《城市地下空間建設(shè)新技術(shù)》第章二

城市地下空間建設(shè)新技術(shù)

2014年11月19-22日合肥全國注冊(cè)土木工程師（巖土）繼續(xù)教育必修教材

第13章城市地下空間防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)13.1概述13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)13.3隧道火災(zāi)動(dòng)態(tài)火災(zāi)預(yù)警救援技術(shù)13.4小結(jié)提綱隧道及地下空間安全問題的特點(diǎn)：

隧道及地下空間環(huán)境較封閉，難及時(shí)有效的處置疏散救援困難，容易致群死群傷災(zāi)后修復(fù)困難安全&防災(zāi)國內(nèi)外地下空間火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害事故......地下空間開發(fā)呈現(xiàn)規(guī)?；?、網(wǎng)絡(luò)化、深層化的趨勢(shì)13.1概述2005年上海市地鐵某標(biāo)段盾構(gòu)隧道進(jìn)行旁通道冷凍法施工前的準(zhǔn)備工作時(shí)，由于電焊工不慎，引燃水箱內(nèi)冷卻塔中的塑料散熱片，引起火災(zāi)?；馂?zāi)持續(xù)了約10min。火源起向下風(fēng)側(cè)約260m，向上風(fēng)側(cè)約170m隧道襯砌管片表面被熏黑。造成約15m范圍內(nèi)混凝土管片受到輕度到中度損傷，損傷層厚度最大達(dá)25mm13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)1968年，德國漢堡莫爾費(fèi)雷特（MoorfleetTunnel）公路隧道火災(zāi)中，隧道拱部和邊墻混凝土發(fā)生了嚴(yán)重的爆裂13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)1984年，英國薩米特（SummitTunnel）鐵路隧道火災(zāi)中，隧道內(nèi)最高溫度達(dá)到1500℃，1900m范圍的隧道襯砌受到了火災(zāi)損壞，其中嚴(yán)重破壞的范圍為395m13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)1996年，英法海峽隧道（EuroTunnel）火災(zāi)中，600m～700m長一段襯砌受到不同程度的損傷，其中最嚴(yán)重的50m范圍內(nèi)原本厚45cm的襯砌管片混凝土剝落深度達(dá)30～40cm13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)1999年，勃郎峰公路隧道火災(zāi)中，最高溫度達(dá)到1000℃,大火持續(xù)了55h，隧道結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重?fù)p壞，拱頂局部沙化13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)2000年，瑞士圣哥達(dá)公路隧道火災(zāi)中，隧道內(nèi)溫度達(dá)到了1000℃，出事地段隧道頂部塌陷，隧道內(nèi)部分路段被燒毀13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)2001年，美國霍華德城市隧道火災(zāi)中，隧道結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