門器材。目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)大部分采用“報(bào)警”自動(dòng)化，在火災(zāi)被確認(rèn)后，操作人員手工操作使聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)。采用這種運(yùn)營(yíng)方式的原因是火災(zāi)探測(cè)器的品質(zhì)尚不能百分之百的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)火災(zāi)，誤報(bào)率較高。2.地鐵工程火災(zāi)的防護(hù)對(duì)策嚴(yán)格執(zhí)行地下工程防火規(guī)范，貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的方計(jì)。組織國(guó)內(nèi)建筑工程消防專家編寫地下鐵道、鐵路公路隧道、地下商業(yè)街、地下庫(kù)房專門的消防設(shè)計(jì)規(guī)范和施工技術(shù)規(guī)程。進(jìn)一步完善人防工程防火設(shè)計(jì)及施工規(guī)范。地下工程防火設(shè)計(jì)和施工必須盡快做到有法可依。（1）規(guī)劃布局合理城市的地下鐵道、公路隧道、地下商業(yè)街、地下停車場(chǎng)等地下建筑，與城市地下總體布局規(guī)劃相結(jié)合，增強(qiáng)城市總體防災(zāi)、抗災(zāi)功能。（2）選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)地下建筑物結(jié)構(gòu)材料應(yīng)選擇鋼筋混凝土，而且鋼筋的保護(hù)層應(yīng)滿足地下工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的厚度。地下建筑內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間高溫燃燒，會(huì)引起鋼木結(jié)構(gòu)大面積倒塌，基本上無(wú)法修復(fù)。

（3）合理選擇裝修材料地下工程的裝飾材料應(yīng)選擇不燃、難燃材料和阻燃處理的材料，這樣可以使裝飾材料燃點(diǎn)增高，使其不易著火，或即使著火燃燒蔓延速度較小，以便為撲火初期火災(zāi)及組織安全疏散贏得時(shí)間。（4）合理選擇出入口位置和數(shù)量一個(gè)車站出入口通過(guò)能力總和，應(yīng)大于該車站遠(yuǎn)期超高峰的客流量。（5）防火分區(qū)劃分及要求地下鐵道車站面積多在5000～6000㎡，一旦發(fā)生火災(zāi)，如無(wú)嚴(yán)格的防火分隔設(shè)施，勢(shì)必蔓延成大面積火災(zāi)，造成不應(yīng)有的損失，對(duì)此應(yīng)采用防火墻、防火卷簾加水幕或復(fù)合防火卷簾等防火分割物劃分防火分區(qū)。

（6）聯(lián)絡(luò)通道的防火作用根據(jù)國(guó)內(nèi)外地下鐵道運(yùn)營(yíng)中事故的災(zāi)害分析，列車在區(qū)間隧道發(fā)生火災(zāi)而又不能牽引到車站時(shí)，乘客必須在區(qū)間隧道下車。為了保證乘客安全疏散，兩條隧道之間應(yīng)設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，這樣可使乘客通過(guò)另一條隧道疏散到安全出口。通道也可供消防人員撲救時(shí)使用。聯(lián)絡(luò)通道兩端應(yīng)設(shè)防火卷簾門，人員撤出著火隧道后，應(yīng)及時(shí)落下防火卷簾，以免火焰向另一條隧道燃燒。（7）鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)處理鋼結(jié)構(gòu)在高溫和火焰作用下，如不作保護(hù)處理，一般在15分鐘左右就會(huì)塌落，這是因?yàn)樵诨鹧婧透邷刈饔孟拢?5分鐘內(nèi)，其強(qiáng)度降低一半以上，進(jìn)行了防火保護(hù)處理，可以提高耐火能力。

