严寒地区山岭隧道消火栓系统的设计与研究

研究目的:研究适应于寒冷地区山岭隧道消火栓系统的设计方法,解决消火栓系统的选取及消防管道防冻等设计难题。研究方法:结合有关规范要求,并以内蒙某地区山岭隧道为工程实例,对电伴热保温、放水保温、干式消火栓系统等3种设计方案进行技术和经济分析、论证。研究结果:提出了电伴热保温、放水保温、干式消火栓系统等3种设计方案的系统构成,主要技术参数和设计计算方法。研究结论:电伴热保温、放水保温、干式消火栓系统等3种设计方案均可满足功能要求,电伴热保温方案的造价高;放水保温方案最经济适用;干式消火栓系统方案须得到消防部门的认可,可根据工程环境需要进行选择。     

天津地铁2、3号线消防系统

天津地铁2、3号线地下隧道、高架站、地面站将采用干式消火栓系统，该系统平时管道内无水，不会有冻结、滴漏水，管道不需要保温，尤其适用于北方地区的地铁消防系统中。当发生火灾时，车站或控制中心的火灾报警系统接到报警信号，开启电动快速阀，车站消防泵组管网的水会迅速向对应车站或区间的管道输入，管道内空气通过快速排气阀迅速排出，管道在短时间内由干式转变为湿式系统，从消火栓口接出水龙带和水枪达到灭火目的。     

地铁消火栓给水系统分区方案

阐述地铁工程消火栓给水系统的特点,从市政水源条件、车站土建规模、运营模式、防迷流措施、系统控制、技术经济等方面,对城市地铁工程消火栓给水系统两种消防供水分区方案加以分析研究,结合《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB 50974—2014)(简称"水消规")中消防泵自动启泵方式对消防供水分区方案的影响、建设及运营经验,研究确定更优化的"一站+一区间"给水分区方案,以减少区间消防水管过轨,降低火灾报警系统FAS控制模式的复杂性,满足"水消规"启泵方式对消火栓给水系统的要求。将各种外界因素对地铁工程建设和运营安全的影响尽可能地降低,为保证区间供水安全提出合理化建议,提出在增加压力开关启泵方式的情况下,保留传统的消火栓按钮,通过FAS启泵方式,选用直径较大的9喷嘴水枪,实现系统初期的火灾最小消防流量大于系统正常泄漏量,增加一套增压稳压设备控制进水压力,实现管网泄漏补水和系统的自动启动,提高消防供水的安全性和可靠性。     

《消防给水及消火栓系统技术规范》在地下车站适用性研究

对《消防给水及消火栓系统技术规范》及《地铁设计规范》中地下车站室外消防给水系统设计、室外消火栓及消防泵房设置等相关条款进行对比，分析地铁工程室外消防给水系统消防用水量取值标准、室外消火栓设置位置及数量、消防泵房设置位置等方面按《消防给水及消火栓系统技术规范》的要求进行设计在工程实施上存在的难度。列举国内各地轨道交通单水源条件下室外消火栓给水系统在室外消防水池、消防泵组及市政消火栓设置方面采取的多种组合设计方案，同时以中南某城市轨道交通为例，对不同的设计方案进行技术经济比较分析。通过对轨道交通消防给水系统既有设计方案的总结分析，提出轨道交通消火栓系统设计应根据地铁工程特点，结合消防实际救援，采取最优设计方案。     

大直径公轨两用越江隧道消防设计技术创新

武汉三阳路长江隧道是世界上首座城市道路与地铁合建的盾构隧道,隧道的消防设计是保证工程运营安全的重点和难点。针对公轨两用越江隧道的工程特点,消防设计采用了消火栓系统、泡沫-水喷雾灭火系统、灭火器系统联用的方式,并配备自动灭火系统和气体灭火系统。对消防系统的设计原则、系统布置、关键技术参数、设备选型以及技术创新等进行重点阐述。     

《火灾自动报警系统设计规范》2013版在地铁设计中的适用性研究

《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)的实施对地铁火灾自动报警系统(FAS)设计影响比较大,结合地铁设计情况,对GB 50116—2013新规范引起的地铁FAS系统的保护对象等级、列车火灾信息上传方式、消防控制室、消火栓按钮启泵、电梯联动、防火门联动、可燃气体报警接入方式、区间隧道保护方式等方面的变化进行分析,为地铁项目的 FAS设计提供借鉴。新规范对地铁的保护更加全面可靠,同时也增加了地铁FAS造价,地铁FAS应综合考虑地铁的维修维护、造价、实用性和有效性综合考虑设置方案。     