，火災(zāi)造成橫貫隧道頂部直徑1m的鑄鐵水管破裂13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)火災(zāi)對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的損傷爆裂耐久性降低力學(xué)性能劣化內(nèi)力變化及承載力降低大變形13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)影響人員疏散和滅火救援工作的開展影響上部建筑以及臨近構(gòu)筑物正常使用功能的發(fā)揮降低地下結(jié)構(gòu)的安全性，威脅隧道及地下空間日后的安全運(yùn)營特別是處于高水壓、軟弱地層等情況下的盾構(gòu)隧道、沉管隧道，可能導(dǎo)致密封及防水失效結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重新組織交通需要花費(fèi)大量的人力和物力13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)地層-結(jié)構(gòu)體系熱力耦合問題熱-力耦合問題火災(zāi)高溫?zé)嶂聭?yīng)力結(jié)構(gòu)材料高溫性能劣化不連續(xù)體系超靜定體系結(jié)構(gòu)-地層相互作用13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)混凝土高溫后物理力學(xué)性能試驗(yàn)混凝土管片火災(zāi)高溫時(shí)（高溫后）力學(xué)行為管片接頭火災(zāi)高溫時(shí)（高溫后）力學(xué)行為襯砌環(huán)火災(zāi)高溫時(shí)（高溫后）力學(xué)行為材料層次→構(gòu)件層次→結(jié)構(gòu)體系層次→結(jié)構(gòu)、地層耦合13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)混凝土強(qiáng)度：C50抗?jié)B等級(jí)：P10塌落度：50±10cm配合比/kg/m342.5水泥水中砂碎石Ⅱ級(jí)低鈣灰高效減水劑（早強(qiáng)型）NDZ-10004411606381135885.29主筋1Ф10（HRB335，熱軋帶肋鋼筋）箍筋1Ф6.5（HPB235，熱軋盤條鋼筋）鋼纖維2冷拔鋼絲型鋼纖維，直徑0.9mm，長徑比L/d=55，摻量60kg/m3（1）襯砌管片、接頭及襯砌環(huán)1：3火災(zāi)高溫試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)研究研究內(nèi)容：火災(zāi)對(duì)襯砌管片的損傷機(jī)理、襯砌管片高溫性能、襯砌管片接頭高溫性能火災(zāi)場(chǎng)景：溫度－時(shí)間曲線選用HC曲線混凝土管片、接頭火災(zāi)試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)研究內(nèi)容：襯砌環(huán)火災(zāi)高溫時(shí)（高溫后）的力學(xué)性能、承載能力、破壞模式、破壞機(jī)理火災(zāi)場(chǎng)景：溫度－時(shí)間曲線選用HC曲線混凝土襯砌環(huán)火災(zāi)試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)襯砌環(huán)鋼筋混凝土及鋼纖維管片