（8）地鐵車站和隧道的機(jī)械通風(fēng)及排煙根據(jù)火災(zāi)資料統(tǒng)計(jì)，地下鐵道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，造成人員傷亡，絕大多數(shù)是被煙氣熏倒，中毒、窒息所致。因此有效地排煙已成為地下鐵道火災(zāi)時(shí)救援的重要組成部分。（9）地下鐵道火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置考慮原則應(yīng)當(dāng)是，凡是發(fā)生火災(zāi)后而影響全局的重要部位和火災(zāi)危險(xiǎn)大的部位均應(yīng)設(shè)置，以下場(chǎng)所宜設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。①車站控制室、計(jì)算機(jī)房、通訊機(jī)房、信號(hào)機(jī)房、變電所、配電室、廣播室、電纜間及控制中心等重要場(chǎng)所；②站廳、站臺(tái)廳、售票室、儲(chǔ)藏室及管理用房；③地下折返線和停車線；④車輛段的檢修庫(kù)、列車庫(kù)、停車庫(kù)和可燃物庫(kù)房；⑤設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的場(chǎng)所，應(yīng)在適當(dāng)部位增設(shè)手動(dòng)報(bào)警按鈕。此外，地下鐵道主排水泵站和排雨水泵站，在危險(xiǎn)水位應(yīng)設(shè)自動(dòng)報(bào)警裝置。

（8）地鐵車站和隧道的機(jī)械通風(fēng)及排煙根據(jù)火災(zāi)資料統(tǒng)計(jì)，地下鐵道發(fā)生火災(zāi)時(shí)，造成人員傷亡，絕大多數(shù)是被煙氣熏倒，中毒、窒息所致。因此有效地排煙已成為地下鐵道火災(zāi)時(shí)救援的重要組成部分。（9）地下鐵道火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置考慮原則應(yīng)當(dāng)是，凡是發(fā)生火災(zāi)后而影響全局的重要部位和火災(zāi)危險(xiǎn)大的部位均應(yīng)設(shè)置，以下場(chǎng)所宜設(shè)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。①車站控制室、計(jì)算機(jī)房、通訊機(jī)房、信號(hào)機(jī)房、變電所、配電室、廣播室、電纜間及控制中心等重要場(chǎng)所；②站廳、站臺(tái)廳、售票室、儲(chǔ)藏室及管理用房；③地下折返線和停車線；④車輛段的檢修庫(kù)、列車庫(kù)、停車庫(kù)和可燃物庫(kù)房；⑤設(shè)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警的場(chǎng)所，應(yīng)在適當(dāng)部位增設(shè)手動(dòng)報(bào)警按鈕。此外，地下鐵道主排水泵站和排雨水泵站，在危險(xiǎn)水位應(yīng)設(shè)自動(dòng)報(bào)警裝置。（2）化學(xué)氣體滅火系統(tǒng)①地下變電所、通信信號(hào)機(jī)房、車站控制室等重要電器設(shè)備間，宜設(shè)氣體滅火裝置。②地下車站、地面及高架車站、車輛段、車場(chǎng)和指揮中心大樓等建筑物，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行《建筑物滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定配置滅火器。（3）火災(zāi)通風(fēng)及排煙①車站及區(qū)間隧道必須具備事故機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。事故排煙系統(tǒng)宜與正常排風(fēng)系統(tǒng)合用。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)確保將正常通風(fēng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為事故排煙系統(tǒng)。②每個(gè)防煙分區(qū)的面積不宜超過(guò)750m2，但防煙分區(qū)不得跨越防火分區(qū)。防煙分區(qū)可采用擋煙垂壁或充頂棚下突出不小于500m2的梁體實(shí)現(xiàn)。③車站站廳及站臺(tái)的排煙量，應(yīng)按1.0m3/m2·min計(jì)算，排煙設(shè)備應(yīng)按同時(shí)排除兩個(gè)防煙分區(qū)的煙量配置。區(qū)間隧道火災(zāi)的排煙量，按單洞區(qū)間隧道斷面的排煙流速不小于2m/s，不大于11m/s計(jì)算。排煙風(fēng)機(jī)及煙氣流經(jīng)的輔助設(shè)備，應(yīng)保證在150℃時(shí)能連續(xù)工作1小時(shí)。④變電所、通信信號(hào)房、車站控制室等重要電器設(shè)備間的氣體滅火廢氣，應(yīng)設(shè)獨(dú)立的排煙風(fēng)機(jī)，將有害氣體排到地面。擋排煙干管采用金屬管道時(shí)，風(fēng)速不大于20m/s；采用非金屬管道時(shí)，不應(yīng)大于15m/s。（4）事故供電及照明①變電所應(yīng)選無(wú)油型設(shè)備，供電電纜應(yīng)選阻燃型電纜，必要時(shí)，可采用耐火電纜或低煙低毒電纜。高壓低壓及交直流電纜應(yīng)分開敷設(shè)。②城市軌道交通的防災(zāi)設(shè)備，均按一級(jí)負(fù)荷供電，雙電源末端切換。并應(yīng)設(shè)事故照明及疏散指示照明，采用蓄電池作為備用電源，其容量應(yīng)滿足30分鐘照明供電的需要。各類供電設(shè)備設(shè)有可靠的超負(fù)荷、漏電、欠壓及過(guò)壓保護(hù)電路。③地下鐵道的供電系統(tǒng)及高架橋線路結(jié)構(gòu)距城市高低壓電網(wǎng)輸電線路及弱電線路的距離，應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)供電防火規(guī)范的規(guī)定。

