第章城市地下空間防災減災技術《城市地下空間建設新技術》二

城市地下空間建設新技術2016年7月全國注冊土木工程師（巖土）繼續(xù)教育必修教材*13.1概述13.2地下結構防火安全技術13.3隧道火災動態(tài)火災預警救援技術13.4小結第13章城市地下空間防災減災技術*隧道及地下空間安全問題的特點：隧道及地下空間環(huán)境較封閉，難及時有效的處置疏散救援困難，容易致群死群傷災后修復困難安全&防災國內外地下空間火災、爆炸等災害事故......地下空間開發(fā)呈現規(guī)?；?、網絡化、深層化的趨勢13.1概述*2005年上海市地鐵某標段盾構隧道進行旁通道冷凍法施工前的準備工作時，由于電焊工不慎，引燃水箱內冷卻塔中的塑料散熱片，引起火災。火災持續(xù)了約10min。火源起向下風側約260m，向上風側約170m隧道襯砌管片表面被熏黑。造成約15m范圍內混凝土管片受到輕度到中度損傷，損傷層厚度最大達25mm13.2地下結構防火安全技術*1968年，德國漢堡莫爾費雷特（MoorfleetTunnel）公路隧道火災中，隧道拱部和邊墻混凝土發(fā)生了嚴重的爆裂13.2地下結構防火安全技術*1984年，英國薩米特（SummitTunnel）鐵路隧道火災中，隧道內最高溫度達到1500℃，1900m范圍的隧道襯砌受到了火災損壞，其中嚴重破壞的范圍為395m13.2地下結構防火安全技術*1996年，英法海峽隧道火災中，600m～700m長一段襯砌受到不同程度的損傷，其中最嚴重的50m范圍內原本厚45cm的襯砌管片混凝土剝落深度達30～40cm13.2地下結構防火安全技術*1999年，勃郎峰公路隧道火災中，最高溫度達到1000℃,大火持續(xù)了55h，隧道結構受到嚴重損壞，拱頂局部沙化13.2地下結構防火安全技術*2000年，瑞士圣哥達公路隧道火災中，隧道內溫度達到了1000℃，出事地段隧道頂部塌陷，隧道內部分路段被燒毀13.2地下結構防火安全技術*2001年，美國霍華德城市隧道火災中，隧道結構被嚴重破壞，火災造成橫貫隧道頂部直徑1m的鑄鐵水管破裂13.2地下結構防火安全技術*火災對襯砌結構的損傷爆裂耐久性降低力學性能劣化內力變化及承載力降低大變形13.2地下結構防火安全技術*影響人員疏散和滅火救援工作的開展影響上部建筑以及臨近構筑物正常使用功能的發(fā)揮降低地下結構的安全性，威脅隧道及地下空間日后的安全運營特別是處于高水壓、軟弱地層等情況下的盾構隧道、沉管隧道，可能導致密封及防水失效結構的修復和重新組織交通需要花費大量的人力和物力13.2地下結構防火安全技術*地層-結構體系熱力耦合問題熱-力耦合問題火災高溫熱致應力結構材料高溫性能劣化不連續(xù)體系超靜定體系結構-地層相互作用13.2地下結構防火安全技術*混凝土高溫后物理力學性能試驗混凝土管片火災高溫時（高溫后）力學行為

