城市地下交通樞紐事故的分析與對策

城市地下交通樞紐事故的分析與對策

0改善城市地下空間隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為一個以工作、生活和娛樂為中心的城市，發(fā)展也非常迅速。經(jīng)濟(jì)繁榮帶來了城市建筑的突飛猛進(jìn),交通工具的種類和數(shù)量也呈爆炸式增長。樓宇數(shù)量多,人員多,車輛多,導(dǎo)致城市地上空間變得愈來愈小。停車需求也在持續(xù)增長,而現(xiàn)有停車泊位供給嚴(yán)重不足,停車庫分散且管理不統(tǒng)一,使高峰時期停車難、行車難問題越來越突出。城市核心地面交通擁堵問題日益明顯。因此建立完善的地下交通樞紐和地下停車系統(tǒng)、整合區(qū)域停車資源、統(tǒng)一區(qū)域停車管理等,不僅對緩解靜態(tài)交通矛盾、降低動態(tài)交通壓力有積極作用,還將對城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到不可估量的支撐和促進(jìn)作用。高效利用城市地下空間,將城市交通系統(tǒng)適度的地下化,是改善城市整體交通并使之進(jìn)一步現(xiàn)代化的有效途徑,可以一定程度上解決城市核心區(qū)地面交通擁堵問題。城市交通的一部分轉(zhuǎn)入地下以后,不僅具有快速、便捷和不受氣候影響的特點,而且對于地面交通、城市布局和城市環(huán)境等方面都有積極的影響。對于車庫,有相應(yīng)的防排煙規(guī)范可以參照,例如《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50045-95(2005年),《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)。對于隧道,也有相應(yīng)的防排煙規(guī)范可以參照,如:《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》(GB50157-92)、《鐵路隧道設(shè)計規(guī)范》(TB10003-2001)、《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ026.1-1999)等規(guī)范。但是現(xiàn)有的規(guī)范中,對城市公路隧道的消防設(shè)計幾乎沒有作出規(guī)定,即使借鑒相關(guān)的規(guī)范規(guī)定,也由于對隧道防火設(shè)計要求很少,很難滿足設(shè)計的需要。直到《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)新增了第十二章“城市隧道”,才明確對城市隧道的消防設(shè)計作出了部分規(guī)定。因此對于城市地下交通樞紐來說,缺乏了相應(yīng)的規(guī)范用以參考,可以通過性能化設(shè)計來完成城市地下交通樞紐的消防設(shè)計。1城市地下交通樞紐防火設(shè)計難點分析性能化防火設(shè)計方法是建立在消防安全工程學(xué)基礎(chǔ)上的一種新型建筑防火設(shè)計方法。建筑消防性能化設(shè)計是最近幾年剛由國外引進(jìn)的較為先進(jìn)的建筑消防設(shè)計評價方式,我國尚未制定實施消防性能化評估流程方面的規(guī)定和要求。在城市地下交通樞紐,無論采用什么樣的火災(zāi)安全設(shè)計方法,在火災(zāi)發(fā)生時,首先要保證通道內(nèi)滯留人員的生命安全,確保人員可以安全疏散。這就需要綜合考慮通道安全設(shè)施的配置情況,對事故通風(fēng)防煙系統(tǒng)和安全疏散系統(tǒng)進(jìn)行合理的組織。因此城市地下交通樞紐性能化防火設(shè)計應(yīng)解決以下關(guān)鍵問題。城市地下交通樞紐的消防設(shè)計要點、難點主要包括以下幾個方面:(1)防火分區(qū)的劃分;(2)火災(zāi)情況下的人員疏散;(3)滅火系統(tǒng)的設(shè)計;(4)通風(fēng)排煙系統(tǒng)的設(shè)計;(5)電氣系統(tǒng)的設(shè)計。1.1地下交通樞紐安全設(shè)施設(shè)計的選擇城市地下交通樞紐的車行方向及與車庫、室外的連接具有復(fù)雜性,無法像普通建筑那樣劃分防火分區(qū),即設(shè)置防火墻或者防火卷簾作為分隔。對于地下交通樞紐來說,不可能在通道中間的位置設(shè)置防火墻作為防火分區(qū)的劃分。也不能在通道中間的位置設(shè)置防火卷簾,否則當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時,防火卷簾拉下來會阻礙人員的疏散,同時會阻礙消防人員的進(jìn)入,以及會阻礙未受火災(zāi)影響的車輛的安全撤離。