一種城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統。包括設置于隧道內的垂直豎井，豎井沿隧道縱向布置間距不超過5km，高度不超過30m，矩形或圓形斷面；垂直豎井內設置各種標志，包括樓梯間和防護門，其樓梯最小通行寬度不小于0.8m，豎井內安裝射流風機，并保證防護門處的風速不低于1.5m/s。本實用新型專利技術結構簡單，對地面出口的要求較低，截面小，長度短，不占用土地資源，符合相關標準，矩形或圓形斷面利于施工且符合樓梯布置要求，樓梯寬度符合要求，防護門同時具備抵抗列車活塞風壓的作用，射流風機能夠防止煙霧，三種控制模式能夠保證風機在緊急情況下及時啟動，系統能保證疏散安全，節省隧道建設及運營維護成本。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于鐵路工程建設
，尤其屬于鐵路隧道安全工程建設
，特別涉及一種城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統的設計結構。
技術介紹
隨著我國鐵路建設的快速發展，近年來出現了越來越多的長度在10km以上的特長鐵路隧道，國內學者和設計工程師也逐漸認識了到了鐵路隧道防災疏散救援工程的重要性。由于隧道環境、施工輔助坑道等條件的限制，一般供人員疏散的緊急出口都采用平導、橫洞、斜井結構，很少采用豎井作為緊急出口的情況，關于豎井式緊急出口設計方法的相關研究也基本處于空白。特別是隨著城際鐵路的大量修建，將出現大量的施工豎井，若對其不加以利用而專門開挖斜井或橫洞作為緊急出口，勢必造成投資浪費，在城市區中開挖橫洞或斜井也存在施工和后期維護困難的問題。因此，如何設計建造豎井式緊急出口需要進一步的研究與探索。
技術實現思路
本技術提供了一種城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統。本技術目的是提供一種可以在工程設計中參考，為豎井式緊急出口設置方法提供思路的城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統。本技術通過以下技術方案實現：城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統，其特征在于：豎井式緊急出口是設置于隧道內，一端與隧道正洞相連，另一端通向地面，在施工期間作為施工便道，運營期間列車發生事故時，用于人員從隧道直接疏散到隧道外的垂直豎井結構；垂直豎井結構適用于5km以上的城際鐵路隧道，沿隧道縱向間斷布置，豎井之間的間距不超過5km。所述垂直豎井高度不超過30m，矩形或圓形斷面；垂直豎井進出口及內部設置有疏散引導標志及應急照明，與隧道連接處設置有應急通信設施，有條件時可以添加視頻監控系統。上述垂直豎井內是樓梯間，樓梯最小通行寬度不小于0.8m，樓梯間與隧道正洞連接處安裝防護門，防護門開啟方向為人流疏散方向，即從隧道主洞向豎井內開啟，防護門上設置門栓開啟轉向標志。所述垂直豎井內安裝射流風機，并保證防護門處的風速不低于1.5m/s。射流風機安裝于隧道正洞與垂直豎井連接處，防護門進口的洞頂位置，風機出口方向正對防護門。射流風機的包括開門感應、調度遠程控制、手動啟動三種控制模式。開門感應是指當疏散人員從隧道推門進入緊急出口時，風機自動開啟。調度遠程控制是指隧道防災控制室接列車緊急情況通知啟動緊急預案時，風機自動開啟。手動啟動是指疏散人員在現場按下風機啟動按鈕，隨后風機開啟工作。本技術鐵路隧道豎井式緊急出口是在列車發生事故的情況下，能夠滿足人員從隧道直接疏散到隧道外的垂直豎井結構。本技術提出了一種鐵路隧道豎井式緊急出口的結構系統及通風防煙技術，給出了豎井式緊急出口的設計要點，包括豎井高度、斷面，樓梯間的布置，疏散路徑、通風設計及其他配套設施。本技術與橫洞式、斜井式緊急出口存在明顯的區別，主要優點在于：(1)結構簡單，施工便利，對地面出口的要求較低，適用于位于城市區的城際鐵路隧道及地質條件惡劣的水下隧道。(2)截面小，長度短，不占用城市區緊張的土地資源，充分利用施工階段的豎井作為運營期間的疏散通道。(3)配套設施齊全，能夠保證緊急情況下人員安全疏散。(3)豎井的高度符合《國際鐵路聯盟(UIC)規程779-9/R〈鐵路隧道安全〉(2003版)》的標準，矩形或圓形斷面利于施工且符合樓梯布置要求。樓梯寬度符合《地鐵設計規范》(GB50157)的要求。(4)防護門與一般防火門相比，除具備耐火、耐腐蝕性能外，還具備抵抗列車活塞風壓的作用。(5)射流風機能夠防止煙霧進入緊急出口，同時保證人員呼吸所需要的新風量；射流風機的三種控制模式能夠保證風機在緊急情況下第一時間啟動。(6)采用該結構系統及通風防煙技術可保證人員疏散安全的同時，極大節省隧道建設及運營維護成本。