浅谈大型交通地下交通的发展

浅谈大型交通地下交通的发展

重庆是两江的交汇处，是一座依山而建的城市。这条路又高又慢。这是一座著名的山城。解放碑CBD更是位于渝中半岛核心山脊地段，是当前重庆市最重要、发展最成熟的商业中心，也是西部最大的步行街商业区之一。繁华的商业吸引了大量的交通量，致使解放碑CBD交通阻塞问题愈来愈严重，行车难、停车难正成为阻碍一个商业中心发展的重要难题。大力发展地下交通，整合商业中心地下停车资源，已经成为国内同类型城市中心区改造发展的新方向。重庆解放碑地下停车系统工程正在建设中，建成后将缓解解放碑CBD中心区地面交通阻滞，导致过境车辆无法快速通过，同时停留车辆入库难等问题。该项目包括“一环六射N连通”。“一环”即沿十八梯人防通道、五一路金融街、临江路段形成地下行车主通道，“六射”即六条进出主通道的通道：北区路连接道、十八梯连接道、长滨路连接道（入口）、长滨路连接道（出口）、嘉滨路连接道（入口）、嘉滨路连接道（出入口），六条连接道均与主通道相接，同时连接CBD外围地面主要道路，方便停车车流顺利地在地面与地下之间转换。“N连通”即由地下主通道与联络支线以及车库间联络线将解放碑CBD区域N个地下车库连成一体，实现资源共享，形成一个管理统一、技术先进、运行高效的地下停车系统。主线隧道宽9.5m，为逆时针单循环，两车道加紧急停车带形式；支洞隧道及连接道宽7m，为两车道。城市隧道，特别是重庆这类山地城市隧道，具有坡度大、转弯半径小、边坡点多、连接支洞及车库多等特点。与现行《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）及《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）中规定的直筒型隧道有很大区别。此类连接有较多出入口的城市隧道，其内气流分布和烟气蔓延情况更为复杂，难以通过传统计算公式设计出有效的通风及排烟模式。为解决上述问题，保证项目顺利开展，设计在现有隧道横向通风方式的基础上，提出了在隧道内划分防火分区及防烟分区，并按照分区分别设置机械通风系统的方案。该方案确定后，立即请四川法斯特消防安全性能评估有限公司进行相关性能化评估，并形成《重庆解放碑金融街地下车库连通工程消防安全性能评估报告》，报告由中国建筑科学研究院建筑防火研究所、建研防火设计性能化评估中心进行复核，形成《重庆解放碑金融街地下车库连通工程设计复核评估报告》。评估报告分别使用了CFX和FDS两款软件对通道火灾和车库火灾中烟气流动情况进行模拟，分析火灾中火场的逃生和灭火救援环境。同时利用人员疏散软件（STEPS）对通道内人员紧急疏散进行模拟，更加贴近实际地分析不同火灾场景下人员疏散的特点，并提出相关的建议。项目火灾发生几率按同时仅有一处火灾发生，火灾规模按一辆小轿车或小型厢式货车燃烧的规模即5MW计。随后，项目组邀请专家召开了重庆解放碑金融街（五一路）地下车库连通工程消防设计专家评审会，会上全国消防专家也提出了关于城市隧道通风排烟系统的建议和要求及发展方向。性能化评估过程通过在隧道内模拟火灾发生，比对火灾场景中人员可利用疏散时间（ASET）和人员需要疏散时间（RSET），并考虑逃生过程中不确定因素的影响，认定：RSET+安全余量≤ASET的时候，隧道内人员逃生是有保障的。其中RSET由人员疏散模拟软件STEPS模拟。ASET的确定相对比较复杂，包括烟气层的位置、火灾产生辐射强度、火场中视线的清晰度、火灾中产生的毒性产物等，在对火场疏散条件进行判断的过程中，只要其中任何一项参数超过人员耐受标准，则即认为建筑的消防安全水平不能达到规范要求水平。评估报告通过模拟隧道内不同地段发生火灾的情况下，对烟层高度、热辐射耐受度、对流热耐受度、能见度、毒性产物进行详细的模拟，从而评估烟控系统的设计合理性。根据隧道内烟气生成及蔓延特点和人员安全疏散规律、隧道建筑及安全疏散口分布位置，并根据消防评估结论及评估复核报告以及专家意见要求，设计将隧道主线与支洞之间、主线与车库连接道之间、连接道与所连接车库间，设置防火卷帘进行隔断。主线、支洞、连接道均作为独立的防火分区。各防火分区设置如下。(1）主线内划分防烟分区，最长分区不超过120m；各防烟分区间，设置挡烟垂壁进行隔断，挡烟垂壁为电动挡烟垂壁，平时收缩至吊顶内，火灾时放下。主线每个防烟分区设置独立的全横向机械送、排风系统，火灾时兼做排烟。主线气流采用下送上排方式。主风道设置于隧道拱顶内。排风口设于隧道顶部，直接与排风主管相连；送风口设于隧道下部。