2.4地鐵工程防水地鐵工程的車站利隧道大都處于地面標(biāo)高以下，—方面，受到地面洪澇災(zāi)害積水回灌危害，另一方面受到巖土介質(zhì)中地下水滲漏浸泡危害。地下水或地表水進(jìn)入地鐵車站和隧道內(nèi)?？梢允寡b修材料霉變，電氣線路、通訊、信號(hào)元件受潮浸水損壞失靈，造成工程事故。地下水積存。使地鐵內(nèi)部潮濕度增加，使進(jìn)入車站的乘客胸悶，不舒適。

1.防洪澇積水回灌夏季暴雨在街道沉積，如沒(méi)有足夠的排洪設(shè)備，地面水位高，當(dāng)?shù)孛嫠桓哂诘罔F車站入口標(biāo)高或風(fēng)亭、排煙、排水孔標(biāo)高時(shí)，就可能大量向車站回灌。必要時(shí)設(shè)臨時(shí)防水淹措施，在地鐵車站、區(qū)間隧道設(shè)置足夠的泵房設(shè)備，一旦進(jìn)水時(shí)能及時(shí)外排，防止水淹地鐵工程的設(shè)施。位于水域下的區(qū)間隧道兩端應(yīng)設(shè)電動(dòng)、手動(dòng)防淹門。2.地鐵工程防水材料地鐵工程的防水材料主要有以下四種：（1）防水卷材防水卷材主要用于防水、防腐層、建筑防潮、簡(jiǎn)易防水及臨時(shí)性建筑放水等，目前防水卷材主要為瀝青系防水卷材、高聚物改性系防水卷材、合成高分子防水卷材三大系列，若干規(guī)格。（2）防水涂料防水涂料主要用于構(gòu)筑物內(nèi)外墻防水、裝飾工程的防滲、堵漏。防水涂料一般按涂料的類型和成膜物質(zhì)的主要成分進(jìn)行分類，按涂料類型分為溶劑型、水乳型、反應(yīng)型三類。

（3）結(jié)構(gòu)自防水材料結(jié)構(gòu)自防水材料又統(tǒng)稱剛性防水材料，是指以水泥、砂石為原材料，摻入少量外加劑、高分子聚合物等材料，通過(guò)調(diào)整配合比抑止或減少孔隙率，改變孔隙特征，增加材料界面間密實(shí)性的方法，形成一種具有一定抗?jié)B能力的水泥砂漿、混凝土類防水材料，可達(dá)到增強(qiáng)混凝上結(jié)構(gòu)自身防水性能的目的。（4）嵌縫密封材料建筑工程用密封材料，主要用于填充構(gòu)筑物接縫、裂縫、鑲嵌部位等，能起到水密、氣密性作用。3.明挖與暗挖結(jié)構(gòu)的防水措施明挖地下結(jié)構(gòu)一般以矩形框架式結(jié)構(gòu)為主。防水處理的對(duì)象為底板、側(cè)墻和頂板；暗挖隧道結(jié)構(gòu)，一般采用復(fù)合襯砌，再初期支護(hù)與二次支護(hù)之間鋪設(shè)防水板。

