地铁长区间隧道火灾工况风速实测情况分析

王君

中铁第四勘察设计院集团有限公司

0 引言

某地区地铁线路于 2019 年底开通运营，根据交通运输部2019 年2 月印发的《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范第1 部分：地铁与轻轨》[1]（以下简称安全评估技术规范）第四十八条所述，通风空调系统应具有通风换气和空气环境控制功能，排烟系统排烟量，隧道纵向排烟风速，楼梯间加压送风系统余压等测试合格报告。《GB/T30013-2013 城市轨道交通试运营基本条件》[2]8 .4.1 要求通风空调、采暖系统应符合《GB50157-2013 地铁设计规范》[3]的有关规定。《地铁设计规范》（GB50157-2013）第 28.4.12 要求，区间隧道火灾的排烟量，应按单洞区间隧道断面的排烟流速不小于2 m/s 且高于计算的临界风速计算，但排烟流速不得大于11 m/s。

安全评估技术规范中所提到的测试合格报告一般指消防验收所采纳的合格报告，纵向排烟风速的测试合格报告一般由消防验收时第三方检测机构出具。基于此，在整条线路区间消防验收前对区间隧道通风系统进行必要的验证以及测试是合理而且必要的。由于整条线路区间隧道数量较多，在正式消防联动检测之前，在全线所有区间隧道中选择了两个最长且最复杂的区间隧道对纵向排烟风速进行了实测，以期为后续区间消防联动检测做好基础。

1 概况

海沧大道站～东渡路站区间为跨海区间，该区间下穿厦门西海域，东接东渡游轮母港，西接海沧 CBD，并下穿大兔屿岛。区间左线起讫里程为 ZDK18+531.484～ZD K21+267.568，区间总长 2768.222 m，跨海段长度约2.12 km，采用矿山法与盾构法施工。该段区间隧道在中部设置一处中间风井，中间风井位于大兔屿岛上。区间隧道通风采用分段纵向通风模式，将整个跨海区间划分为两个通风区段，分别为东渡路至大兔屿区段以及大兔屿至海沧大道区段，区间隧道通风原理图以及区间隧道通风系统风机配置分别如图 1 以及表1 所示：

图1 海东区间隧道通风原理图

表1 海东区间隧道通风系统配置参数表

图2 翁马区间隧道通风原理图

翁角路站～马青路站区间下穿海沧区蔡尖尾山，采用盾构法以及矿山法施工，区间总长约 3.78 km，设置一处施工竖井以及施工斜井。由于该区间长度较长，根据行车专业计算，整个区间存在三辆列车同向追踪，因此在该段区间隧道设置两处中间风井，1 号风井利用区间施工竖井，2 号风井利用区间施工斜井。区间隧道通风采用分段纵向通风模式，将整个穿山区间划分为三个通风区段，分别为翁角路站至翁马区间 1号竖井，翁马区间1 号竖井至翁马区间2 号斜井区段以及翁马区间2 号斜井至马青路区段，区间隧道通风原理图以及区间隧道通风系统风机配置分别如图2 以及表2 所示。

表2 翁马区间隧道通风系统配置参数表

2 测试情况

2.1 测试仪器

测试仪器采用 testo425 手持型热线风速仪，可应用于温度以及风速测量，具有多点/时间平均值计算功能，风速量程 0～20 m/s，分辨率 0.01 m/s，测量精度为±（0.03 m/s+5%测量值）。

2.2 风速测试位置

主要测试工况为区间火灾工况，而区间火灾工况根据列车着火部位的不同细分为车头火灾以及车尾火灾。当列车在区间行驶时发生火灾，失去动力停靠在区间隧道内，乘客下车迎新风方向疏散。执行排烟模式，需通过两端车站的隧道通风设备的组合运行，保证火灾隧道的断面风速大于临界通风断面流速，有效控制烟气的流向，防止烟气蔓延。

