高原高海拔超长铁路隧道运维期疏散救援关键技术

依托敦格铁路（敦煌—格尔木）高原高海拔隧道工程，通过计算火灾不利场景下人员疏散时间，验证了隧道内紧急救援站疏散救援通道设计的可靠性，提出了列车在隧道内着火情况下，车内火灾处置方案及人员安全快速疏散策略。开发了具有二级架构的新型隧道防灾疏散救援机电设备监控系统，提出了基于新型机电设备监控系统的乘客在紧急救援站内定点疏散救援应急预案，并给出具体的实施步骤。可为类似防灾疏散救援工程的设计和安全运维提供参考。     

基于故障树方法的铁路隧道紧急救援站间距分析

为研究铁路隧道紧急救援站合理间距,给铁路隧道防灾疏散救援土建结构设计提供参考,在分析铁路隧道紧急救援站设置影响因素的基础上,采用故障树分析方法,综合考虑隧道设计参数、列车制动性能、人员操作失误、火灾燃烧特性等关键因素,演绎分析建立相应的故障树模型,得到火灾列车不能到达紧急救援站事故的风险概率.研究结果表明:(1)采用故...     

单洞单线隧道平导救援站防灾通风优化研究

研究目的:紧急救援站防灾通风系统设计是特长铁路隧道防灾系统设计的一个关键问题,合理优化的防灾通风系统直接关系着灾害时人员的安全疏散。本文采用网络通风计算方法,主要对单洞单线隧道平导救援站内防灾通风系统进行优化研究,并考虑自然风对紧急救援站风流分布的影响,从而确定合理的防灾通风系统。研究结论:(1)提出了一种适用于平导救援站的优化防灾通风系统方案;(2)探明了自然风对紧急救援站联络横通道内风速分布的影响规律,建议对隧道内自然风进行长期监测,并在紧急救援站两端增加布置一定数量的射流风机;(3)该研究结果可对特长铁路隧道防灾救援系统的设计提供指导。     

铁路特长隧道紧急救援站选址方案研究

研究目的:铁路隧道具有可视性差、空间相对封闭、方向感混乱等特点,直接影响铁路运输安全。紧急救援站是设置在隧道内或隧道口,满足着火列车停靠、人员疏散及救援的站点。目前针对紧急救援站的选址研究中,相邻紧急救援站最大设置距离均以20 km为依据,而没有根据线路实际情况分析不同线路相邻救援站设置距离范围,为了更加合理地建设隧道紧急救援站,需对其设置距离范围与选址方案进行研究。研究结论:(1)铁路隧道相邻紧急救援站最大设置距离与线路类型、列车型号及人员疏散时间等因素相关;(2)实际设置救援站备用地点时,应以相邻救援站设置距离为评价目标,综合考虑场地建设可行性、场地建设成本等相关因素;(3)本文研究可为铁路特长隧道紧急救援站选址提供理论依据。     

长大铁路隧道火灾模式下人员疏散试验研究

为得到列车在长大铁路隧道内发生火灾时人员疏散的时间和速度,针对2种情况进行人员疏散全过程的试验和数值模拟研究。着火列车继续运行,着火车厢内的人员疏散至相邻车厢;着火列车停车,人员下车并疏散至隧道的紧急救援站或紧急出口。结果表明:当着火车厢满员时,相邻车厢超员40.0%比相邻车厢满员时需要的人员疏散时间多约2min,平均疏散速度下降45.7%;当隧道内疏散出口宽度(3m)满足人员疏散不过度拥挤的条件下,紧急救援站单侧疏散和紧急出口处双侧疏散2种疏散路径的人员疏散平均速度基本相等;在每节车厢均开启2扇外门的条件下,2扇外门位于车厢一端双侧要比位于车厢两端单侧时的人员疏散效率慢,平均疏散速度下降约21.6%;在铁路隧道内,青壮年男性、女性的疏散速度可分别定为1.2和1.0m·s-1,此速度可作为确定其他人群(老年人、儿童等)疏散速度的折减基数。     