對于與主通道和車庫之間的連接通道來說,可以設(shè)置防火卷簾,作為防火分隔。1.2地下交通樞紐的安全疏散城市地下交通樞紐消防設(shè)計的一個最重要的目標(biāo)是保證人員生命財產(chǎn)的安全,因此人員疏散設(shè)計是設(shè)計中的一個重要部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)保證在規(guī)定時間內(nèi)人員可以撤離到安全區(qū)域。在城市地下交通樞紐建立明顯疏散交通標(biāo)志、設(shè)置高效的誘導(dǎo)疏散系統(tǒng)(包括廣播通知、安全通告、人員引導(dǎo)、指示標(biāo)志等)對于城市地下交通樞紐的人員安全疏散會起到至關(guān)重要的作用。在城市地下交通樞紐的人員疏散設(shè)計中,突出的問題表現(xiàn)在疏散口位置的布置是否合理?；馂?zāi)時的人員疏散除了受到人員本身特性和火災(zāi)煙氣的影響以外,城市地下交通樞紐的安全出口、安全疏散距離、疏散通道的寬度等都會對人員的疏散產(chǎn)生很大的影響?！兜罔F設(shè)計規(guī)范》(GB50157-2003)對于樓梯、出入口及疏散通道的設(shè)計均做出了規(guī)定。因為這些建筑結(jié)構(gòu)不但會對人員的步行速度出口路線的選擇等人員的運動產(chǎn)生影響,而且這些結(jié)構(gòu)的形式也決定了煙氣在地下交通樞紐內(nèi)的流動特性,進(jìn)而影響到火災(zāi)時疏散通道的安全性。根據(jù)實際工程確定這些建筑結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)成為設(shè)計的要點和難點,需根據(jù)城市地下交通樞紐的性能化設(shè)計進(jìn)行設(shè)計和調(diào)整。1.3自動排放滅火系統(tǒng)滅火系統(tǒng)的設(shè)計目的是在初期能夠控制火災(zāi)發(fā)展,保證在消防救援人員到達(dá)之前火災(zāi)不大范圍蔓延。從現(xiàn)有國內(nèi)通道設(shè)計情況看,常用的自動噴水滅火系統(tǒng)有:自動水噴淋系統(tǒng)、水噴淋-泡沫滅火系統(tǒng)以及水噴霧滅火系統(tǒng)。選用哪種噴水滅火系統(tǒng)需根據(jù)各種系統(tǒng)的特點分析其是否適用于特定的實際工程。1.3.1淋螺釘安裝在隧道內(nèi)部常規(guī)的自動水噴淋系統(tǒng)在隧道內(nèi)使用的有效性存在一定的爭議,原因有以下幾點:(1)水噴淋噴頭一般只能安裝在隧道上部,如果是隧道內(nèi)車輛內(nèi)部發(fā)生火災(zāi),往往無法及時抑制或撲滅;(2)水噴淋耗水量大,容易造成隧道內(nèi)路面濕滑,并促使液體火災(zāi)的擴(kuò)大;(3)水噴淋需要固定的大量水源和排水系統(tǒng),以及其它管路設(shè)備,在隧道內(nèi)安裝維護(hù)具有一定的難度。1.3.2可作為汽車用的泡沫水噴淋-泡沫滅火系統(tǒng)是在傳統(tǒng)自動噴淋系統(tǒng)中配置可供泡沫混合液的設(shè)備。組成既可噴水又可噴泡沫的固定滅火系統(tǒng),該系統(tǒng)噴射的泡沫可附著在汽車表面,通過窒息達(dá)到滅火的目的,一定程度上改善了普通自動噴水滅火系統(tǒng)無法較好撲救汽車火災(zāi)的缺點。水噴淋-泡沫滅火系統(tǒng)在不改變傳統(tǒng)自動噴水滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了對易燃、可燃液體火災(zāi)的滅火、控火能力,加強了對固體火災(zāi)的滅火效果,是一種安全可靠、經(jīng)濟(jì)實用的新型滅火系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水噴淋滅火系統(tǒng)比較,大大提高了地下活動場所消防的可靠性、安全性。1.3.3汽化冷卻、隔氧化及衰減輻射的作用水噴霧是使用特殊加工的噴嘴,通過水與不同霧化介質(zhì)產(chǎn)生的水微粒。其滅火機理是:當(dāng)水噴霧直接噴射進(jìn)入或被卷吸進(jìn)入火焰區(qū)時,由于表面積相對較大,吸收熱量快,迅速汽化并降低氣相燃料及氧化劑的溫度,同時大量水蒸氣的存在也會降低反應(yīng)區(qū)的氧氣及可燃?xì)怏w的體積分量,并有效衰減熱輻射的傳遞,從而達(dá)到汽化冷卻、隔絕氧氣和衰減輻射等機理復(fù)合作用的滅火效果。泡沫-水噴霧系統(tǒng)就是一種同時具有水噴霧滅火和泡沫滅火雙重效應(yīng)的滅火系統(tǒng),不但能有效對隧道內(nèi)各種類型火災(zāi)進(jìn)行撲救,還在撲救流淌火災(zāi)和降低隧道內(nèi)溫度兩方面有明顯的優(yōu)勢。