4.盾構(gòu)隧道防水措施管片襯砌的盾構(gòu)隧道的防水主要有兩項(xiàng)內(nèi)容：①襯砌混凝土自防水；②襯砌接縫防水。自防水效果取決于混凝土的性能和鋼模的精度。

5.滲漏水的治理通常滲漏水的形式是多種多樣，為此，必須根據(jù)結(jié)構(gòu)特征和滲漏水的形式進(jìn)行相應(yīng)的治理。一般在治理以前需進(jìn)行以下調(diào)查工作：了解滲漏的狀況、水源及影響范圍，分析滲漏水的變化規(guī)律，探測(cè)滲漏水造成對(duì)結(jié)構(gòu)的損壞程度，在此基礎(chǔ)上提出治理方案。

滲漏水的治理方法有注漿、抹面、涂料、導(dǎo)水或排水等。根據(jù)注漿部位的不同，可以選用不同的材料。一般在結(jié)構(gòu)背后注漿，可以選用特種水泥摻膨脹土、粉煤灰等摻合料的水泥漿、水泥砂漿等。在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的縫隙里注漿，宜選用超細(xì)水泥、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等化學(xué)漿液。防水抹面材料宜選用摻各種外加劑、防水劑、聚合物乳液的水泥漿、水泥砂漿或特種水泥漿。防水涂料可選用水泥基滲透結(jié)晶型類、聚氨酯類、硅橡膠類、水泥基類、聚合物水泥類、改性環(huán)氧樹脂類、丙烯酯類、乙烯－醋酸乙烯共聚物類（EVA）等涂料。導(dǎo)排水材料可選用軟式透水管、塑料盲溝、塑料排水板等。變形縫和新、舊結(jié)構(gòu)接頭，應(yīng)先注漿堵水，再采用嵌填遇水膨脹止水條、密封材料或放置卸式止水帶。穿墻管和預(yù)埋件可先用快速堵漏材料止水后，再采用嵌填遇水膨脹密封材料、涂抹防水涂料、水泥砂漿等。施工縫可根據(jù)滲水情況采用注漿、嵌填密封防水材料及設(shè)置排水暗槽等方法處理，表面增設(shè)水泥砂漿、涂料防水層等。

2.5地下鐵道地震災(zāi)害防護(hù)

1.地下鐵道地震災(zāi)害及破壞形式地下鐵道的車站和隧道包圍在圍巖介質(zhì)中，地震發(fā)生時(shí)地下構(gòu)筑物隨圍巖一起運(yùn)功，與地面結(jié)構(gòu)不同，圍巖介質(zhì)的嵌固改變了地下構(gòu)筑物動(dòng)力特征(如自振頻率、附加質(zhì)量)。人們一般認(rèn)為地震對(duì)于地下結(jié)構(gòu)(明、暗挖隧道，車站等)影響很小。

1995年1月17日凌晨，在日本阪神地區(qū)兵庫(kù)縣南部發(fā)生7.2級(jí)(JMA單位)地震。在這次地震中，神戶市一部分地鐵隧道遭到不同程度的破壞，共有5個(gè)地鐵車站和約3㎞的地鐵隧道發(fā)生破壞，其中大開站最為嚴(yán)重，—半以上的中柱完全坍塌，導(dǎo)致頂板坍塌破壞和上覆土層的沉降，最大沉降量達(dá)2.5m之多。破壞主要發(fā)生于地震烈度7度區(qū)域內(nèi)。不過(guò)和地上構(gòu)筑物相比，地鐵隧道的破壞還是輕微的，特別是盾構(gòu)隧道的破壞非常輕，阪神地震的教訓(xùn)說(shuō)明：大規(guī)模地震發(fā)生時(shí)，明挖法隧道周圍的地基變形很大，導(dǎo)致上下樓板間的相對(duì)位移，給構(gòu)筑物帶來(lái)很大的影響。今后明挖法隧道設(shè)計(jì)，應(yīng)加強(qiáng)樓板與邊墻、中柱與板底的連接構(gòu)造，避免剪切、擠壓破壞。