向莆铁路青云山隧道紧急救援站设计研究

研究目的:特长隧道和隧道群地段的防灾救援疏散工程关系到列车的运营安全,按照《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》要求,长度20 km以上的特长隧道和隧道群需设置紧急救援站,但紧急救援站如何结合具体工程项目进行设计值得探讨和研究。研究结论:文章对青云山隧道紧急救援站中各专业的设计原则及内容进行了较详细介绍,并通过分析得出:(1)应根据每座隧道的具体情况、结构型式、施工方法、辅助坑道布置等综合分析确定紧急救援站的设计方案和设计措施;(2)紧急救援站设计应合理配置人员安全疏散和临时避难的土建配套设施,合理确定隧道的通风排烟方案,科学布设防灾救援的相关配套系统,务求防灾救援措施合理有效;(3)铁路隧道防灾救援疏散工程是一个系统工程,系统的设备维护、运营管理和应急调度指挥是该系统能否正常运转的关键;(4)本研究成果对类似工程设计和今后"规范"的修订具有一定的参考价值。     

高海拔特长铁路隧道定点防灾救援研究

为研究高海拔特长隧道定点防灾救援设计中不同火灾场景下救援横通道数量对人员疏散的影响,依托关角隧道对高海拔条件下火灾发展及人员疏散过程进行研究。利用FDS火灾模拟软件对关角隧道救援站进行高海拔条件下的火灾数值模拟计算,通过改变火源热释放速率以及救援横通道数量,得到不同火灾场景下可用安全疏散时间。利用人员疏散软件EXODUS对不同场景下高海拔地区人员疏散过程进行模拟,得到必需的人员疏散时间,通过与可用疏散时间的比较,最终确定高海拔特长铁路隧道定点救援站合理的救援横通道数量为8~9座。     

关于铁路特长隧道单、双洞模式的研究

研究目的:随着铁路特长隧道数量的不断增加,特长隧道的运营安全成为运营部门关注的焦点,本文通过对国内外特长隧道火灾应对策略及火灾工况下疏散模拟等方面进行对比分析,从而为解决隧道火灾疏散安全及单、双洞设置模式提供理论依据和工程实例。研究结论:(1)列车在隧道内着火时,绝对安全是不可能实现的,但可以通过合理的措施把风险降低到一个可以接受的低水平;(2)疏散安全主要取决于紧急救援站(隧道外比紧急救援站更安全)的间距;(3)按20 km的间距设置紧急救援站后,火灾列车不能到达紧急救援站的概率仅为0. 01%,这个概率与单、双洞方案无关;(4)合理设置通风排烟及疏散工程后,特长隧道可以采用单洞双线方案;(5)本研究成果将主要应用于隧道防灾疏散救援和选线领域。     

高速铁路隧道群防灾救援疏散设计方案研究

随着长大铁路隧道的增加,不可避免地会出现隧道群,其防灾救援疏散工程关系到列车的运营安全,如何结合具体工程项目进行设计值得探讨和研究.文章对杭温铁路紧急救援站及紧急出口与避难所的设计原则及内容进行了较详细介绍,通过对隧道群紧急救援站位置三个方案进行比较,针对疏散模式不同,制定有针对性的防灾救援疏散方案,对类似工程设计具有一定的参考价值。     

高速铁路超大直径水下盾构隧道防灾疏散救援研究

为确定隧道防灾疏散设计原则与防灾救援设计参数,以崇太长江隧道为背景,通过火灾工况下列车停靠位置进行分析,明确隧道防灾疏散原则,结合土建工程,提出3种防灾疏散方案：方案一,2号竖井作为紧急出口;方案二,2号与3号竖井作为紧急出口;方案三,1号、2号与3号竖井均作为紧急出口。采用疏散仿真模拟,以疏散时间作为对比指标进行对比评价,确定疏散口最优间距、合理疏散方案、避难所布设参数及救援方案。研究结果表明,当火灾列车在残余动力运行下不发生在隧道内停靠的情况时,防灾疏散救援仅针对列车故障工况;随疏散口间距增大,安全疏散时间与拥堵时间呈增长趋势,最优间距值为75 m,可避免人员拥堵;洞身紧急出口数量增加,可有效降低疏散控制时间,应结合土建工程,通过投资效果分析,确定推荐疏散方案;为确保疏散过程中的安全,利用轨下空间设置避难所作为待避空间,避难所参数为330 m×4.0 m×2.5 m(长×宽×高);隧道采用定点救援方式,疏散人员应按照就近原则选择避难所待避,并根据待避情况进行轨面救援。     