测试时，列车按照要求行进至区间某一位置进行停车。测试根据车头火灾模式以及车尾火灾模式选择距离车头，车尾迎风上风侧30 m 处以及50 m 处进行测试，分别测试30 m/50 m处疏散平台处迎面风速以及靠近隧道中部位置的风速值，每个工况测试4 次，分别对应前述测点的风速值，每次测试持续 60s，由测试仪器得出平均风速值。在测试前，对各测试站点以及区间进行检查，保证在测试期间风道无人员进出，确认隧道通风设备处于BAS 位，负载均上电。

2.3 具体测试工况

翁马区间共进行了4 次测试，测试工况分别为上行线1 号竖井至2 号斜井区间车尾火灾（工况1）、上行线翁角路站至 1 号竖井区间车头火灾（工况 2）、下行线2 号斜井至马青路区间车尾火灾（工况 3）以及下行线翁角路至1 号竖井区间车头火灾（工况 4）。各工况设备动作情况如表3 所示。

表3 翁马区间测试工况

海东区间共进行了 6 次测试，测试工况分别为上行线海沧大道至大兔屿风道区间车头火灾（工况 1）、上行线海沧大道至大兔屿风道区间车尾火灾（工况2）、上行线大兔屿竖井至东渡路站区间车头火灾（工况3）、下行线东渡路至大兔屿风道区间车尾火灾（工况4）、下行线东渡路至大兔屿风道区间车头火灾（工况5）以及下行线大兔屿风道至海沧大道区间车尾火灾（工况6）。各工况设备动作情况如表4 所示。

表4 海东区间测试工况

3 实测结果

翁马区间各工况实测结果如表5 所示：

表5 翁马区间各工况实测结果

从上表可以看出，位于车尾距离长度的不同，疏散平台迎面风速平均值有所不同，距离列车位置较远的区段风速相对高一点，隧道中心处的风速相对疏散平台处的测试结果相对较大。总体结果均在 2.32 m/s以上，均大于 2.08 m/s 的临界风速（7.5 MW 火源热释放率计算得出）。

海东区间各工况测试结果如表6 所示：

表6 海东区间各工况实测结果

从表5、6 可以看出，海东区间测试结果与翁马区间呈现一致的趋势，工况2 以及工况4 由于按工艺设计模式开启车站隧道风机数量的不同较其他工况风速值有一定的差别，风速测试总体结果均在 2.17 m/s以上，均大于 2.10 m/s 的临界风速（7.5 MW 火源热释放率计算得出）。

4 影响因素

在上述工况测试过程中，发生了一些问题值得总结，主要有以下3 个方面值得注意。

1）风道封堵情况

部分风道内穿墙的管道以及较大的孔洞，没有彻底封堵，部分车站风道隔墙处的密闭门由于各种原因没有到位安装，区间联络通道门未安装或者无法关闭，导致风机开启时风道以及相应通风区段漏风严重，较大程度影响区间隧道风速测试结果。在以上工况的首次测试中，均出现此类问题，后续经督促整改，孔洞进行了封堵，各类门洞均可正常关闭，测试风速值有较好程度的改善。

2）运行状态反馈错误

在测试过程中发现，个别隧道风机、组合风阀远程反馈状态正确，但按设计动作模式区间隧道内实测风速始终不能达到要求。经后续详细排查发现，个别是由于风机未能正常启动，个别是风机正反转运转状态错误，均导致远程操作时，无法识别设备状态正确与否，导致测试失败。究其原因是设备没有完成真正意义上的点对点调试，导致错误的设备运行状态上传至远程操作界面。

3）风道内异物较多

部分风道由于位于附属，处在施工期，风道内堆积了较多的杂物，如管材、保温、角钢、阀门等安装材料，严重影响了风道的过风面积，增加风道内的阻力，有些堆积的材料甚至会出现异物进入风机导致安全事故情况的出现。

5 结论

从测试结果可以看出，实测的风速值均可满足相关标准、规范的要求。在后续测试时，必须在隧道通风设备点对点调试结束后进行，即风机设备的实际运行状态要与远程界面保持一致。测试开始前，必须对风道条件进行检查，所有风道内人防门均打开，对封堵有瑕疵的车站以及区间督促整改，整改后需由专人检查落实，方可保证测试过程顺利实施。