铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范 TB10020-2017
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3 基本规定

3.0.1 防灾疏散救援工程应综合考虑线路技术标准、工程分布、工程特征、环境条件、运营管理模式等因素进行总体方案设计。
3.0.2 隧道防灾疏散应以洞外疏散为主,疏散路径和设施应结合隧道线路运输性质、环境条件、辅助坑道条件等设置,并制定相应的疏散预案。
3.0.3 紧急救援站应满足着火列车停车后人员疏散要求;紧急出口、避难所及横通道应满足事故列车人员疏散要求。
3.0.4 隧道内应设置贯通的疏散通道,单线隧道单侧设置,多线隧道双侧设置。
3.0.5 长度20km及以上的隧道或隧道群应设置紧急救援站,紧急救援站之间的距离不应大于20km。
3.0.6 长度10km及以上的单洞隧道,应在洞身段设置不少于1处紧急出口或避难所。
3.0.7 长度大于等于5km且小于10km的单洞隧道,宜结合施工辅助坑道,在隧道洞身段设置1处紧急出口或避难所。
3.0.8 互为疏散救援的两条并行隧道,应设置相互联络的横通道。
3.0.9 设置紧急救援站的隧道,其紧急出口、避难所、横通道等疏散设施的设置应符合本规范第3.0.6~3.0.8条的规定。
3.0.10 疏散救援土建工程设施应按永久工程进行结构及防排水设计。用于疏散的通道,其地面应平整、稳固,无积水。
3.0.11 隧道口紧急救援站、紧急出口洞口处宜设置临时待避场地,并具有接受外部救援的条件。
3.0.12 隧道设计火灾规模应按同一隧道或隧道群同一时间段内只有一节旅客列车车厢发生火灾确定。火灾规模应按线路运行的列车类型确定,动车组可采用15MW,普通旅客列车可采用20 MW。
3.0.13 隧道防灾通风设计应遵循人烟分离的原则。
3.0.14人员安全疏散时间应符合下列规定:
    1 可用安全疏散时间大于必需安全疏散时间。
    2 隧道内紧急救援站的必需安全疏散时间不宜超过6min。
3.0.15 防灾疏散救援工程设计应包括以下主要内容:
    1 总体方案设计:防灾疏散救援工程设置形式、规模和数量。
    2 土建工程技术参数确定:疏散通道尺寸;横通道的间距、断面净空尺寸;紧急救援站、紧急出口、避难所、防护门等相关技术参数。
    3 相关设施配套:通风、应急照明、供电、应急通信、设备监控、消防等设备系统。
    4 疏散救援设施及设备的接口设计。
3.0.16 防灾疏散救援配套设施及控制系统应纳入运营单位的应急管理系统。