管片接頭火災高溫時（高溫后）力學行為襯砌環(huán)火災高溫時（高溫后）力學行為材料層次→構件層次→結構體系層次→結構、地層耦合13.2地下結構防火安全技術*混凝土強度：C50抗?jié)B等級：P10塌落度：50±10cm配合比/kg/m342.5水泥水中砂碎石Ⅱ級低鈣灰高效減水劑（早強型）NDZ-10004411606381135885.29主筋1Ф10（HRB335，熱軋帶肋鋼筋）箍筋1Ф6.5（HPB235，熱軋盤條鋼筋）鋼纖維2冷拔鋼絲型鋼纖維，直徑0.9mm，長徑比L/d=55，摻量60kg/m3（1）襯砌管片、接頭及襯砌環(huán)1：3火災高溫試驗13.2地下結構防火安全技術*研究研究內容：火災對襯砌管片的損傷機理、襯砌管片高溫性能、襯砌管片接頭高溫性能火災場景：溫度－時間曲線選用HC曲線混凝土管片、接頭火災試驗13.2地下結構防火安全技術*研究內容：襯砌環(huán)火災高溫時（高溫后）的力學性能、承載能力、破壞模式、破壞機理火災場景：溫度－時間曲線選用HC曲線混凝土襯砌環(huán)火災試驗13.2地下結構防火安全技術*火災高溫時襯砌管片內溫度場的傳播分布規(guī)律13.2地下結構防火安全技術*初始荷載狀態(tài)對管片火災高溫力學性能的影響13.2地下結構防火安全技術*火災謀高溫末導致飯的襯砌扭環(huán)內租力重寬分布13撐.2地下草結構弦防火仇安全桐技術*接頭莖位置泰對襯砌辰環(huán)火殿災高胞溫破雅壞模匆式的影榨響13龍.2地下孔結構渾防火另安全說技術*軌道譜交通知9號頓線桂巴林路逃站—炊宜山療路站晴區(qū)間脫隧道病工程外徑算：6尾.2鐮m廣，襯授砌厚陪：3剪50壘m驅m，蒼環(huán)寬潔：1茄.2軟m環(huán)間枕連接盼：17根M3裳0縱向隊螺栓弟；塊脖間連譯接：2根M3聽0環(huán)向著螺栓管片擱混凝度土等倒級：C5營5，抗葉滲等晨級：1.秋0千Mp螞a（2）地拘鐵盾血構隧包道管片睡足尺赤火災耍試驗研究13召.2地下墨結構頃防火灣安全臺技術*13若.2地下潛結構塵防火虛安全寸技術*管片騎混凝融土高溫甲爆裂5-州20電mi存n17困5-萬50境0?C26梨-5鎮(zhèn)1m孤m13攏.1描-5于5.桂7%13厭.2地下盯結構柏防火照安全恭技術*管片覽混凝康土高溫伴爆裂13抓.2地下亂結構謙防火撫安全朝技術*管片導縱向盟接頭勉變形接頭送張角乘變化13去.2地下壩結構籮防火筆安全隸技術*管片牧縱向接頭圍螺栓悶、止緊水帶壤溫度軋變化接頭盜螺栓13魔.2地下?lián)]結構帝防火孔安全亦技術*管片容縱向接頭快螺栓柳、止晝水帶爆溫度絨變化接頭蚊止水禍帶13改.2地下誼結構愈防火鞠安全肢技術*火災純高溫到下地訪下周師圍地層鄰土體槍力學樣行為（3）結眼構-地層顫耦合滿體系窯火災卸試驗痕研究（4）13木.2地下翼結構住防火費安全掛技術*火災合高溫選下大兄直徑鑼裝配究式襯砌骨結構邪體系樂漸進訓性破應壞的機妻理：1）火農災高靠溫作落用過個程中擴，溫奧度在鐮襯砌稠結構撇內呈濾現漸態(tài)進性螺擴散司增加習的過軍程，調使得逢襯砌效結構蜜體系將的混肺凝土絲式、鋼哥筋、呆接頭凈連接落螺栓侮等力揉學性呀能也貫在時量間上盈呈現將出出漸進主性劣瓦化的過洞程，酸逐漸皺從初嗓始值泉向失僻效狀靜態(tài)過薦渡；2）由揭于火攔災時精襯砌青內溫智度場卷分布橋的不頸均勻贊性不此僅表遣現為專沿襯朝砌結貌構厚機度上役的不衣均勻趁，同扯時也堡表現吹為襯顏砌結秩構體漸系不調同部艇位溫應度分僻布的扯不均誰勻，行使得理襯砌赴結構熄體系勵的破王壞表貸現出空間示上的觸漸進匪性演刷變過程黎；3）火區(qū)災高忍溫作陣用過狗程中弦，襯桂砌結甩構體嬌系各陰位置章初始證受力割狀態(tài)洋不同范，襯映砌結伸構體喊系各砍位置秤達到屢破壞猜狀態(tài)樸的時番間也架不一露致。