1.4通風(fēng)防煙在多數(shù)的通道設(shè)計中,通常采用多豎井送(排)風(fēng)加射流風(fēng)機誘導(dǎo)的縱向通風(fēng)方式來達(dá)到控制煙氣蔓延范圍的目的。如果城市地下交通樞紐所處的位置不適宜設(shè)置過多的通風(fēng)豎井,或者是通道本身坡度較大、某些路段曲度過大以及支道較多,使用射流風(fēng)機誘導(dǎo)煙氣的效果無法得到保證,這時在設(shè)計中通道就需要采用橫向通風(fēng)方式。城市地下交通樞紐的主要火災(zāi)荷載為行進(jìn)中的車輛,由于車輛位置在不斷移動,所以通道內(nèi)火災(zāi)有可能發(fā)生在通道內(nèi)任何車輛可通行的位置,即起火點位置極具不確定性。由于通道空間整體屬于狹長型,橫斷面面積較小,本身蓄煙能力有限,所以煙氣更易向通道兩端擴(kuò)散和蔓延,這對煙控系統(tǒng)提出了更高的要求。不同地點發(fā)生火災(zāi)時采用最合理的通風(fēng)排煙方式,可以有效控制煙氣蔓延,為人員疏散提供有利條件。因此,地下綜合交通樞紐的通風(fēng)和防排煙設(shè)計更為復(fù)雜,也更為重要。合理有效的通風(fēng)防排煙方式能為緊急情況下時的人員疏散提供了有力保證。1.5火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計方案電氣系統(tǒng)的設(shè)計包括供電系統(tǒng)設(shè)計、消防報警系統(tǒng)設(shè)計、消防聯(lián)動控制、火災(zāi)應(yīng)急廣播系統(tǒng)和應(yīng)急照明系統(tǒng)的設(shè)計。供電系統(tǒng)的消防用電負(fù)荷等級按照實際工程的類別來確定,消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路,當(dāng)生產(chǎn)、生活用電被切斷時,應(yīng)仍能保證消防用電。隧道中經(jīng)常采用的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)主要有光纖系統(tǒng)、光纖光柵系統(tǒng)、雙波長火焰探測系統(tǒng)。這三種系統(tǒng)各有優(yōu)缺點,其中光纖系統(tǒng)、光纖光柵系統(tǒng)施工方便,尤其對于多分枝、多曲線的隧道更具優(yōu)勢,但是由于隧道環(huán)控通風(fēng)的影響,光纖系統(tǒng)、光纖光柵系統(tǒng)具有報警漂移的缺點。雙波長火焰探測系統(tǒng)報警不受隧道通風(fēng)的影響,但其只能對火焰報警,且報警容易受到車輛遮擋的影響,并且布置受視角的影響。無論采用何種報警系統(tǒng),均應(yīng)滿足準(zhǔn)確定位火災(zāi)在隧道中的發(fā)生區(qū)域的要求。通過聯(lián)動控制臺,可實現(xiàn)對消火栓系統(tǒng)、自動噴水系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、正壓送風(fēng)系統(tǒng)、防火卷簾門、防火門、電梯運行、火災(zāi)應(yīng)急廣播、火災(zāi)應(yīng)急照明等的監(jiān)視及控制。消防聯(lián)動控制按照《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50116-2008)進(jìn)行設(shè)計。消防控制室設(shè)置火災(zāi)應(yīng)急廣播?；馂?zāi)發(fā)生時消防控制室值班人員根據(jù)火情,自動或手動進(jìn)行火災(zāi)應(yīng)急廣播,及時指揮、疏導(dǎo)人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場。應(yīng)急照明同人身安全和建筑物安全緊密相關(guān),當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)或其它災(zāi)害,伴隨著電源中斷,應(yīng)急照明對人員疏散、消防救援工作,對重要的生產(chǎn)、工作的繼續(xù)運行或必要的操作處置都起到重要的作用。應(yīng)急照明系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)置備用電源,其連續(xù)供電時間應(yīng)按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2006)中第十二章城市交通隧道的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。