襯砌管片及襯砌環(huán)火災(zāi)試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)火災(zāi)扯高溫蛾時(shí)襯記砌管炕片內(nèi)懇溫度掘場(chǎng)的襯傳播來分布村規(guī)律13搶.2地下結(jié)構(gòu)共防火釘安全輪技術(shù)初始擴(kuò)荷載描狀態(tài)助對(duì)管紛片火開災(zāi)高派溫力駁學(xué)性好能的批影響13雜.2地下結(jié)構(gòu)繭防火筋安全為技術(shù)火災(zāi)創(chuàng)高溫網(wǎng)導(dǎo)致旦的襯光砌環(huán)邁內(nèi)力畏重分啄布13該.2地下結(jié)構(gòu)險(xiǎn)防火猾安全柜技術(shù)接頭位置犁對(duì)襯規(guī)砌環(huán)火立災(zāi)高竊溫破她壞模式榆的影壞響13題.2地下結(jié)構(gòu)待防火杠安全楊技術(shù)軌道筑交通9號(hào)線宇桂林撲路站—宜山栗路站個(gè)區(qū)間染隧道激工程外徑窄：6.千2迷m，襯祖砌厚軌：35障0架mm，環(huán)斃寬：1.普2刊m環(huán)間原連接蛛：17根M3牙0縱向詢螺栓婦；塊肆間連景接：2根M3叼0環(huán)向才螺栓管片混凝溉土等傾級(jí)：C5偉5，抗根滲等池級(jí)：1.圣0您Mp芬a（2）地糊鐵盾閥構(gòu)隧伶道管姑片足尺火模災(zāi)試帳驗(yàn)研膀究13器.2地下結(jié)構(gòu)糞防火刻安全隨技術(shù)13疑.2地下結(jié)構(gòu)磚防火抖安全鑒技術(shù)管片府混凝洋土高季溫爆諸裂5-渡20位mi贏n17差5-伯50虎0?C26庫-5套1m挺m13槐.1倉-5磚5.足7%13索.2地下結(jié)構(gòu)水防火段安全味技術(shù)管片載混凝奏土高此溫爆遠(yuǎn)裂13晝.2地下結(jié)構(gòu)范防火宗安全爺技術(shù)管片畏混凝縮慧土高贊溫爆照裂13陸.2地下結(jié)構(gòu)化防火抵安全涼技術(shù)管片魚縱向錄接頭讓變形接頭誤張角燃變化13堂.2地下結(jié)構(gòu)格防火詞安全族技術(shù)管片策縱向橡接頭耍螺栓筐、止馳水帶保溫度斤變化接頭報(bào)螺栓13屢.2地下結(jié)構(gòu)賺防火梁安全迎技術(shù)管片櫻縱向誓接頭扯螺栓追、止鼠水帶耀溫度啦變化接頭灶止水棉帶13油.2地下結(jié)構(gòu)列防火寨安全縮慧技術(shù)管片汗接頭豬手孔淹、嵌真縫封話堵方善法及舒性能償評(píng)估13伍.2地下結(jié)構(gòu)漲防火局安全墳技術(shù)管片奸接頭格手孔糖、嵌脹縫封壘堵方蠢法及母性能傭評(píng)估封堵輩可降籠低火果災(zāi)高威溫時(shí)洞螺栓巷及止架水帶昌溫度擱，抑候制火庸災(zāi)高覺溫對(duì)什接頭裙性能患的影糕響13畢.2地下結(jié)構(gòu)術(shù)防火謎安全撓技術(shù)火災(zāi)條件因下盾蜜構(gòu)隧武道的等荷載凝由兩償部分膊組成吊：襯麻砌結(jié)端構(gòu)自湊身的招溫度納應(yīng)力奴和外受層土訴中水當(dāng)汽化半而產(chǎn)根生的磚汽壓質(zhì)力以困及土鬼體膨回脹產(chǎn)珠生的乓膨脹密力（3）結(jié)禿構(gòu)-地層沃耦合壘體系府火災(zāi)試驗(yàn)欣研究（1）13重.2地下結(jié)構(gòu)唇防火膽安全日技術(shù)（3）結(jié)皂構(gòu)-地層士耦合它體系屆火災(zāi)試驗(yàn)研究（2）13季.2地下結(jié)構(gòu)鵝防火姥安全星技術(shù)火災(zāi)吉條件烤下，接由于揉地層急中水膚分汽黨化而儉產(chǎn)生煮的蒸騎汽壓少力，腰將對(duì)架地下綿結(jié)構(gòu)反產(chǎn)生嗎額外憑的壓料力（3）結(jié)彎構(gòu)-地層柿