導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 交通安全論文>>正文

地鐵長區(qū)間事故通風模擬分析

文檔作者：任明亮李雁文檔來源：北京市市政工程設(shè)計研究總院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月24日
下載地址：點擊這里	文件大?。?260.90 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：260.90 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：船舶事故的特點與原因分析

上一篇：江陰某輪自沉事故分析

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

都市快軌交通·第24卷第2期2011年4月
doi：10．3969／j．issn．1672 6073．201 1．02．009
快軌論壇．．-
地鐵長區(qū)間事故通風模擬分析
任明亮 李 雁
(北京市市政工程設(shè)計研究總院北京100082)
地鐵是目前世界上能夠有效解決大中型城市居民
出行的最為便捷、經(jīng)濟和高效的一種交通工具，它作為
現(xiàn)代城市最大的基礎(chǔ)設(shè)施之一和交通系統(tǒng)的骨干，是
城市的生命線。地鐵一旦發(fā)生火災，如果通風空調(diào)系
統(tǒng)不能有效地排除煙氣，將造成慘重后果，故其安全性
問題是地鐵建設(shè)、運營首要考慮的問題。地鐵系統(tǒng)除
出人口、風道與外界連通外，基本處于地下，外部由巖
石或土層包圍，如果發(fā)生火災則具有以下特點_l J：氧
含量急劇下降、發(fā)煙量大、排煙排熱差、火情探測和撲
救困難、人員疏散困難。
地鐵系統(tǒng)較為復雜，如何確定隧道著火工況的通
風方案，有效控制煙氣流動是地鐵設(shè)計的難點問題。
利用計算機模擬軟件對地鐵環(huán)控系統(tǒng)進行輔助設(shè)計，
是目前解決地鐵設(shè)計難題的重要手段：一方面，可以方
便地驗證設(shè)計方案的合理性，提高設(shè)計工作效率；另一
方面，可以為系統(tǒng)配置方案及運營模式的優(yōu)化提供參
收稿日期：2010’07。08 修回Et期：2010—08—18
作者簡介：任明亮，男，碩士研究生，助理工程師，主要從事地鐵通風
空調(diào)設(shè)計，rmI@bmedi cn
毋 |一 |# 尊
URBAN RAPID RAIL TRANSIT
考依據(jù)，與工程設(shè)計進度進行良好的互動l 。筆者利
用地鐵環(huán)境模擬軟件SES(Subway Environmental
Simulation)，對北京地鐵7號線達官營站一廣安門內(nèi)站
的長區(qū)間進行了事故工況通風方案的模擬分析，確定
了該區(qū)間的事故工況運行模式，并在初步設(shè)計評審時
得到專家認可，即“在達官營站一廣安門內(nèi)站長區(qū)間隧
道設(shè)置中間風井的方案是合理的”。
1 土建概況
北京地鐵7號線起點位于北京最大的鐵路交通樞
紐—— 北京西客站，線路全長23．67 km，全部為地下
線，共設(shè)車站21座，平均站間距1．14 km，其線路如圖1
所示
圖1 北京地鐵7號線線路
北京地鐵7號線有兩個區(qū)間的長度超過1．5 km，
分別為達官營站一廣安門內(nèi)站區(qū)間(站間距約
1 893 m)，以及歡樂谷景區(qū)站一垡頭站區(qū)間(站間距約
1 744 m)。由于線路需求在達官營站一廣安門內(nèi)站區(qū)
間設(shè)有單渡線和停車線，所以下面只對較為復雜的
達一廣區(qū)間事故工況通風模擬進行闡述。
2 SES火災模型
SES(Subway Environmental Simulation)是美國交通
部開發(fā)的一維地鐵環(huán)境模擬軟件，芝加哥、波斯頓和中
國的香港、廣州、北京等幾十個城市的地鐵通風設(shè)計都
地鐵長區(qū)間事故通風模擬分析
采用該軟件lj J進行了仿真計算，從而確定了合理、經(jīng)
濟的通風方案。
區(qū)間事故工況通風方案需滿足兩個條件l4 J：一是
有效控制煙氣流動方向；二是使逃生人員感受到新鮮
空氣，指示其撤離。
SES中通過計算臨界風速 來判別是否可以有效
控制煙氣流動方向。其計算模型即w．D．Kennedy等
1997年提出的臨界控制風速模型_5 ，有
( g HEc ] (1)
E
f=—— + (2)
P∞ p c
式中： 。為臨界風速，m／s；p 為環(huán)境空氣密度，kg／m ；
日為隧道高度，m；E 為熱釋放速率，kJ／s；g為重力加
速度，m／s ；，4為隧道斷面凈面積，m ；Fr 為弗勞德數(shù)，
無量綱數(shù)；K 為隧道坡度，無量綱數(shù)；T 為環(huán)境溫度，K；
c。為空氣定壓比熱，kJ／(kg·K)；Tf為熱空氣溫度，K。
其中，n 通過模型試驗得知為4．5 J，火源功率按一
節(jié)車廂著火考慮為7．5 MW E 。
《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，使人能感受到新鮮空氣流
動的通風臨界速度為2 r1】／s_4 ，而SES中規(guī)定此值為
2．5 m／sl