附圖說明圖1是本技術城際鐵路隧道豎井式緊急出口布置結構示意圖；圖2是本技術豎井結構示意圖；圖3是本技術城際鐵路隧道豎井式緊急出口布置結構橫斷面示意圖；圖4是本技術通風防煙技術原理示意圖。圖中，1是隧道正洞，2是地面，3是豎井，4是樓梯，5是防護門，6是射流風機，7是應急通信設備，8是視頻監控設備，9是火災高溫煙氣；圖1中箭頭所示為疏散移動方向，圖4中箭頭為新鮮空氣流動方向。具體實施方式下面結合具體實施方式對本技術作進一步說明，具體實施方式是對本技術原理的進一步說明，不以任何方式限制本技術，與本技術相同或類似技術均沒有超出本技術保護的范圍。結合附圖1至圖4。城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統，由隧道正洞1和一端與隧道正洞1連通、另一端設置于地面2的垂直豎井3，垂直豎井3高度不超過30m，矩形或圓形斷面；垂直豎井3與隧道正洞1連接處設置有應急通信7、視頻監控8，垂直豎井3中還設有應急照明設備，并保證疏散照明地面平均水平照度值不應小于1.0lx或最低照度值不應小于0.5lx。垂直豎井3底部設置防護門5，防護門具備耐火、抗風壓的性能，防護門開啟方向為人流疏散方向，即從隧道主洞向豎井內開啟，防護門上設置門栓開啟轉向標志。垂直豎井3底部、防護門5進口位置的洞頂設有射流風機6，射流風機的出口正對防護門。射流風機可以通過三種方式啟動：開門感應，即推開從隧道進入緊急出口的防護門；調度遠程控制，防災中心通過視頻監控、應急通信發現災情后，遠程啟動風機；手動開啟，疏散人員自行打開啟動按鈕。結合附圖2。垂直豎井3中設置疏散樓梯，樓梯最小通行寬度不小于0.8m。在防護門上設置有開啟方向標志，防護門鎖采用可以手動開啟的簡單門栓。在隧道正洞中設置有疏散引導標志。附圖4說明豎井式緊急出口的通風防煙技術原理。當隧道1內出現緊急情況時，人員疏散至緊急出口，開啟射流風機，新鮮空氣從地面2外經豎井3進入隧道1中，使豎井3內始終保持正壓，防止高溫煙氣9進入防護門5內。圖中箭頭表示了新鮮空氣的流動方向。為了保證火災情況下煙霧不進入緊急出口，同時滿足疏散人員的正常呼吸，豎井式緊急出口要進行通風設計，防護門處的風速應不低于1.5m/s。以下給出通風設計的算例：本例取5m×6m的矩形斷面，能夠滿足施工需要并合理布置疏散樓梯。為了保證人員能夠通過豎井直接疏散至地面，豎井式緊急出口的高度一般不宜超過30m，本例取24m。本例的通風設計的基本參數見表1。表1豎井式緊急出口通風計算參數計算參數數值緊急出口長度24m斷面積F30m2洞內沿程阻力系數λ0.02斷面當量直徑d5.45m洞內自然風速vn1.5m/s空氣密度ρ1.225kg/m3防護門尺寸(寬×高)1.5m×2m1)需風量計算Q＝1.5×1.5×2＝4.5(m3/s)需要風速2)自然風壓與阻力計算自然風壓力：沿程阻力和局部阻力：3)風機計算擬選用Φ63型射流風機，出口風速26.0m/s，風機功率7.5kW，出口面積0.312m2，安裝損失系數Kj為1.162。單臺風機壓力：需要風機臺數：需用1臺射流風機，功率7.5kW。從以上計算可以看出，只需要一臺風機，即可滿足通風防煙要求。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統，其特征在于：豎井式緊急出口是設置于隧道內，一端與隧道正洞相連，另一端通向地面，在施工期間作為施工便道，運營期間列車發生事故時，用于人員從隧道直接疏散到隧道外的垂直豎井結構；所述垂直豎井結構適用于5km以上的城際鐵路隧道，沿隧道縱向間斷布置，相鄰垂直豎井之間的間距不超過5km；所述垂直豎井高度不超過30m，矩形或圓形斷面；垂直豎井進出口和內部分別設置有應急照明、應急通信、視頻監控、疏散引導標志設施；垂直豎井內包括樓梯間，樓梯最小通行寬度不小于0.8m；樓梯間與隧道正洞連接處設置防護門。

【技術特征摘要】
1.一種城際鐵路隧道豎井式緊急出口結構系統，其特征在于：豎井式緊急出口是設置于隧道內，一端與隧道正洞相連，另一端通向地面，在施工期間作為施工便道，運營期間列車發生事故時，用于人員從隧道直接疏散到隧道外的垂直豎井結構；所述垂直豎井結構適用于5km以上的城際鐵路隧道，沿隧道縱向間斷布置，相鄰垂直豎井之間的間距不超過5km；所述垂直豎井高度不超過30m，矩形或圓形斷面；垂直豎井進出口和內部分別設置有應急照明、應急通信、視頻監控、疏散引導標志設施；垂直豎...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王明年，于麗，趙勇，代仲宇，劉大剛，田四明，唐國榮，
申請(專利權)人：西南交通大學，中國鐵路經濟規劃研究院，中國鐵路總公司，
類型：新型
國別省市：四川;51