南京长江隧道疏散通道专题研究

#-4.5东京湾海底公路隧道的疏散设施1.疏散设施东京湾横断道路的紧急疏散系统最具特色的是充分利用隧道盾构技术建成的路面之下的空间。利用此空间建成火灾救援用逃生通道（见图4.5）。火灾发生时，乘员被指引至隧道入口处，而风机将烟雾吹向相反方向。当乘员无法逃至隧道入口时。可以利用紧急出口和路面之下的疏散通道逃离火灾危险。隧道内每300米设置一处紧急出口和下滑梯（见图4.6），即人员一旦进入避难口，即可乘滑道达到隧道下部空间（安全区域）。另外，该入口处附近还设有由下部管理通道上升到路面的管理用升降口以用于应急灭火及作为救援通道，当然也可以用于随道的维修保养。为防止开启避难口时烟火窜入疏散通道，特将下部空间（疏散通道）的气压设计得大于车道空间气压。疏散通道的通风系统系独立通风系统。地下疏散通道内有救援车将乘员运送至安全区域。在最初的规划阶段，紧急疏散通道是设置间隔750m的横向通道，紧急出口的宽度至少可以允许两个人同时通行，有效的宽度至少是1.7m。但在海平面下60m深的松软的土质里，由于两条隧道管道在地震的情况下可能发生移位，结果使得巨大的拉压应力作用在连接部分。另外，横向通道的施工以及运营时也存在许多风险，最后决定不设置横向通道，使用低于路面的空间作为疏散空间来代替横通道。表4.2是各种方式滑梯的优缺点比较。图4.5东京湾海底隧道路板下疏散系统

图4.6东京湾海底隧道滑梯简图表4.2疏散方法的调查研究方法原理优点缺点滑道容易疏散-高效率，因为人们可以持续不断地疏散。-对冃1」方的位置有好的能见度。从疏散空间到路面较难行走。速滑袋JL^-容易建造，经济-对二次衬砌只有小的影响。-对刖方位置能见度不够。糟糕的能见度影响疏散效率入□垂直容易引起恐惧感。根据以往的经验，拯救生命成了问题。-维修困难。-从疏散空间到路面较难行走。阶梯、-容易建造，经济实惠。-从疏散空间到路面较易行走，工程师可以开展救护和灭火行动。滩以进行顺畅的疏散，因为乘客必须在垂直的梯子上缓慢地走下去。因此疏散的效率受到影响。-对妇女、儿童和老年人不适宜。2.疏散功效关于其疏散功效（在单位时间内可以疏散的人数），日本有比较详实的研究，并做过与实际尺寸相同的模拟实验。实验结果表明，当疏散人数增加时，平均每个人的疏散时间减少。如用滑道，每个人的疏散时间在1.0和1.5秒之间，拥挤的疏散容量在每分钟40人到60人之间。相比而言，在逃生门宽度为1.26m的横向疏散通道情况下，通常可以承受每米每秒1.5个人的疏散容量。因此，横向疏散通道的疏散容量是每分钟113个人，如下式：1.26x1.5peope/sec-mx60sec=113peope/min这意味着滑道疏散容量大约是横向疏散通道的二分之一到三分之一。因此，在日本，为了获得与正常情况相同的容量，必须把滑道的间距设置为横向疏散通道的二分之一到三分之一。由于横向疏散通道的间距一般为约700m，所以滑道间隔必须设置在大约300m左右。模拟试验结果还表明，从路面上到路面底下进行疏散比较容易，但是从路面下向路面上疏散却相当困难。同样，如果滑道上有灭火用水，滑道将会又湿又滑，这种状况需要改善。4.6其它在道路的一边有一条1m高和75cm宽的人行道。在日本，这种高型的人行道在大规模的隧道中普遍应用。这种高度主要的优点就是使得正常的道路维护工作可以安全迅速地进行，即使在车辆高速通行的情况下也比较顺畅。在日本的道路护养工程中，这种人行道是优先考虑的。因为超长隧道的设备维护工作是很费时的，小的车辆可以行驶在边路的铁轨上进行维修工作而不必调控交通（图4.7）。•n浙ii而:-=•n浙ii而:-=!1-Eh•导半情归冲图4.7东京湾海底隧道道路维修车示意图泪防进入览略泪防进入览略图4.8东京湾海底隧道消防车紧急救援线路救援示意图图4.8是东京湾海底隧道消防车紧急救援线路示意图。当交通事故或火灾发生时，救援人员或救援车辆从受火灾车辆后面到达现场较为困难，这时可从火灾段隧道通过川崎人工岛的车道连接通道到达现场，另外，还可从浮岛、木更津两洞口利用管理通道（下部空间）到达现场，从而有效进行灭火及救援活动。图4.9是东京湾海底隧道应急监控系统运行流程图。当火灾检测器检测到火灾发生时，应选择火灾联动方式，即自动切换到将灭火水泵、照明设备、排烟设备、下部空间通风设施、紧急报警装置等联动状态。另外，当用应急电话或电视摄像器报告发生火灾时，同样可由控制切换到联动状态。道路集团交通管理队道路集团东京二管理局道路集团警察电电视摄橡视摄橡机确认机确认电视摄像机火灾检测器手动报警器道路集团交通管理队高速道路交通警察队匝道出口（A型）匝道入口（B型）收费站（C型）中间点（F型）广域情报板（紧急警报）（紧急广播）状况把握火灾抑制（初期灭火）（避难环境）情报中心广播木更津人工岛电视摄像机确可变限速标志可变情报板■隧道入口（D型）|隧道内（E型）|收音机再广播电视摄像机灭火水泵运转火灾时通风控制避难口门开闭图4.9应急监控系统运行流程图第五章南京过江隧道疏散通道的设置5.1南京过江隧道疏散通道可能选用的设置方式根据国内外多条过江（海）隧道的调查分析，应该说南京过江隧道疏散通道可能选用的疏散通道方式可以是传统的横向通道式，也可以是道板下的纵向方式。无论选择哪一种，都应进行充分的研究和论证，以保证发生异常情况时的疏散功能。设置方式应根据地质、水文、施工、运营、经济性、疏散效果等因素进行综合比较分析来确定。由于南京长江隧道的用途、规模及施工条件等与日本东京湾海底公路隧道比较相近，分析时将二者进行了对比，结果见表5.1。表5.1南京长江公路隧道与东京湾海底公路隧道若干比较'、、、、、、隧道项目、、、、东京湾海底公路隧道南京长江公路隧道工程概况海底公路隧道，长9.5km，泥水盾构施工江底公路隧道，长2.9km，泥水盾构施工工程规模直径14.14m，设计断面为单层双管，双向4车道直径14.9m,设计断面为单层双管，双向6车道工程地质条件软弱的冲积粘土层，平均覆盖层厚度为15m左右，在海底部分为1.0D,斜坡段的覆盖层厚度仅为0.7D,N值仅为0〜12砂层及粉细砂层，透水性强，隧道復土厚度取大30m，取小5.5m（始发段），江中段覆土厚1.0D水文地质条件水压0.6MPa水压0.65MPa地震地震活动频繁，历史上发生过多次大地震，隧道设计必须考虑结构的抗震和防震南京长江隧道按7度设防