燥襯砌仁結構鎖體系退表現辮為從最固先破孤壞的咽薄弱訊環(huán)節(jié)澤開始天，隨著孫內力硬重分尚布和山轉移鴉，破冠壞狀亦態(tài)逐勢漸蔓蓮延，柴在空前間上某襯砌渴結構另體系扛呈現脆出漸當進性鬧破壞斗的現續(xù)象；4）由綿于襯爆砌結烏構體桌系的變形疲的延翻遲，在火物災高玩溫作炊用過胡程中渡，由個于荷確載的撞變化肢及內挖力重爐分布爽，襯駐砌結匆構體會系的伸變形存、內害力狀康態(tài)都閘處在厲逐漸筍調整劇、演桶化的使過程??；5）襯旬砌結皆構體戰(zhàn)系與參周圍打地層殺之間佛的相互仁作用搬及漸戰(zhàn)進性殲調整跳與演犯化。13臺.2地下克結構礎防火直安全挽技術*13輝.3隧道忙火災獨動態(tài)火災牌預警丸救援技術2.總體脹思路結合干火災滿探測伙器收腸集到寄的數電據實鳴時重康構地但下空抬間內會火災澇情況莊下的三維員溫度懶、煙銀氣場建立火火源買溫升厲曲線它與火前災類喇型、其火源傷熱釋彩放速堪率等號重要躲火情欲信息途間的剝關系根據丈火勢酸的實舒際發(fā)蹈展情旁況來戚選擇柱并實腎時調敞整疏鄭散方款案，恩從而握達到喪人員改疏散令的最唇合理急化火情跨信息獲取三維遵溫度煙氣綢場重塑構數字溜化疏散倡預案*13護.3隧道進火災障動態(tài)君火災診預警膚救援奧技術隧道異火災方動態(tài)修預警染疏散運救援嫌系統(tǒng)童組成勇及功校能圖*大斷蛙面隧續(xù)道足尺聲火災崇試驗研究13栗.3隧道停火災勸動態(tài)社火災迫預警紗救援陜技術3.試驗招驗證*高海飽拔寒切區(qū)特慕長隧您道現場剛火災務試驗研究13咽.3隧道釀火災光動態(tài)扎火災服預警沖救援笑技術3.試驗侮驗證*4.本技糟術的顏優(yōu)點13繡.3隧道昌火災板動態(tài)否火災鵲預警尼救援務技術能提叛供火盼災時大量柳的關栽鍵信鞭息，包撫括火椅源點仰位置末，火世災大漢小和傍類型間，溫莫度場丟，煙情氣擴魂散范耐圍和抖移動普速度槐，從返而更箱好地爛指導因救援詢疏散淋工作暑。實時舍性：根鄭據火飛災探基測器仙測得姨的信明息實匠時地為重構尸地下癥空間開內的慨三維資溫度堤煙氣份場，節(jié)從而擴實時槽地調畜整所宜執(zhí)行乓的應五急疏織散救撲援預慣案。合理感性：根挪據地皇下空籠間內渾實際薪的火查勢發(fā)秩展情斗況來倍選擇唉相應招的疏閣散救克援預冊案，溝從而浙能夠孤保證斗預案池實施滴的有蜻效性籍?；馂慕蝾A警藥系統(tǒng)批運行辦狀態(tài)世實時平監(jiān)測縮慧與評俘估*獨立析光纖灣光柵壘感溫全火災菠探測柿系統(tǒng)13代.3隧道肢火災奴動態(tài)苦火災懲預警協(xié)救援辜技術5.工程咱應用*13急.3隧道捐火災復動態(tài)膨火災弊預警猾救援拔技術5.工程市應用獨立揭光纖劉光柵涌火災嶺探測捏系統(tǒng)其布置熱圖*5.工程幸應用13播.3隧道運火災寸動態(tài)擋火災直預警沿救援裹技術中控洋室*13茫.3隧道愛火災往動態(tài)匹火災籃預警賞救援大技術5.工程黨應用現場家火災你試驗*13擺.4小結（1）由夏于環(huán)盡境的截封閉拴性，丑交通返隧道寫的火副災安河全是哈一個辛非常判重要理的問蹄題（2）火飾災高訴溫會副導致混凝普土爆沫裂、