在阪神地震中，地下鐵道車站和區(qū)間隧道的破壞形式為：中柱開裂、坍塌，頂板開裂、坍塌，以及側(cè)墻開裂等。而高架橋的破壞形式主要表現(xiàn)為支座錨固螺栓拔出剪斷、活動(dòng)支座脫離或者支座本身構(gòu)造上的破壞等。其原因主要是支座設(shè)計(jì)沒(méi)充分考慮地震的要求，構(gòu)造連接與支擋等結(jié)構(gòu)措施不足，某些支座形式和材料缺陷等因素。

2.抗震設(shè)計(jì)方法

20世紀(jì)70年代以來(lái)，人們把結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)分為兩大部分：即抗震計(jì)算設(shè)計(jì)和抗震概念設(shè)計(jì)?？拐鹩?jì)算設(shè)計(jì)是對(duì)地震作用效應(yīng)進(jìn)行定量的設(shè)計(jì)；抗震概念設(shè)計(jì)則包括正確的場(chǎng)地選擇，合理的結(jié)構(gòu)造型和布置，正確的構(gòu)造措施等。這種思想方法同樣適合于地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于地震活動(dòng)的復(fù)雜性和不確定性，隧道與地震波斜交軸向變形，材料特性的時(shí)變效應(yīng)，結(jié)構(gòu)阻尼隨變形而變化，圍巖介質(zhì)與結(jié)構(gòu)的共同作用等因素在結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中難以確切地考慮，使目前地下結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算仍處于低水平，遠(yuǎn)未達(dá)到科學(xué)的嚴(yán)密的程度。因此，目前要使地下結(jié)構(gòu)物具有盡可能好的抗震性能，首先應(yīng)從大的方面著手，做好抗震概念設(shè)計(jì)。3.抗震構(gòu)造措施地面及地下結(jié)構(gòu)的震害主要分為兩類，一類是由振動(dòng)破壞造成的，地震作用使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生慣性力，附加于靜荷載之上，最終導(dǎo)致總應(yīng)力超過(guò)材料強(qiáng)度而達(dá)到破壞狀態(tài)。大多數(shù)結(jié)構(gòu)的震害屬于這一類。減輕這一類震害的措施是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力．在改善結(jié)構(gòu)幾何形狀、強(qiáng)度、剛度、延展性和整體性上想辦法。另一類震害是由地基失效引起的。也就是說(shuō)結(jié)構(gòu)本身具有足夠的抗震能力，振動(dòng)作用下本來(lái)不致破壞，但是由于地基沉陷、失穩(wěn)等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)開裂，傾斜(傾倒)、下沉，或者使結(jié)構(gòu)損壞、結(jié)構(gòu)不能正常使用。為了減輕這類震害，有效的措施是通過(guò)各種方法加固地基(或避免采用容易失效的地基)，而不是盲目采取措施加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)。（l）地鐵選線及不良地質(zhì)區(qū)段的處理措施在進(jìn)行地鐵輕軌選線時(shí)，盡可能避開軟弱易液化的土層，避開不均勻土層(古河道、斷層破碎帶、暗浜溝谷及半填、半挖的地基)．避開地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地震斷裂帶上可能發(fā)生地層錯(cuò)位部位．無(wú)法避開上述不良地質(zhì)區(qū)段時(shí)，采用地基處理的措施，防止車站和隧道局部突沉及液化沉陷。①在車站、高架橋、隧道下將樁基深入液化層深度以下穩(wěn)定上層一定深度。對(duì)碎石土，礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于500mm，對(duì)共他非巖石土不宜小于1.5m。②增加或減少結(jié)構(gòu)埋深，使結(jié)構(gòu)底扳埋入液化深度以下穩(wěn)定土層深度不應(yīng)小于500mm。③采用加密法(如振沖、振動(dòng)加密、砂樁擠密、強(qiáng)夯等)和注漿法加固土層，應(yīng)處理至液化深度的下界，且處理后土層標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實(shí)測(cè)值，應(yīng)不大于相應(yīng)的臨界值。④適當(dāng)設(shè)置伸縮縫