新建崇礼铁路隧道紧急救援站设置研究

《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》(TB10020-2017)完善修改了紧急救援站的设计标准及设置要求,即长度大于20 km的隧道或者隧道群应设置紧急救援站。根据条文解释,该处"20km"的长度限定是基于隧道纵坡不大于20‰。但实际工程中,往往存在隧道坡度或者综合坡度大于20‰且隧道长度小于20 km的工况,这种情况下隧道是否设置紧急救援站是亟需解决的问题。结合新建崇礼铁路隧道工程实例,研究隧道纵坡大于20‰且长度小于20 km时是否设置紧急救援站。研究表明,当隧道纵坡大于20‰且隧道长度小于20 km时,是否设置紧急救援站取决于列车上坡折减后的末速度。崇礼铁路陡坡段隧道和隧道群均不需要设置紧急救援站。     

铁路隧道斜井式紧急出口的入口段结构参数确定

针对特长单洞双线铁路隧道内发生列车火灾的情况,采用buildingEXODUS人员疏散模型模拟人员疏散过程,分析不同斜井式紧急出口入口段结构设计参数下的人员必需安全疏散时间和人员聚集时间,以此确定经济、合理的入口段结构参数;采用火灾动力学模型模拟火源燃烧过程,得到人员可用安全疏散时间,并与人员必需安全疏散时间比较,以确定该入口段结构参数下人员疏散的安全性。结果表明:为确保所有人员的安全疏散,入口段防护门宽度应不小于3m;入口段地面面积应不小于280m2;在入口段地面宽度确定后,入口段地面最大坡度应按照一定的关系式取值;在入口段最优结构参数条件下,在距离紧急出口150m范围内,仍有13.6%的人员处于危险环境中,因此,还需要在紧急出口处设置风机等防灾设备。     

高海拔铁路隧道紧急救援站排烟结构尺寸参数及排烟效果

为明确高海拔铁路隧道紧急救援站排烟结构合理的尺寸参数,以某高海拔铁路特长隧道为工程依托,数值模拟并分析救援站联络排烟道数量、直径以及平行排烟道尺寸对排烟效率、站内温度和能见度的影响。结果表明：总体上距火源越近,排烟效率、拱顶及疏散站台温度越高,且火源前端能见度显著高于后端,但不同排烟结构参数下的具体分布规律差异显著;随着联络排烟道数量增加,救援站排烟效率略有增加,救援站后端拱顶温度显著降低,部分联络排烟道会出现烟气倒流,救援站疏散站台特征高度能见度低于10 m的范围显著增加;随着联络排烟道直径增加,救援站排烟效率及救援站两端拱顶温度均降低,救援站能见度显著下降;平行排烟道尺寸对救援站排烟效率及站内温度分布影响较小,但随着尺寸增加,救援站疏散站台特征高度能见度低于10 m的范围呈“先增后减”的变化趋势,紧急救援站内联络排烟道数量设置不宜过多,推荐联络排烟道直径为3 m,平行排烟道断面宽度为5 m。     

地铁隧道区间乘客紧急疏散方式分析

地铁作为城市公共交通的重要形式,其安全问题尤为重要,而事故紧急疏散与乘客生命安全直接相关。对地铁隧道区间紧急疏散方式进行阐述并构建模型,通过对某市新建线路疏散情况分析,计算两种疏散方式的理论疏散时间,得出侧式疏散优于端头式疏散的结论,为今后地铁隧道区间紧急疏散工作提供理论基础。     