广深港客运专线珠江狮子洋隧道有关设计问题的研究

研究目的：广深港客运专线珠江狮子洋隧道是我国迄今为止修建的第一座穿越大江、大河、技术标准最高的双线铁路隧道，但与之配套的给排水及消防系统设计到目前为止尚无专门的设计规范和标准，在参照现行相关设计规范、标准和国外类似工程设计理念的基础上，通过对越江铁路隧道给排水及消防系统有关设计问题的研究与探讨，确定主要设计参数，选择合理的设计方案，为今后类似工程提供借鉴。 研究结论：通过对广深港客运专线珠江狮子洋隧道有关设计问题的研究与探讨，越江铁路隧道的给排水及消防系统的设计，应综合各方因素考虑，按同时设置3个消防子系统设计（消火栓系统、水喷雾系统和灭火器系统），对非油类引起的火灾灭火推荐采用具有高效、节水、环保的水喷雾灭火系统，不推荐采用水喷淋灭火系统。隧道给水满足各用水系统对水量、水质、水压及用水安全的要求。隧道内排水设废水、雨水2个排水系统；在隧道的最低处设置废水泵房以排除消防废水、冲洗废水、结构渗漏水等；废水和雨水均排入附近水体。     

北方高速铁路站台消防管道冻害成因分析及防护方案

研究目的:近年来,北方冬季频繁出现异常的寒流,使高速铁路站台管廊消防保温干管时有冻裂、漏水,影响消防设施不能使用。通过调研发现,主要是管廊中消防保温干管上只设有消火栓,没有其它用水户;干管两端分别接客车上水主干管,与客车上水管形成并联管网。在无客车上水时,消防保温干管两端水压基本处于平衡,管内流速很低、基本没有热交换。针对存在的问题,探讨了湿式管道冻害防护与干式管道消防系统的方案,为高速铁路车站消防设计提供借鉴。研究结论:北方车站消防管道设计,有条件时应设置在岩土中冰冻线下。否则,应有防护方案;设计可依据当地具体情况,因地制宜地选择湿式管道冻害防护或干式管道消防系统的方案。     

地铁区间隧道消防应急照明与疏散指示系统设计研究

由于地铁区间隧道较长、空间狭小和出入口少,因此一旦发生火灾事故,乘客紧急疏散将非常困难。为了提高地铁区间隧道消防疏散的合理性、有效性和快速性,首先,简单介绍了地铁区间隧道消防应急照明和疏散指示系统的系统设计流程,其次,根据不同区间长度提出两种合理、可靠的系统设置方案,最后,依据规范详细分析了系统选择、系统灯具、系统配电、应急照明集中电源和配电箱、系统控制。同时,推导出相关合理合规的具体数据,并总结了其设计经验,以期为类似项目的设计提供参考。     

《消防给水及消火栓系统规范》(GB50974—2014)在地铁工程消火栓系统设计中的应用探究

2014年发布的《消防给水及消火栓系统技术规范》(GB50974—2014)相较于以往规范,针对地铁车站的消火栓系统提出增加室外消防水量、明确临时高压消防给水系统的稳压装置参数及消火栓按钮不宜作为直接启动消防水泵的开关的描述。通过对新增要求的理解,以实践设计经验对地铁消火栓系统设计方案进行研究分析,结论:地铁工程室外消防水量在双路市政水源的情况下可利用由市政水源接出的室外消火栓满足水量要求,否则需设置消防水池;临时高压系统的稳压装置流量取值宜为1~2 L/s,静水压力大于0.15 MPa且高于设定压力值0.07~0.10 MPa,储水容积宜为150~300 L;消防泵启泵按钮应保留。     

南京地铁过江隧道通风系统方案研究

研究目的:随着国内地铁线路的增多,有时难免需要穿越大江、大河;同时随着隧道数量的增多,在隧道中发生的火灾也越来越频繁,危害性也越来越严重,隧道通风排烟系统成为日益重要的研究课题。研究结论:本文针对地铁的长大过江区间隧道,从通风系统形式、气流组织等方面详细研究了长大区间隧道的通风、排烟系统设计方案,对于同时存在多列车同向运行的长大区间隧道,当区间隧道采用大洞方案时,设置顶部风道、风口来组织隧道内的通风排烟;当区间隧道采用小洞方案时,在区间隧道上设置中间风井,利用中间风井进行通风排烟。     

地铁隧道下卧土体动力特性模型试验研究

研究目的:地铁车辆动荷载的长期作用会使隧道产生不同程度的沉降,对其运营稳定性产生不利的影响,对于饱和软土地层条件,隧道的沉降更为明显。开展动荷载作用下地铁隧道下卧土体的动力稳定性研究,有助于正确认识地铁运营荷载对周围土体的影响,并为隧道周围土体的加固提供依据。研究结论:通过分析盾构隧道的运营受力特征,设计了物理模拟试验系统,对地铁盾构隧道下卧粉质黏土的动力特性进行了研究,分析了不同荷载幅值、不同频率条件下隧道下卧粉质黏土的动力响应特性,并对动荷载作用下隧道的沉降特征进行了分析。试验结果表明,盾构隧道下卧粉质黏土在动荷载的作用下,土体的动力响应随距离的增加而衰减,且距离隧道越近衰减趋势越明显。动荷载峰值越大,隧道沉降越大;荷载峰值相同、振动次数一定时,荷载振动频率越低,隧道的竖向沉降越大。     

