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城市轨道交通区间隧道存在的问题及维护策略研究

李兴旺

长沙市轨道交通运营有限公司,湖南长沙,410000

摘要: 轨道交通系统作为现代城市公共交通的一项很重要的组成,其安全直接关乎到普通百姓的安全问题。该文主要根据目前中国地铁区间隧道内安全疏散的实际状况,剖析了其所面临的一些问题,并建议在开展中国地铁区间隧道内安全疏散工程设计时,应当充分考虑有充足的逃生空间和畅通的逃生路径,以及安全、合理的隧道内逃生配置等,并指出了区间隧道内逃生路径布局的重点,并希望为有关设计人员提供参考。
关键词: 城市轨道交通;区间隧道存;问题;维护策略
DOI:10.12721/ccn.2022.157049
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引言

城市轨道交通需要解决日益突出的城市出行安全和便利问题。就轨道交通建设而言,城市轨道交通区间隧道建设是最重要的项目之一。城市轨道交通区间隧道在设计、施工和运营中存在的一些问题可能会造成安全隐患。本文分析了这些问题,并寻求解决方案,以确保适当的控制并维护城市轨道交通区间隧道的建设和运营

一、地铁区间隧道存在的特点

轨道交通是城市中至关重要的组成部分,同时也面临着一些安全隐患。轨道交通的安全直接关乎着旅客的人身安全。一旦出现重大意外事件或灾变时,车站很可能无法继续运行,旅客也不得不从区间隧道内脱离或车辆被撤离。在强调以预防为主的同时,还对突发状况时旅客撤离的安全性予以了充分的关注,充分体现了地铁设计和经营中以人为本的方针,从而防止了事故来临时出现难以挽回的遗憾。轨道交通的区域隧道安全是一项复杂的系统,区域隧道面临着一定的安全隐患,在目前的轨道交通建设中,对区域隧道内旅客的疏导方法相对模糊,相应的思想还不健全,在多次轨道交通的审查中,审查人员也认识到该现象的严重,也一再提出应开展深入系统的探讨,来进行区域隧道疏散体系的配套建设。

一是出现火灾安全事故,因为地下室空间狭窄,起火时烟雾多、气温大。因为加强地下室出口高度低,封闭度高,且通风环境较差,因此如果出现大火,由于可燃物生成了巨大的浓烟,特别是地下铁路列车的表面材料,塑料等将加快大火的扩散并形成大量有毒气体,给人类健康带来极大危险。在地下室着火情况下,通常,大火烟雾在着火处以约1m/s的速率迅速向四处蔓延,并出现了积聚不散的现象,所见深度通常约为2-5m[1]

二是水平疏散问题。主要表现为:地下的出口少无窗,人可以直接通过安全出口疏散出去;由于全部采用了人工采光,无法利用自动采光系统疏散。突发安全事故时,因为对视线的影响而严重阻碍了人的水平疏散。但如果发生了火灾事故和高毒气渗透等重大安全事故,则因为空气水平流淌的速度大大小于高烟毒气流动的速度,人水平疏散的速度在一般情况下约为温度系数1.2m/s,而浓烟的水平流动速度则为0.5-1.5m/s,其中人在上楼梯的速度最大也为零点六m/s,而浓烟在上流的速度则为水平方向穗子的正三到五倍。此外还有由于烟气传播方向与人水平类撤离的速度一致,而且烟气中的一氧化碳等有毒气体以及高温毒气也直接影响了人类的生命安全。

三是救援困难。进入事故发生地较困难,因为人流的疏散方向和救护人员进入事件所在地的方向相反,加上与地下安全事故者通讯联系也困难的多。

四是人员伤亡和财产损失特别严重。地铁是人群高度集中的地方,因此如果出现了严重安全事故,极易导致群死群伤和严重的生命财产损失的结果[2]

二、地铁区间隧道的安全疏散手段和面临的问题

(一)现阶段地铁区间的安全疏散措施

由于中国现阶段对于铁路区域的安全疏散方法的标准尚不健全,因此中国《地铁设计规范》中并未对铁路区域隧道内乘客的安全疏散方法作出过具体的要求。但目前中国国内在主要或已投入使用的轨道交通线路上,针对区域轨道内人员的疏散方法已多种多样,总结归纳起来大致上有如下方法:当旅客通过了设在车厢头部的端头车门后,通过紧急疏散楼梯到火车运行轨迹之间的道床处,利用地面相对平整的二段铁轨之间的道床沿轨道纵向进行疏导,最后抵达一端的站台上。该种疏导方法主要应用在当区间轨道距离很近,而又不能建立有效联络渠道时或当事故的现场距站台距离很近处。在区间内轨道距离较长且事故的现场距站台距离较远时,也适宜采取该种疏散方法。旅客通过端头门,或通过紧急疏散楼梯直接到达轨道床层,沿地道纵向进行撤离,抵达联络通道后进入下一个地道。或通过侧向撤离系统和联络通道疏散,旅客在车站的侧窗下车,直接到达疏散站台,沿疏散站台行走到达联系通道后进入下一个地道。目前中国国内的轨道交通网络多数采取该种方法[3]