耦合返體系甜火災(zāi)試驗(yàn)武研究（3）13矩.2地下結(jié)構(gòu)貧防火夫安全伙技術(shù)火災(zāi)卸高溫劑下地蜜下周壁圍地輩層土燃體力煙學(xué)行客為（3）結(jié)寶構(gòu)-地層若耦合廣體系置火災(zāi)試驗(yàn)他研究（4）13意.2地下結(jié)構(gòu)藏防火籠安全抗技術(shù)火災(zāi)該高溫就下大棋直徑期裝配典式襯貍砌結(jié)檢構(gòu)體燦系漸刮進(jìn)性災(zāi)破壞奸的機(jī)培理：1）火錢災(zāi)高六溫作快用過終程中騙，溫涉度在永襯砌遙結(jié)構(gòu)壺內(nèi)呈平現(xiàn)漸打進(jìn)性訂擴(kuò)散東增加浴的過索程，屢使得竭襯砌傾結(jié)構(gòu)紫體系邀的混解凝土妄、鋼咐筋、冰接頭灰連接喊螺栓莖等力與學(xué)性湊能也詠在時(shí)猴間上聾呈現(xiàn)舒出出接漸進(jìn)史性劣色化的招過程劈燕，逐鞋漸從受初始梅值向翼失效眠狀態(tài)如過渡標(biāo)；2）由根于火鐮災(zāi)時(shí)否襯砌唯內(nèi)溫犧度場(chǎng)腫分布褲的不活均勻飽性不秀僅表悼現(xiàn)為究沿襯晚砌結(jié)洗構(gòu)厚策度上撥的不棕均勻忌，同糟時(shí)也摔表現(xiàn)膀?yàn)橐r紗砌結(jié)宏構(gòu)體搜系不頃同部萌位溫節(jié)度分婦布的違不均膠勻，衣使得孫襯砌補(bǔ)結(jié)構(gòu)紅體系氣的破泥壞表排現(xiàn)出碎空間拖上的亡漸進(jìn)筐性演撐變過奧程；3）火攪災(zāi)高所溫作黑用過血程中辨，襯肺砌結(jié)挨構(gòu)體此系各第位置辛初始裂受力闊狀態(tài)愧不同硬，襯召砌結(jié)誘構(gòu)體門系各粘位置貫達(dá)到查破壞胃狀態(tài)施的時(shí)珠間也康不一檢致。姐襯砌宗結(jié)構(gòu)真體系辛表現(xiàn)敲為從呢最先艱破壞洪的薄貝弱環(huán)蛛節(jié)開姐始，僻隨著背內(nèi)力罷重分察布和幣轉(zhuǎn)移熔，破隨壞狀悄態(tài)逐潮漸蔓蛾延，往在空梨間上沒襯砌回結(jié)構(gòu)喬體系鑼呈現(xiàn)艦出漸辭進(jìn)性圣破壞針的現(xiàn)篩象；4）由瘋于襯委砌結(jié)要構(gòu)體裂系的企變形優(yōu)的延辰遲，趴在火嘴災(zāi)高菊溫作艷用過眾程中湊，由展于荷亦載的奔變化隊(duì)及內(nèi)晨力重夏分布非，襯既砌結(jié)匙構(gòu)體奇系的肯變形摩、內(nèi)詞力狀鳳態(tài)都僚處在基逐漸泛調(diào)整逆、演蛾化的示過程容；5）襯江砌結(jié)過構(gòu)體哥系與全周圍南地層帆之間福的相優(yōu)互作葵用及酬漸進(jìn)權(quán)性調(diào)景整與龍演化山。13演.2地下結(jié)構(gòu)句防火河安全童技術(shù)（4）魯管片灣火災(zāi)哲高溫香力學(xué)副特性撈計(jì)算狗理論印與模染型任意浮邊界存條件灘下管吹片火喜災(zāi)高袖溫力著學(xué)行些為的拴描述鋸及內(nèi)雜力、采位移硬計(jì)算13兄.2地下結(jié)構(gòu)政防火肚安全刷技術(shù)（5）被管片攔接頭盜火災(zāi)肺高溫博力學(xué)靜特性飽計(jì)算始理論徒與模擇型4013擠.2地下結(jié)構(gòu)榮防火謹(jǐn)安全瓜技術(shù)基本辣參數(shù)材料規(guī)參數(shù)周圍醒地質(zhì)茅環(huán)境火災(zāi)盛基本雪參數(shù)結(jié)構(gòu)娘耐火童措施烤及救寧災(zāi)措朗施（5）地下恭結(jié)構(gòu)債火災(zāi)尿安全冤性評(píng)受估方遲法13帖.2地下結(jié)構(gòu)撿防火及安全筐技術(shù)模糊瞞綜合膏評(píng)判物法安全志等級(jí)永標(biāo)準(zhǔn)13浪.2地下結(jié)構(gòu)績防火賞安全暢技術(shù)抗爆種裂復(fù)貴合盾聾構(gòu)隧坦道管片可抑益制爆暫裂，垃不會(huì)搜明顯圈降低怎高溫旨后襯斯砌結(jié)史構(gòu)的生抗?jié)B唉耐久狠性。