。由于煙氣水平方向流動的速度為0．3～
0．8 H sl4 J
，故本研究采用我國《地鐵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的
通風臨界速度作為判別通風方案是否合理的依據(jù)。
3 區(qū)問通風系統(tǒng)設(shè)置及事故工況下設(shè)備運
行方案
3。1 區(qū)間通風系統(tǒng)設(shè)置
北京地鐵7號線區(qū)間隧道通風系統(tǒng)按閉式系統(tǒng)設(shè)
計，開、閉式運行，采用正常工況通風、事故工況通風與
排煙共用的機械通風系統(tǒng)，車站端部設(shè)機械通風井。
車站站端各設(shè)置兩條機械風井，每條風井內(nèi)各有一臺
可逆轉(zhuǎn)的隧道風機(TVF)(風機風量60 ITI ／s，全壓
1 000 Pa，功率90 kW)和相應的風閥。兩臺隧道風機可
并聯(lián)對一條區(qū)間隧道通風，也可兩臺隧道風機互為備
用，單獨對一條區(qū)間隧道通風，并通過相關(guān)風閥的開啟
和關(guān)閉，實現(xiàn)區(qū)間隧道通風運行模式的轉(zhuǎn)換，以滿足區(qū)
間隧道正常、阻塞、火災各工況的運行要求。
3．2 事故工況下設(shè)備運行方案
事故工況通常指火災事故工況和阻塞事故工況，
兩者的區(qū)別在于區(qū)間發(fā)生火災時送風方向按著火點是
靠近列車頭部還是尾部，原則是控制火焰和煙氣的蔓
延方向，保證多數(shù)乘客的安全。模擬計算分析重點研
究火災事故工況下通風設(shè)備與人員疏散配合的運行方
案，全線同一時間只考慮一個事故點，初步擬定運行方
案，并通過模擬計算分析與驗證。
1)列車頭部著火時：關(guān)閉著火區(qū)間兩端車站迂回
風道內(nèi)的迂回門，開啟出站方向的車站全高安全門，關(guān)
閉進站方向的車站全高安全門，乘客進入隧道向出站
方向的車站撤離。此時，由列車進站方向的4臺隧道
風機排煙，由出站方向的4臺隧道風機送風，引導乘客
迎著新風撤離。
2)列車尾部著火時：乘客的撤離方向與排煙的運
行模式恰好與列車頭部著火時相反。
3)列車中部車廂著火時：關(guān)閉著火區(qū)間兩端車站
迂回風道內(nèi)的迂回門，開啟進站方向的車站全高安全
門，關(guān)閉出站方向的車站全高安全門，乘客由車頭和
車尾同時進入隧道，從車頭下車的乘客迎著新風迅速
向車站撤離，從車尾下來的乘客要順著煙氣流動的方
向迅速撤到聯(lián)通兩孔隧道的聯(lián)絡(luò)通道處，由聯(lián)絡(luò)通道
進入另一孑L隧道，迎著送風方向撤離。排煙運行方式
為：進站方向的隧道風機送風，出站方向的隧道風機
排煙。
4 模擬計算及分析
本研究僅對列車位于下行區(qū)間的車頭著火工況進
行闡述，其他著火工況的計算結(jié)果與之相同。
圖2為達官營站、廣安門內(nèi)站及其之間區(qū)問(簡稱
“達一廣區(qū)間”)的SES節(jié)點圖，此時達官營站的4臺隧
道風機進行排風，靠近達一廣區(qū)間側(cè)兩臺風機并聯(lián)對
下行區(qū)間排風，另兩臺風機分別對上下行區(qū)間排風；廣
安門內(nèi)站的4臺隧道風機進行送風，靠近達一廣區(qū)間
側(cè)兩臺風機并聯(lián)對下行區(qū)間送風，另兩臺風機分別對
上下行區(qū)間送風。圖6為其計算結(jié)果，可以看出，只開
啟該區(qū)間相鄰車站隧道風機時，著火區(qū)間風速為
1．5 nr／s，不滿足規(guī)范要求的2．0 m／s。由于達一廣區(qū)間
較長，且該區(qū)間內(nèi)存在渡線，部分上行區(qū)間內(nèi)的空氣通
過渡線流人下行區(qū)問，所以不能有效地提高著火區(qū)間
內(nèi)的風速。為此，在下行區(qū)間內(nèi)并聯(lián)設(shè)置了兩臺射流
風機，單臺射流風機風量為14．6 m ／s，出口風速為
36．8 m／s，推力為607 N。圖3為改進后通風方案的
SES節(jié)點圖，圖7為其計算結(jié)果。從計算結(jié)果可以看
出，射流風機可以適當提高著火區(qū)間內(nèi)的風速，但仍不
能滿足規(guī)范要求。圖4為渡線內(nèi)再增設(shè)兩臺射流風機
后的SES節(jié)點圖，圖8為其計算結(jié)果。可以看出，在渡
都市快軌交通·第24卷第2期2011年4月
810
達官營站 上行
圖2 達一廣區(qū)間SES節(jié)點圖1
廣安門內(nèi)站
達官營站
807
上行
圖3 達一廣區(qū)間SES節(jié)點圖2
廣安門內(nèi)站
81O 81l 812
達官營站 上行
圖4 達一廣區(qū)間SES節(jié)點圖3
廣安門內(nèi)站
達官營站
§j4O URBAN RAPID RAIL TRANSIT
上行
圖5 達一廣區(qū)間SES節(jié)點圖4
廣安門內(nèi)站
地鐵長區(qū)間事故通風模擬分析
線內(nèi)設(shè)置射流風機后，可以有效提高著火區(qū)間內(nèi)的風
速，但仍沒有達到2 m／s的風速要求。為避免通風設(shè)備
過多，增加通風空調(diào)系統(tǒng)的控制難度，降低通風空調(diào)系統(tǒng)
運行的穩(wěn)定性，放棄了繼續(xù)增設(shè)射流風機的方案，將土建
專業(yè)達一廣區(qū)間結(jié)構(gòu)施工豎井在后期改造為區(qū)間風井，并