(二)我国现阶段的道路建设力度过大

近年来,由于中国经济社会的发展需要加上我国政府相应制定的一系列优惠政策的扶持,更多的国家加强了对城市轨道交通系统的建设的投入,据不完全统计,在中国的北京、上海、广州、深圳等一线城市内,完成的年均轨道建设总量已经达到了莫斯科等世界大城市建设总量的十几倍以上,但在体现中国经济增长快速和城市轨道交通建设快速发展的同时,城市大规模交通轨道建设的实施中却产生了一些严峻的后续困难。众所周知,现阶段越是成熟的城市里交通拥堵现象越是突出,而为了解决这一问题大都进行路面施工,过度密集的路面施工,不但浪费了不该利用的地面资源,同时过度密集的路面施工还可能导致现阶段的施工、资金的周转问题,进而拖延了时间,不仅不利于经济社会的发展,也可能对附近的住户造成一定的影响。

(三)轨道交通投入不足,仅靠政府财政支持

从现阶段的发展趋势来看,目前中国城市的地铁线路的主要特征就是施工期限较长且规模范围很大。而众所周知,在进行路面施工开展的过程中,由于进行路面施工作业可能涉及到数百公里,而在此过程中不但需要大批的工作人员,而且更多的时候还需要许多机械设备,唯有如此才可以提高施工的进行速率。而想要达到这些要求,不但必须对人力资源和领先的科学技术加以吸纳,同时还必须有庞大的资金链的支撑,也唯有如此,才可以实现施工的顺利完成。而现在,道路建设过程中的资金投入都源自于政府部门的投入,这就无疑加大了政府部门的财务压力,而在建设前期的投资过程中,政府只有投资而不能任何收回,从而造成了政府前期的经营支出无法平衡,而这又直接加大了政府贷款的压力。

(四)实际客流量与预测客流量有出入

在实施城市地铁计划的施工中,必须对已建设的街道作出适当的客流量预估,并以此为基础作为轨道施工的依据。从中国经济的现阶段来看,往往所预估的数字与现实客流量相悖,而且二者差距较大。比如,如果在城市里面实施了路面维修工程,当施工结束后却发现从该道路通过的游客很少,那么这是一个对自然资源的严重浪费,不但未能起到疏通减少其路面上客流量的效果,而且浪费了大量珍贵的土地资源。此外,由于现阶段的道路高峰期大多是在上班时间和下班时间点游客比较多,而这又是导致现实客流量和预期客流量之间出现差距的主要因素。

(五)工作规范化差,相关制度不全面

合理地、科学地、合理地进行城市轨道交通建设不仅可以提高项目的顺利进展,而且促进了项目的实施进程。现阶段,中国的城市轨道交通建设规范性工作相对不足,在做好城市轨道交通建设的整体规划、用地的合理资源使用计划,以及城市公共交通的设计等方面都略显欠缺。而且有的地方政府在开展城市轨道建设工作的进程中,还不能充分考虑到现阶段的该区域的实际状况,就一味跟风,一味的进行了轨道建设,而这样不但占用了大量的用地空间,还耗费了财力,甚至使该区域的实际建设还不能发展到应该应有的效果,严重的威胁到了地方的经济建设。

二、隧洞中出现的工程质量问题的原因

1、在施工阶段所采用的预测方法不能很好地反映掌子面前的地质情况。随着我国隧道工程的发展,隧道的长度和深度都在不断增加。在施工中,如果不能对掌子面前方的地质条件有足够的认识,将会导致隧道施工的盲目性很大,在施工中往往会遭遇到不可预知的塌方、突水突泥等地质灾害,增大了隧道质量问题的几率。这些预测的缺失和精度的缺失,使隧道的质量难以保证。

2、由于施工方法及水平的限制,也是影响隧道工程质量的另一个重要因素。目前,我国大部分的工程建设都是以钻孔爆破为主,因此,许多工程建设单位在开挖过程中,往往会增加炸药用量,增加挖掘进尺,以加速施工;但由于施工企业自身技术水平的限制,导致了大量的超、欠挖现象。

三、地铁区间隧道的维护策略

在地铁维护方面,做好防范工作的同时,政府还要针对地铁区间及隧道内旅客的安全,制订了必要的安全维护策略,提供了必要的疏散救助设施,以使在事故状况下旅客能够成功地撤离至安全场所。