条文说明
3.0.1 防灾疏散救援工程是一项系统工程,需要系统规划疏散和救援技术方案和需要的设施设备,以便分工协作共同完成安全疏散和救援,因此进行总体设计是十分必要的。
3.0.2 洞外疏散相比洞内疏散具有更好的疏散条件和排烟环境,列车在隧道内任何地点着火后还有残余运行能力,可以控制列车到达设定的位置进行疏散,通过设置疏散工程或控制烟雾扩散,能够保证安全疏散。
3.0.3 按照“列车在隧道内发生火灾时,应控制列车驶出隧道进行疏散;当列车不能驶出隧道,应控制列车停靠在紧急救援站进行疏散”的指导思想。紧急救援站设置需满足火灾工况下旅客疏散需要,但隧道内还可能会发生列车故障(如脱轨、追尾等非火灾事故),导致隧道内任意位置紧急停车,此时仍然需要进行应急疏散,为此,本规范规定了用于列车故障工况下疏散设施,如紧急出口、避难所、横通道等。
3.0.5 隧道内是否设置紧急救援站,主要取决于列车发生火灾事故能否驶离隧道。也就是说,列车发生火灾事故后在残余的运行时间内能否驶离隧道。
    我国铁路机车车辆发生火灾后的残余运行能力并没有一个明确的成果,一般认为,如果控制总管没有被破坏,则可以持续运行。
    (1)列车发生火灾事故后的残余运行速度
    根据《铁路隧道防灾救援有关技术标准的研究》的成果,火灾事故发生后残余能力受控车型为动车组。
    我国近期生产及运营的动车组型号为CRH1、CRH2 和CRH5,其动力配置为2(2M+1T)+(1M+1T)、4M+4T或(3M+1T)+(2M+2T)。
    根据动车组的故障运行能力,发生火灾后丧失动力比例最大的动车组为4M+4T,在牵引传动系统采用车控的情况下,当动力损失1/4时,剩余的运行能力相当于3M+5T,当动力损失1/2时,剩余的运行能力相当于2M+6T。
    对于最高运行时速200km的4M+4T动车组而言,在动力损失1/4的情况下,在20‰的直线坡道上的均衡速度为127.4km/h,在动力损失1/2的情况下,在12‰的直线坡道上的均衡速度为128.2km/h。
    根据上述资料分析,即使4M+4T动车组丧失了1/2的动力,在12‰的直线坡道上仍能够维持一定的运行能力,并且动车组在两处动力车内同时发生火灾的几率非常小,防灾疏散研究只按照在同一段时间内,同一列列车只有1处动力车发生火灾,也就是动车组丧失1/4的动力。
    根据《高速铁路设计规范》TB10621-2014,区间正线的最大坡度不宜大于20‰,因此在动车组丧失1/4的动力后,列车仍然能够维持100km/h以上的速度。
    (2)列车发生火灾事故后的残余运行时间
    全长57km,位于瑞士中南部格劳宾登州的圣哥达隧道,对着火列车的残余运行能力进行了模拟分析,结果如说明图3.0.5所示。
    从说明图3.0.5中可以看出,模拟分析的列车火灾后残余运行时间绝大多数在1000s~1400s之间,保守考虑则在15 min~20min之间。即:绝大多数情况下,列车着火后可以运行15min~20 min。
    (3)列车发生火灾事故后的残余运行能力
    根据(1)、(2)分析,保守的事故列车的运行速度约为80km/h,时间约为15min。由此,列车发生火灾事故后的残余运行能力为20km。
    (4)安全评估
    圣哥达隧道对列车不能到达“紧急救援站”的几率进行了分析,见说明表3.0.5。
    (5)国外有关长隧道设置紧急救援站情况
    瑞士圣哥达隧道(57km,两条单线隧道)紧急救援站间距大致为20km,日本青函海底隧道(53.85km,单洞双线十局部服务隧道)紧急救援站距离为23km。
3.0.6~3.0.8 目前对逃生距离有明确的数值规定的是《Safetyin Railway Tunnels》UIC-Codex779-9/R 和《Concerning theTechnical Specification for Interoperability Relating to 'Safety in Railway Tunnels' of the Rail System of the European Union》,其条文支持长度大于1km的隧道内设置紧急出口,并建议紧急出口的距离不大于1km(人员平均自救时间按500m考虑)。
    以德国为代表的欧洲铁路新建隧道,基本上采用了《Safety in Railway Tunnels》UIC-Codex779-9/R 和《Concerning the Technical Specification for Interoperability Relating to'Safety in Railway Tunnels'of the Rail System of the European Union》的建议。
    亚洲各国(地区)双线隧道的紧急出口设置情况见说明表3.0.6-1。
    我国双线铁路隧道紧急出口设置情况见说明表3.0.6-2。
    注:石太、郑西隧道的紧急出口选择了多座施工辅助坑道的其中之一,合武铁路的紧急出口使用了全部施工辅助坑道。
    《Safety in Railway Tunnels》UIC-Codex779-9/R 和《Concerningthe Technical Specification for Interoperability Relating to 'Safety in Railway Tunnels' of the Rail System of the European Union》对紧急出口间距的建议标准均是针对火灾工况下列车在紧急出口停靠时人员疏散的。根据前述圣哥达隧道的研究结论:紧急救援站的距离为20km时,列车没有到达救援站的概率约为0.01%;与紧急救援站设置距离相关的敏感性结果表明,当紧急救援站间的距离超过20km时,列车在隧道中任一位置出现故障的概率与距离增长不成比例。
    基于以上分析,本着因地制宜、适量设置的原则,对紧急出口及避难所设置进行了规定。常用避难所布置形式如说明图3.0.6所示。
3.0.10 疏散救援工程设施服务于隧道的运营安全,属于永久工程。由于工作状态和维护条件不同于隧道主体工程,需要视工程部位、围岩状况进行结构设计,采用复合式衬砌、喷锚衬砌等结构类型。同时要考虑工程所处的地表环境、水文环境结合结构设计进行防排水设计,保证在疏散的路径上或待避区域内地面无积水。兰新、京广、合福、石太等高速铁路隧道的紧急出口、避难所基本采用了喷锚衬砌与复合式衬砌相结合的结构类型。
3.0.12 本条是根据《青藏铁路关角隧道防灾救援国际咨询成果》和《新建铁路成都至兰州线成都至川主寺段补充初步设计隧道防灾救援疏散工程设计技术国际咨询成果》的研究成果制定的。
    该咨询成果吸纳了国际先进经验,在调研了欧洲、美国对火灾规模的有关研究成果和规定的基础上,根据公安部天津消防研究所关于旅客携带行李的燃烧发展速度曲线的研究,对比FDS数值计算和现场试验,结合我国旅客列车的所用材料及乘车人的特征,确定普通旅客列车发生火灾时的火灾规模采用20MW,动车组发生火灾时的火灾规模采用15MW。
3.0.14 根据中国铁路总公司重大课题《长大及大规模隧道群的防灾救援技术》(2013T001)的研究成果:隧道发生火灾后,人员能否安全疏散主要取决于两个特征时间,一是火灾发展到对人员构成危险所需的时间,即可用安全疏散时间;另一个是全部人员疏散到安全区域的时间,即必需安全疏散时间。如果人员能在火灾达到危险状态之前全部疏散到安全区域,便认为该隧道的防火安全设计对于火灾中的人员疏散是安全的。
    根据原铁道部重大课题《特长隧道防灾救援、安全疏散及通风技术研究》(2005G016-C)成果,火灾事故列车停在“紧急救援站”后的疏散时间为6min。《地铁设计规范》GB 50157-2013 第28.2.11条:车站站台公共区的楼梯、自动扶梯、出入口通道应满足发生火灾时,能在6min内将一列进站列车所载的乘客及站台上的候车人员全部撤离站台到安全区。美国的NFPA130《Standard for Fixed Guideway Transit and Passenger Rail Systems》第5.5.6.2条要求从车站的最远处到达安全区域的最长疏散时间为6 min。
3.0.15 疏散救援设施及设备的接口设计一般包括待避场地和外界道路等接口设计。
3.0.16 防灾疏散救援工程只有纳入运营单位的应急管理系统后,才能真正服务于运营安全,制定本条的目的是强调纳入运营单位的应急管理系统的重要性。

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