在該區(qū)間風井內(nèi)增設(shè)了兩臺可逆轉(zhuǎn)的隧道TvF風機。圖
5為設(shè)置了區(qū)間風井后的SES節(jié)點圖，圖9為其計算結(jié)果。
可以看出，區(qū)間風速為2．6 m／s，滿足規(guī)范要求。
達官營站 廣安門內(nèi)站
圖6 達一廣區(qū)間通風計算結(jié)果1
達官營站 廣安門內(nèi)站
圖7 達一廣區(qū)間通風計算結(jié)果2
達官營站 廣安門內(nèi)站
圖8 達一廣區(qū)間通風計算結(jié)果3
一下行
達官營站 廣安門內(nèi)站
圖9 達一廣區(qū)間通風計算結(jié)果4
5 結(jié)語
本研究通過SES仿真軟件，對北京地鐵7號線達
官營站一廣安門內(nèi)站長區(qū)間火災工況下不同通風方案
進行了分析比較。通過計算結(jié)果可以看出，對于達一
廣區(qū)間，如果列車位于下行區(qū)間靠近廣安門內(nèi)站的車
頭著火，只依靠區(qū)間相鄰車站開啟隧道風機或者在區(qū)
間內(nèi)增設(shè)射流風機，是難以滿足火災工況下的通風排
煙需求的；通過將區(qū)間結(jié)構(gòu)施工豎井改為通風豎井并
設(shè)置機械風機，區(qū)間排煙風速就能達到2．6 m／s(此時
的風機運行模式為：達官營站4臺風機及區(qū)間風井2
臺風機進行排風，廣安門內(nèi)站4臺風機進行送風)，可
以有效地控制煙氣流動，引導乘客撤離。
參考文獻
[1]崔澤艷．城市地鐵火災的特點及防護措施[J]．公共安
全，2007，9(3)：18—20．
[2]祝嵐，王奕然．地鐵公共區(qū)及隧道防排煙系統(tǒng)研究[J]．
都市快軌交通，2006，6(3)：78—80．
[3]任明亮，陳超．地鐵活塞風的分析計算與有效利用[J]．
上海交通大學學報，2008，42(8)：1376。1380．
[4]GB 50157-2003地鐵設(shè)計規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版
社．2003：407—408．
[5]U．S．Department of Transportation．SES users manual：v4．1
[M]．Washington，瑚l U．s 1)et~artment ofTratNx．1ation．：9—3．
[6]史聰靈，鐘茂華．深埋地鐵車站火災試驗與數(shù)值分析
[M]．北京：科學出版社，2009：74．
[7]U．S．Department of Transportation．Subway environmental
design handbook：vol [M]．Washington，1997：2—27．
(編輯：郭潔)
Simulation and Analysis
0f Emergency Ventilation f0r
Long M etro Transit Tunnels
Ren M ingliang Li Yan
f Beijing General Municipal Engineering Design＆
Researeh Institute．Beijing 1 00082)
Abstract：SES(subway environmental simulation)is effective
software to SOlve subway environment problems．This article
gives a detailed in訂oduction of the fire model of SES．based on
which a simulation Was carl"ied out on the different ventilation
options for the tunnel betw een Daguanying Station and
Guanganmengnei Station on Beijing metro Line 7 in which
occurred a f e accident．Simulation resuRs indicated that air
velocity in the transit tunnel on fwe Was below 2．0 rn／s when
ventilation fans on two adjacent stations were open together
with the et fan opened on the transit tunne1 cross—over．while
the air vebcity Was 2．6 rn／s when a mid—tunne1 ventilation shaft
was provided and the fan in 仃an sit tunnel an d the fans on both
stations adjacent to the訂ansit tunnel were open．thereupon the
requirements of ventilation by Code Can be satisfied．
Key words：metro；fire；tran sit tunnel；emergency ventilation；
softw are SES；simulation an alysis

網(wǎng)友評論 more

交通安全論文最新內(nèi)容

02-21