(一)在地铁区间或隧道建立相应的安全隧道

地下铁道的设置建造之时,还必须充分考虑轨道上交通车体和地道内壁之间的相对位置的大小、地道内的轨上应急避难系统直径和高程、隧道联络通道的高度与相隔高度、隧道联络通道门洞直径、道床的逃生高度和避难通道容量等多个因素,还必须满足预估在事故状况下的旅客疏散度的需要。轨道中人员和轨壁内空间设备的布置,应当符合逃生或者救援车辆通过的空间要求。在轨面上,通过的电缆、管线等相关设备,应当满足无障碍通道疏散的需要,如表1。

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表 1在地铁区间或隧道建立相应的安全隧道

(二)配备足够的安全疏散设备设施

地铁旅客在火灾事故时的行为反映规律是复杂多变的,深入研究旅客在火灾事故时的行为反映规律既有助于科学地合理编制疏散预案,也有助于疏导规范的更加健全,所以是十分必要的。旅客的安全性也是逃生疏散系统配置中最主要的考量因素,因为旅客在火灾事故发生时逃亡的道路必须要安全而且阻碍小,所以在设计隧道的逃逸路径时需要设计出一个阻碍小、安全高的通行路线,而适当的通行空间、安全指示性标识以及无障碍化管理措施都至关重要。比如:供旅客在逃亡时通行的轨道床,设计区间隧道时要应考虑到有充分的通行空间,以确保足够的安全性;行走的路线上必须设有安全标志,如在导电轨上必须覆盖高压电警告标,并且在行走的路线上必须设有明显的指示标识,以免走失;在道路的障碍物上需要加以无障碍设施化处理;在避难平台的设置区域内,在每隔300m之间必须设有方便人员疏散以及通过道床层的间隔式楼梯等,而上述这些措施都是以乘客安全性为重点考量因素下的逃生办法。

(三)积极探讨多元化的融资方式

城市轨道交通的建设单纯依赖政府财政支持是不足的,所以,在实施建设的过程中需要多方面资本的支撑,也需要多样化的投资方法。现阶段,当我们在实施城市轨道交通建设的前期时,可将城市道路周边地块加以开发利用,从而促进道路沿线的地块升值,同时利用政府对地块的投入来获取交通建设的资金,从而减轻政府财政的压力。另外,政府在实施道路修建前,可通过对本地的知名企业实行集资,或奖励优秀民营企业募捐集资筑路,或在路面通车后设置适当的广告牌进行形象创意宣传;还可通过拓宽外部的融资途径,更积极地推动境外融资,或采取融资租赁等更多元化的方法来实现直接投资,以保证在地铁隧道建设过程中融资链条的稳定性。

(四)找出可以准确预估客流量的方式方法

众所周知,实际客流量是反映该道路使用效益的最重要的数据,所以,人们必须找到正确地、合理地估计客流量的途径,来减少对预计客流量和现实客流量之间的偏离。当社会经济发展到了一定的阶段时,由于社会政治经济、科技及其相关文化发展的原因,城市里的普通市民的交通模式也会存在一定差别的。所以,必须做好合理的对客流量的预估,并正确设计好城市里的交通方式,并针对各个城市的特征制定差异化的城市轨道交通模式,才可以保证其更好、更快的开展。

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表2 合理设置岛台

(五)加强城市轨道的建设和市民基本素质的培养

由于城市人群的日益增多,城市里的道路交通已经产生了承受很大压力的现象,交通难题也是频繁发生。这样,再加上对道路交通安全等方面的严格监管,有利于整个城市交通运输产业的健康发展。另外,在现阶段,由于城市人数的逐渐增多,政府对其监管也还没有非常全面,而在此过程中,若忽视了对市民的监管,导致部分素质低下的市民对公共交通轨道加以破坏,将会提高后期的管理维护成本,所以,进行对市民的再教育也是很有必要的。

结束语:

综上所述,轨道交通的安全性直接关乎到普通百姓的生命安全,文章中融合了专业知识、实地考察经验和有关资料,对区间隧道内的人员安全疏散的实际状况及其存在的问题做出了介绍,并分别给出了解决办法。提供了合理的疏散模型与理念,希望能给轨道交通区间的疏散体系设计提供借鉴,以期实现即使轨道交通故障时仍安全的最终目标。

参考文献

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[4]舒文军. 城市轨道交通暗挖隧道错相减震爆破技术研究[J]. 价值工程, 2021, 41(12):4.

[5]牛涛, 张辉. 城市轨道交通智能运维系统方案研究[J]. 铁道运输与经济, 2021, 44(4):7.

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[7]陈鑫. 城市轨道交通车辆智能运维系统探索与研究[J]. 轻松学电脑, 2019.