2案例分析現(xiàn)以某金融街地下車庫連通工程為例,探討城市地下交通樞紐消防設(shè)計。2.1兩條線路的連接該工程總面積約為0.92平方公里,現(xiàn)有各類建筑約420萬平方米。是當(dāng)前發(fā)展比較成熟的商業(yè)中心,集購物、休閑、旅游、辦公、餐飲、娛樂等功能于一體。該項目的通道包括金融街段主通道、兩條進(jìn)出口支洞以及三條連接地下車庫的連接道(如圖1)。該部分總共連接7處樓盤的地下車庫,其中主通道(1095.1m)、支洞一(475.2m)、支洞二(469.6m)均為單向2車道(主通道另有2m寬緊急停車道),連接道一(165.3m)、連接道二(157.4m)、連接道三(127.5m)均為雙向2車道,支洞通道一為雙車道上行通道,支洞通道二為雙車道下行通道。2.2設(shè)置退火極限為了防止火災(zāi)在不同的通道及通道與地下車庫之間蔓延,金融街主通道與3個連接道、2個支洞連接口處應(yīng)分別設(shè)置耐火極限大于3小時的復(fù)合防火卷簾作為主要分隔,可避免上述隧道區(qū)域因火災(zāi)相互影響。金融街通道工程與相鄰車庫連接通道處設(shè)置耐火極限大于3小時的防火卷簾。為保證工程實施,及簡化工程管理,車行隧道與地下車庫間應(yīng)設(shè)置雙道耐火時間為3h的防火卷簾,車庫與金融街連通道工程分別控制各自系統(tǒng)內(nèi)的防火卷簾。2.3地下車庫疏散出口某金融街地下車庫連通工程的人員疏散口分三類:分別是直通室外出口、連接車庫的疏散出口以及新建疏散樓梯間。直通室外出口有兩個,即支洞一的入口和支洞二的出口,這類出口的優(yōu)點是較為寬敞且可直接到達(dá)室外。連接車庫的疏散出口即為通道中設(shè)置的連接臨近車庫的人行橫通道。這類出口總共設(shè)置11個,主要位于主通道和連接道。人員需由通道疏散至臨近的地下車庫,然后通過地下車庫的疏散系統(tǒng)疏散至地面,雖然疏散線路較為復(fù)雜,但由于通道中發(fā)生火災(zāi)時,臨近地下車庫可通過防火卷簾、防火門等措施與通道空間分隔,所以車庫屬相對安全的區(qū)域。新增疏散樓梯間,通道中增設(shè)的通往地面的疏散樓梯間在原設(shè)計中全部分布在支洞一和支洞二,其中支洞一設(shè)置三部疏散樓梯,支洞二設(shè)置兩部疏散樓梯。人員進(jìn)入疏散樓梯后即可認(rèn)為相對安全,并可直接疏散至地面。通過設(shè)置新增疏散樓梯間,人員疏散時最大步行距離降低到了55m,保障了通道疏散的安全性。2.4消防排水系統(tǒng)由于該工程空間封閉,建成后區(qū)間內(nèi)車流量密集,火災(zāi)隱患大,一旦失火不及時撲救則會造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果。所以本工程設(shè)置了消火栓系統(tǒng)、自動噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)、建筑滅火器及消防排水系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)按中危險II級設(shè)計,用水量為30L/s。采用常高壓給水系統(tǒng),由市政給水環(huán)網(wǎng)提供自動噴水-泡沫聯(lián)用系統(tǒng)用水。2.5防煙分區(qū)及煙壓由于本工程中通道線路相對較復(fù)雜,縱向坡度和線路曲度均較大,采用通常通道中使用的縱向通風(fēng)系統(tǒng)預(yù)計無法起到良好的防排煙效果,所以在設(shè)計時,本工程通道中均采用橫向通風(fēng)系統(tǒng)兼作火災(zāi)時的重點排煙系統(tǒng)。該工程的防煙分區(qū)如圖2。防煙分區(qū)用0.5m的擋煙垂壁分隔。主通道劃分為九個防煙分區(qū),主通道上最大防煙分區(qū)長度不超過150m。各支洞和各連接道分別單獨作為一個防煙分區(qū)?；馂?zāi)時排煙量按實際通道洞內(nèi)層高、換氣次數(shù)按10次/h計算,補風(fēng)量為排煙量的85%計算。排煙風(fēng)機采用高效率雙速風(fēng)機,平時兼作排風(fēng)用。排風(fēng)量按3m層高、換氣次數(shù)按6次/h計算,補風(fēng)的換氣次數(shù)按5次/h計算。2.6自動報警及聯(lián)動系統(tǒng)由于本工程為一類地下車庫,其消防用電按一級負(fù)荷考慮,電源由臨江門變電站和新民街變電站分別引來一路10kV高壓電源在環(huán)道內(nèi)部形成環(huán)網(wǎng),對本工程進(jìn)行供電,變電所高壓配電采用開路環(huán)網(wǎng)方式,兩路電源互為備用,另設(shè)EPS集中應(yīng)急電源作