(2）每条连接道均作为独立的防火分区，采用全横向机械排风方式，分别设置独立的全横向机械送、排风系统，火灾时兼做排烟。主线气流采用下送上排方式。主风道设置于隧道拱顶内。排风口设于隧道顶部，直接与排风主管相连；送风口设于隧道下部。(3）每条支洞均作为独立的防火分区，采用半横向机械排风方式，分别设置独立的机械排风系统，火灾时兼做排烟，进风利用车行出入口自然进风。主线气流采用机械上排自然进风方式。主风道设置于隧道拱顶内。排风口设于隧道顶部，直接与排风主管相连。隧道内平时排风量按换气次数计算，送风量按排风量的85%计算。火灾时，排烟量按平时换气次数的加倍取值。同时，根据评估模拟结论，排烟量按5MW火灾烟气生成率和计算排烟量的较大值选取。补风量按排烟量的80%计算。(4）根据消防评估报告，通道内每120m以内至少有2个直通室外的安全疏散出口，相邻两个防火分区防火卷帘处增设安全疏散隔间。隧道安全疏散隔间、不能自然排烟的防烟楼梯间、防烟楼梯间前室或合用前室均进行正压送风设计，与行车道的压差为50Pa。在上述通风系统设置的基础上，根据性能化评估结论、复核报告及专家审查意见，制定了符合本项目实际情况的隧道烟控方案。具体操作如下。(1）据模拟计算结果，火灾时，需靠物理分隔才能有效保证主通道、支洞和出入口通道之间蔓延。综合考虑人员疏散和烟气蔓延的情况，防火卷帘采用分两步下降的方式。当探测到火灾发生之后，所有防火卷帘立即降落到距离路面一定高度，保证人员和车辆可以继续通行的同时起到挡烟的作用。根据对烟气蔓延的模拟计算结果，200s后防火卷帘再完全降落至地面，彻底关断。主通道按防火分区划分，各防烟分区间设置电动挡烟垂壁，平时卷起收缩至吊顶内，火灾时，启动所有挡烟垂壁，控制高温烟气蔓延速度。每个防烟分区设置独立的机械送、排风系统，平时通风开启全隧道通风换气模式，火灾时开启着火点重点排烟模式。(2）根据消防评估结论及相关会议内容要求，主线通道某一防火分区发生火灾时，开启位于起火点所在防烟分区排烟系统，并启动起火点车行上游方向邻近防烟分区补风系统，起火点所在分区和车行下游方向邻近分区补风系统均不开启，可较好把火灾烟气蔓延范围控制在两个防烟分区之内；火灾烟气继续蔓延至下游分区时，开启原着火分区的补风系统，同时下游防烟分区继续启动排烟。总共开启的排烟系统不超过三个。上述主线通道烟控方案，可以较好的防止烟气往起火点车行上游方向蔓延，保证上游分区的人员下车逆行安全疏散。同时又能较好的控制起火点车行下游方向烟气蔓延的速度，保证下游分区的车辆快速撤离至相邻安全防火分区。烟控系统设置上，设计严格执行消防评估及相关会议要求。同时，为进一步确保营运安全性，本工程应急电源容量可保证主线9个防烟分区排烟补风系统同时开启。火灾援救时，亦可根据需要手动控制。(3）连接道和出入口通道各作为一个独立的消防控制单元分区，发生火灾时，启动本分区内排烟系统和补风系统。(4）火灾时，同时开启所有消防疏散隔间、防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室的正压送风，以便人员逃生。上述通风系统旨在保证通道内任何位置发生火灾，要求在火灾初期所设计的防排烟系统启动方式能够把烟气蔓延范围控制在两个防烟分区之类，给其它防烟分区内的人员疏散提供疏散条件；同时还应保证可给受到烟气影响的防烟分区内人员提供足够安全疏散时间。同时主线隧道内还安装有VICO、风速风向检测仪。通过检测，隧道内卫生标准超过允许值时，开启通风系统进行通风换气。隧道内通风卫生标准根据《公路隧道电气通风照明设计规范》JTJ026.1-1999制定，并结合本隧道的实际情况、现场条件、营运经济性及国内已建城市道路隧道通风的实际营运效果等综合确定洞内通风卫生标准。项目位于城市核心地带，社会重要性高，为减少对城市环境的影响，适当提高隧道通风设计的标准。除了常规通风及排烟系统外，考虑到项目位于解放碑CBD核心地带，为重庆重要的商业中心及城市形象金融街。大型地下停车系统的建成，将会进入大量的交通车流，排放的尾气通过竖井排至地面，尾气中含有的颗粒物（PM）、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（THC）和氮氧化物（NOX）等会对周边地区的环境质量及人员舒适度造成一定影响。为提升城市形象，改善环境治疗，突出以人为本的市政工程建设服务思路，项目在排风系统增加高效静电型空气净化设备，对排出的废气进行过滤处理，尽量减少空气污染物排放，保证金融街地区的环境品质。本项目