电伴热系统在浩吉铁路隧道冻结防治中的应用

隧道穿越寒冷、严寒地区,在含水环境下易发生冻结现象,严重威胁行车安全。随着我国寒区隧道的大规模建设,寒区隧道冻结防控大多采用“防、排、保温结合”的方式,保温排水系统设计包含侧沟式或中心埋置式保温水沟、中心深埋水沟、防寒泄水洞等方式。以浩吉铁路寒区隧道为例,在前期既有聚氨酯保温侧沟措施下,结合现场出现的侧沟冻结、仰拱填充层积水积冰等问题,采用在侧沟、填充层中央排水槽设置电伴热系统加热,在洞外排水暗管内设置加热电缆等保温措施,解决积冰冻害问题,确保列车运营安全。     

地铁列车阻塞工况下温度场分析

城市人口的激增使得交通压力倍增,地铁成为大型都市必备的交通运输工具,地铁运行过程中的异常工况也日益被人们关注.本文和用CFD技术,建立模拟地铁隧道区间发生阻塞工况时空调列车周边热环境(照明、辅助设备、人员散热等)的物理模型,对圆形、矩形及马蹄形3种不同截面形状的隧道阻塞工况进行数值求解.结果表明:通风使得隧道内的温度明...     

地铁区间隧道温度的预测模型研究

夏季过高的隧道温度会导致列车空调高压保护停机,因此地铁隧道的最高温度是关乎列车运行安全的重要因素。采用模拟方法,着重研究与隧道内部发热量相关的3个因素:乘客人数、车厢质量和列车制动回收系数;以及与土壤导热相关的2个因素:土壤导热系数和热容。通过多组正交实验,建立了基于以上5个因素的响应面曲线模型。此模型可提供对隧道最热月日最高温度均值的快速预测方法,从而在研究或设计中避免复杂费时的模拟工作。     

运营轨道交通隧道管养智能决策专家系统研发

轨道交通隧道在运营期的安全与稳定离不开日常的管理养护工作。为了提高管养工作的科学性与高效性,采用Jess人工智能专家系统开发语言针对管养知识建立产生式规则库,在Jess管养专家系统的规则库中,每条规则的前件即是各种病害措施所对应的病害描述,在依据相关轨道交通管养规范并同时考虑管养专家经验后,形成病害描述参数,并依此编写规则库与相关程序,建立与之相匹配的工作存储器与推理机,开发Jess与Java语言的调用与数据交互接口,实现Jess与软件平台的集成,最终形成具有管养智能决策以及管养经验知识扩充两项子功能的运营轨道交通隧道管养决策专家系统功能模块,为运营轨道交通隧道管养工作提供支撑。     

地铁出入段线防排烟系统 设计方案优化研究

对于地铁出入段线防排烟系统设计方案,常采用在靠近洞口处设置射流风机辅助排烟的方式,这种方案 中射流风机的配电成本远高于射流风机本身成本。采用 FDS 数值模拟方法,研究郑州地铁 10 号线出入段线隧道 5 种防排烟系统设计方案的隧道风速和排烟效果,并对各方案进行经济性分析。研究结果表明：作为非载客区间 的出入段线,其排烟风速低于 2 m/s 时仍可满足有组织排烟的要求;取消洞口处射流风机,仅采用出入段线所接 车站的 4 台 60 m3 /s 事故风机,仍可较好地控制该出入段线隧道火灾烟气,防止火灾烟气威胁车站的运营安全, 不影响地铁列车司机的安全撤离;条件允许时可以在出入段线靠近车站侧设置一组射流风机,用于加强排烟效果、 提高运营安全水平;同时,火源靠近车站时,靠近出入段线侧两台事故风机比其余事故风机晚启动 30 s,可以有 效改善车站隧道内烟气滞留的问题。     

地铁车站照明系统的电效评价体系研究

研究目的:地铁照明系统是维持地铁正常运行的关键部分,由于其工作时间长并且能耗大,因此地铁照明节能意义重大.课题通过建立地铁车站照明系统的电效评价体系,获取对电效影响程度较深的指标,确定地铁照明系统的经济实用节能方向,是对地铁照明系统节能的决策性研究.研究结论:论文明确界定了参数集的层级框架及其关系,结合特尔菲法(Del...     

兰州地铁地温分布特性及其演化规律

以兰州地铁所在地区为研究对象,实测地铁隧道开挖前的地温(简称为初始地温),根据实测数据,提出地铁初始地温预测模型公式。采用非稳态传热的数值模型,分析运营条件下地铁隧道围岩温度的演化规律。结果表明:兰州地铁初始地温随环境气温和埋深的变化而变化;年变温层位于自地表至埋深12m处;年恒温层位于埋深12m及其以下,温度为15℃左右;年变温层中,1年内初始地温变化规律与环境气温变化规律相似,近似呈正弦曲线状分布,但存在相位滞后的现象;1年中初始地温的振幅随埋深的增大呈指数下降趋势。在隧道内空气与围岩之间热交换中,兰州地铁隧道围岩的温度及其梯度、热透厚度(未达到极限时)均与隧道内环境温度、热交换时间成正相关关系,但与距隧道内壁的距离成负相关关系。