地铁隧道设计的现状与理念

地铁隧道设计的现状与理念
地铁作为特殊的地下公共建筑，具有空间封闭、人流密度大、通道狭长、疏散条件有限等特点。

地铁隧道一旦发生火灾事故，产生的烟气得不到及时的控制，庞大的客流不能及时疏散，将会造成重大的伤亡事故。

因此，参考借鉴国外优秀的地铁隧道设计理念，不断完善我国地铁隧道设计、使逃生疏散平台更加人性化迫在眉睫。

目前，国内的轨道交通正处在高速发展阶段，各主要城市纷纷加快推动地铁建设。

地铁作为特殊的地下公共建筑，具有空间封闭、人流密度大、通道狭长、疏散条件有限等特点。

地铁隧道一旦发生火灾事故，产生的烟气得不到及时的控制，庞大的客流不能及时疏散，将会造成重大的伤亡事故，因此地铁隧道设计至关重要，但可惜的是，我国地铁隧道设计存在诸多弊端，严重影响地铁隧道的安全。

随着现代科技、新材料的不断更新和发展，我国现存地铁隧道的设计也要与时俱进，所以有必要参考借鉴国外优秀的地铁隧道设计，不断创新和发展。

一、我国地铁隧道设计现状
我国地铁隧道设计存在以下5个方面的问题：
1.破坏隧道的主体结构。

安装线缆需要大量的锚栓固定支架，造成对隧道结构的破坏，另外，承重荷载的增加使隧道的防水和防腐蚀功能受到影响(图1、图2、图5);
2.增加人工安装成本。

大量使用锚栓和支架增加了人工的安装成本;
3.锚栓和支架的材料成本高。

大量使用锚栓和支架固定线缆和逃生板影响地铁项目的整体造价;
4.存在安全隐患。

(1)乘客从车厢疏散到纵向疏散平台时，由于纵向疏散平台宽度为0.60m，仅能容纳1人勉强通过且平台外侧未设置栏杆，因此，利用平台向车站方向做单向疏散较为困难，发生大规模挤伤等二次事故的可能性较大，另外疏散平台距离道床约1m高，乘客从疏散平台跳至道床时，容易受伤，也存在一定的安全隐患。

(2)国内地铁工程对人员在道床上的疏散重视程度不足，主要表现有：道床面上普遍设置中心水沟且水沟上不设置盖板，水沟里淤泥堆积，导致乘客在道床上疏散困难;横穿道床的电缆管线、水管、道床面上的信标等，未采取无障碍处理措施。

以上均未考虑到乘客在道床面上无障碍疏散的需求，给乘客带来安全隐患。

(3)火灾扑救困难，隧道一旦发生火灾，隧道内温度可达到1 350℃高温;含氧量下降，烟气集聚;火灾蔓延迅速，人员疏散困难;
(4)裸露的线缆遇火容易加剧火灾的蔓延;
5.传统的混凝土逃生板重量重不便于运输和安装。

二、现代地铁隧道的设计理念
随着现代科技、新材料的不断更新和发展，国外地铁隧道逐渐采用新的设计理念，如德国科隆地铁、斯德哥尔摩附近的铁路隧道、德国埃森地下铁道、柏林总站、德国科伯根隧道、法国蓝地隧道、法国庞坦门地铁站等都采用现代地铁设计理念，取得了良好效果，经受了考验。

总结现代地铁隧道设计理念，有以下5个方面的特点：
1.安全简洁的设计方案。

现代地铁隧道的设计理念中，使用的产品能在隧道火灾中承受1 350℃高温两小时性能不受影响;双向逃生通道(图B1)，为逃生疏散创造更多的宝贵时间。

2.综合成本合理。

现代地铁隧道的设计理念中，部分线缆通过线缆槽安装(类似城市地下综合管廊法)(图B2)减少锚栓和支架的大量使用，合理降低地铁建设的造价，材质轻(水泥基玻璃纤维等矿物质)便于安装和运输，耐高温(1 350℃)、耐腐蚀、防滑、防潮。

3.哈芬槽的应用。

现代地铁隧道的设计理念中，接触网是地铁隧道的关键部位，成熟的哈芬槽技术为地铁提供更安全稳定的运行，便于安装和调试，保证结构的安全。

4.优化疏散路径。

现代地铁隧道的设计理念中，区间隧道内应为乘客提供多种疏散路径，提高紧急情况下的疏散效率，可参考国外地铁逃生线路，轨道专业在条件许可的情况下，可将排水沟设置于轨道两侧。

对轨道管线、道床上的通讯信号设备的布置，均可采取通过线缆槽形式的无障碍设计。

5.商业价值：现代地铁隧道的设计理念中，简洁美观的隧道设计便于隧道墙体商业、公益广告的安装。

三、现代地铁隧道设计成功案例
隧道安全性标准主要是：①在火灾中面对迅速增高的温度和火势蔓延的情况下如何保护结构混凝土;②如何设置可靠安全的逃生通道;③如何保证电气设备功能完好。

在现代化铁路隧道中使用的玻璃纤维轻混凝土防火板由于具有综合特性而特别适用于地下交通运输设备，因此，玻璃纤维轻混凝土防火板在世界各国广泛使用，取得了良好效果，经受了考验。

(1)2015年德国科隆地铁的隧道使用玻璃纤维轻混凝土防火材料作为轨道两侧水泥槽盖板，以此作为紧急情况下人员疏散的平台，使用面积为2400平方米。

(2) 2014年瑞典斯德哥尔摩铁路隧道使用玻璃纤维轻混凝土防火板作为防火墙和防火吊顶，使用面积分别为10000平方米和7500平方米。

(3) 2015年德国埃森地铁隧道使用玻璃纤维轻混凝土防火材料作为轨道两侧水泥槽盖板，部分有涂R13级防滑涂料，以作为紧急情况下人员疏散的平台，使用面积为1700平方米。

(4) 2012年瑞典斯德哥尔摩高速公路隧道使用玻璃纤维轻混凝土防火板作为防火吊顶，通过了RABT火灾曲线测试，使用面积为23000平方米
(5) 2008年德国柏林泰格尔机场隧道使用纵向线缆槽以保护线缆，使用长度为1900米，线缆槽的耐火等级为E 90。

(6) 2012年德国杜塞尔多夫科伯登(Kö-Boden)隧道使用玻璃纤维轻混凝土防火板作为防火吊顶，使用面积为11500平方米，通过了RABT火灾曲线测试。

(7) 2011年法国蓝地隧道，使用玻璃纤维轻混凝土防火板作为防火吊顶，使用面积为38000平方米，通过了ISO火灾曲线测试和HCM火灾曲线测试。

(8)2011年法国庞坦门地铁，使用玻璃纤维轻混凝土防火板作为防火吊顶，使用面积为30000平方米，通过了ISO火灾曲线测试和HCM火灾曲线测试。

我国各地地铁业主和设计院逐渐意识到我国地铁隧道设计存在的缺陷，目前，已开通的北京地铁多条线路，以及其他一些城市轨道交通的新建线路，均在行车方向的左侧设置了纵向应急疏散平台，设置高度一般在850-950mm之间，宽度最小600mm左右，疏散平台与联络通道处的底板设置同高，一般疏散平台沿隧道壁连续通畅设置(除无法设置地段外)。

当列车失去动力停在隧道区间时，乘客首先从疏散平台纵向进行疏散。

同时乘客也可直接利用道床疏散，即通过设置在列车前、后端的应急疏散楼梯到达轨面，再通过道床沿纵向进行疏散。