中外铁路隧道防灾救援设计标准比较分析

为分析中外铁路设计标准差异,通过广泛调研国内外铁路隧道防灾救援研究现状及深入研究中国标准及国际标准,分析不同标准下铁路隧道合分修、紧急出口设置、救援通道、待避场坪等设计标准条目差异,并以B国DY高铁项目为依托,对同一隧道按不同标准开展防灾救援设计,得出差异较大的设计结果。较之中国标准,同等条件下按照国际标准进行的隧道防灾疏散救援设计,人员逃生路径短,疏散耗时少,获救概率更高,但国际标准对应更高的建设及运营维护成本。通过中外标准规范条目对比及实际工程案例设计对比研究,总结出了中外标准铁路隧道防灾救援设计异同,研究成果对促进中国隧道设计适应国际市场及中国高铁"走出去"具有重要意义。     

隧道防灾救援列车控制方案及电路研究

研究目的:为保证山区铁路的安全运营,在长大铁路隧道或隧道群内需要采取隧道防灾救援避难措施。本文通过分析已有的工程案例,全面考虑铁路隧道或隧道群内人员疏散、消防及救援条件,充分利用我国现有列车运行控制思路,从车载和地面同时研究隧道防灾救援列车控制方案和控制电路,以期探寻完善隧道防灾救援应急预案。研究结论:(1)通过调整车载LKJ基础数据源文件和地面应答器【ETCS-72】报文信息,增加DMI的显示,协助司机搜寻最有利于救援的隧道避难设施(救援站、避难所以及紧急出口);(2)通过遮断信号机的布置,实现火灾列车的停靠指示;(3)通过应急控制盘的列车控制,保证后续列车和邻线列车的安全;(4)本文提出的列车控制方案和控制电路对隧道火灾列车防灾救援的工程应用具有一定的探索意义。     

青天寺特长隧道防灾通风方案研究

结合青天寺特长隧道防灾救援具有多个进、出口通风的特点,设置紧急救援站,运用网络通风理论,建立隧道复杂通风系统的计算模型;通过对设置送风(排烟)斜井或竖井等方案计算分析,并综合考虑工程投资及运营管理,得出较优方案,并结合3号斜井设置了排烟斜井防灾救援方案。     

防灾救援疏散规范在运营高铁水下隧道的实施

铁路隧道防灾救援疏散,应根据运输性质、环境条件、辅助坑道条件等,经技术经济比较后确定。结合运营线武广高铁浏阳河水下隧道防灾定点设置、通风、性能化设计、疏散救援方案、紧急救援点设置等的实施,参照TB 10020—2012《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》,针对原隧道防灾救援设施不能满足实际高铁运营的安全需要,提出优化和提高运营线高铁隧道防灾救援疏散实施方案。     

高水位富水隧道衬砌结构设计刍议

本文应用渗流理论建立岩体渗流计算模型，推导了隧道衬砌外缘剩余水头的计算公式，并对荷载——结构计算模型、理论解析计算和有限元计算三种抗水压隧道衬砌结构设计方法予以介绍。     

武广客运专线大瑶山隧道群防灾救援疏散设计研究

研究目的:武广客运专线大瑶山隧道群由三座隧道、两座桥梁组成,其中最长的隧道为大瑶山一号隧道,长度为10.081 km,因此采用了单洞双线隧道方案。然而,该隧道群总长度达24.702 km,与双洞双线隧道相比,其运营期间的防灾救援疏散条件存在先天不足。为了合理设置大瑶山隧道群防灾救援疏散设施,保证旅客运输安全,需对该隧道群的防灾救援疏散方案进行专门研究。研究结论:通过对国内外长大隧道运营期间防灾救援疏散设计的分析研究,结合大瑶山隧道群所处地形条件及外部道路情况,提出了大瑶山隧道群利用施工辅助坑道作为隧道紧急出口、在大瑶山一号隧道出口与二号隧道进口之间的黄土湾大桥露天场地设置紧急救援站的设计思路。该设计方案可确保长度20 km以上的单洞双线隧道群满足运营期间的防灾救援疏散要求;与双洞双线隧道相比,还可降低工程造价、节省工程投资。