無需猜增厚澡襯砌濕，無徒需增股加隧闊道開疊挖斷蹲面。拼裝釀與普姜通管渣片一鉛樣，補(bǔ)無需慌增加桃額外仔施工爽時(shí)間拜?？梢匀詽M足躲工程躬全壽鄭命的雨要求休，提卡供了熱從施何工到短運(yùn)營柏全程干的抗己爆裂瓜能力翼。與通撤體摻稼加聚萌丙烯典纖維直相比侄，由禿于只腸在PC層內(nèi)倚使用灶聚丙冰烯纖釀維，尼因此耐用量帳較少慨，造僅價(jià)上羅不會(huì)批增加莖太多仍。（6）地下張結(jié)構(gòu)武防火分保護(hù)首技術(shù)13念.2地下結(jié)構(gòu)客防火植安全捷技術(shù)空間絲式比較窗封閉傭，自尺然排步煙困鮮難，洗火災(zāi)欣發(fā)生推后升悄溫速醉度快滾，易開爆發(fā)隊(duì)成災(zāi)對(duì)外泡出口鞏少，暢導(dǎo)致凡疏散泄救援魔工作裝非常困難1.地下空間質(zhì)火災(zāi)盆安全面問題頭的特陪點(diǎn)撲救影非常礎(chǔ)困難拼，因蠅為消凝防人倒員進(jìn)春攻路因線缺朗乏，烈很難案接近棒火源撲救13星.3隧道塞火災(zāi)日動(dòng)態(tài)稼火災(zāi)訓(xùn)預(yù)警押救援網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)有匙的防娛火疏體散救怪援措霧施有漁：設(shè)沉置了監(jiān)控褲系統(tǒng)厘、固婦定消指防系艷統(tǒng)、擦疏散累通道犯以及幕其他訴的結(jié)脹構(gòu)防耕火措地施，同菊時(shí)還稼制定妻了火膀?yàn)?zāi)疏散遙預(yù)案。存在灰的不坦足之元處和哄問題理：所能逮夠得年到的火情摔信息央比較南有限，只碎能知灣道火筒災(zāi)探電測(cè)器陰所在副點(diǎn)處榴的溫昏度，鴿而對(duì)電于地紀(jì)下空雀間內(nèi)贈(zèng)的整餅體溫倚度分遼布情昏況了擇解不源足；對(duì)于孤煙霧累擴(kuò)散命的監(jiān)思控和羞預(yù)測(cè)具能力架不足脫；閉路捎電視弟系統(tǒng)截的攝像魯頭容盼易被鑼煙霧辮遮擋而失拘去其捉作用備；各系孤統(tǒng)之點(diǎn)間的女聯(lián)系陡配合漲不夠辜緊密與，無拉法充尊分發(fā)說揮各制系統(tǒng)的設(shè)施料的功權(quán)能效胸果；現(xiàn)有盞的火清災(zāi)疏散影預(yù)案陽多為渠固定他性的侍、文高字性唱的預(yù)患案，而久火災(zāi)尤現(xiàn)場(chǎng)倒的實(shí)艷際火刊情是枯實(shí)時(shí)批發(fā)展蒸變化濱的，判這就烈使得腥一成傘不變闖的固拌定的繪預(yù)案砍無法尚滿足打?qū)嶋H監(jiān)的需庭求。13梳.3隧道慣火災(zāi)梳動(dòng)態(tài)礎(chǔ)火災(zāi)爆預(yù)警衫救援事技術(shù)13蔬.3隧道早火災(zāi)蘋動(dòng)態(tài)膨火災(zāi)餅預(yù)警壩救援哨技術(shù)火災(zāi)說的誤明報(bào)、裝漏報(bào)火災(zāi)室現(xiàn)場(chǎng)病實(shí)時(shí)深信息附的獲怖取疏散妙救援鴿預(yù)案夢(mèng)及防啦災(zāi)管德理體譯系不薄能適昨應(yīng)火戰(zhàn)災(zāi)現(xiàn)須場(chǎng)的強(qiáng)復(fù)雜情況數(shù)字素化應(yīng)急莫疏散趕救援沖體系竟（災(zāi)哨害監(jiān)幅測(cè)報(bào)皆警新摩技術(shù)鳴、疏裁散救妨援新藝技術(shù)失、數(shù)畝字化醋應(yīng)急芳救援鹽預(yù)案物等）火災(zāi)劃預(yù)警疏散13黑.3隧道敘火災(zāi)徒動(dòng)態(tài)念火災(zāi)爽預(yù)警棗救援勉技術(shù)2.總體思路結(jié)合禁火災(zāi)秒探測(cè)亞器收袖集到赤的數(shù)辨據(jù)實(shí)旋時(shí)重勤構(gòu)地辱下空香間內(nèi)聰火災(zāi)號(hào)情況謎下的刊三維知溫度昆、煙脊氣場(chǎng)建立于火源毫溫升獨(dú)曲線疾與火迷災(zāi)類挺型、代火源跌熱釋災(zāi)放速冊(cè)率等尊重要純火情煙信息茫間的附關(guān)系根據(jù)白火勢(shì)默的實(shí)賺際發(fā)彼展情揉況來盟選擇蛋并實(shí)校時(shí)調(diào)片整疏厚散方鼠案，劫從而船達(dá)到徒人員陸疏散莊的最衣合理浪化火情怖信息獲取三維盯溫度煙氣吵場(chǎng)重握構(gòu)數(shù)字高化疏散賤預(yù)案13畏.3隧道路火災(zāi)茫動(dòng)態(tài)未火災(zāi)逃預(yù)警鳥救援裂技術(shù)隧道閑火災(zāi)逝動(dòng)態(tài)倍預(yù)警占疏散殘救援公系統(tǒng)睬組成手及功榴能圖大斷瓜面隧醒道足喉尺火呆災(zāi)試蔑驗(yàn)研辰究13坐.3隧道騎火災(zāi)本動(dòng)態(tài)朝火災(zāi)未預(yù)警孕救援煌技術(shù)3.試驗(yàn)癥驗(yàn)證高海哈拔寒遞區(qū)特析長隧泳道現(xiàn)法場(chǎng)火扔災(zāi)試惜驗(yàn)研鴨究13孫.3隧道返火災(zāi)恭動(dòng)態(tài)討火災(zāi)拳預(yù)警返救援辟技術(shù)3.試驗(yàn)?zāi)向?yàn)證4.本技腦術(shù)的雖優(yōu)點(diǎn)13鼓.3隧道稈火災(zāi)喉動(dòng)態(tài)園火災(zāi)樹預(yù)警猛救援介技術(shù)能提鴨供火詠災(zāi)時(shí)大量柔的關(guān)既鍵信造息，包全括火偽源點(diǎn)丘位置耐，火歐災(zāi)大掀小和閉類型毅，溫階度場(chǎng)摘，煙輔氣擴(kuò)揚(yáng)散范療圍和玩移動(dòng)眉速度性，從汗而更牢好地奮指導(dǎo)睡救援顫疏散局工作舉。實(shí)時(shí)賴性：根熔據(jù)火匠災(zāi)探搬測(cè)器鴨測(cè)得惕的信噴息實(shí)新時(shí)地孕重構(gòu)貞地下公空間享內(nèi)的大三維揚(yáng)溫度銀煙氣畫場(chǎng)，位從而臟實(shí)時(shí)目地調(diào)賽整所當(dāng)執(zhí)行瓶的應(yīng)橋急疏盈散救珠援預(yù)盒案。合理刮性：根吃據(jù)地桃下空侍間內(nèi)怨實(shí)際寒的火僑勢(shì)發(fā)泄展情河況來糖選擇紹相應(yīng)序的疏犯散救輕援預(yù)腎案，哀從而柏能夠支保證蕩預(yù)案聾實(shí)施訴的有檢效性度?；馂?zāi)斧預(yù)警身系統(tǒng)唱運(yùn)行攀狀態(tài)市實(shí)時(shí)姥監(jiān)測(cè)仿與評(píng)施估獨(dú)立蔽光纖趁光柵忍感溫搬火災(zāi)蕩探測(cè)途系統(tǒng)13脆.3隧道是火災(zāi)綠動(dòng)態(tài)殃火災(zāi)竿預(yù)警爐救援邪技術(shù)5.工程麗應(yīng)用13蛋.3隧道吩火災(zāi)賤動(dòng)態(tài)造火災(zāi)碎預(yù)警心救援棵技術(shù)5.工程劫應(yīng)用獨(dú)立嘆光纖毛光柵納火災(zāi)銷探