5.2南京过江隧道疏散通道设置的方案比选针对南京长江隧道的实际情况，对横向疏散通道和纵向疏散通道进行了若干比较，结果见表5.2。表5.2南京长江公路隧道疏散通道设置方式比较设置方式项目'、横向疏散通道纵向疏散通道施工风险地质及水文较复杂，地层加固及开挖存在较大风险。主隧道不开□、不开挖，不存在施工风险。运营期间隧道结构受力性能风险地层不均匀沉降及地震等偶然荷载会造成结合部位较大的应力集中和变形，使隧道运营存在定的风险。结构受力简单，不存在开□及应力集中。疏散功能横通道是传统的种疏散方式，应用实例较多，其疏散功能较容易确认。纵向疏散通道属于较新的疏散方式，虽然应用实例相对较少，但已东京湾海底隧道得到成功应用，在南京长江隧道其疏散功能尚须进一步确认。工程经济性横通道施工会增加相应的工程造价，经济性较低。不发生横通道施工费用，合理盾构隧道下部空间修建纵向通道。5.3结论与建议本报告对国内外水底隧道的规模、施工条件及疏散通道设置情况进行了调研分析，并详细分析了东京湾海底公路隧道的疏散通道设置及其配套的防灾救援设备。在此基础上，针对南京长江隧道的规模及施工条件与东京湾海底公路隧道进行了对比分析，得出结论如下：（1）南京长江隧道所处位置工程地质条件和水文地质条件比较复杂，地层透水性大、水压高；（2）目前，软弱、富水、透水性强的地层加固技术尚有许多制约，地层加固效果尚缺乏有效的评价标准；（3）施作横向联络通道会导致工程造价增加，工期延长；（4）考虑到地层不均匀沉降及地震等偶然荷载，与纵向疏散通道相比，横通道方式的接口部位会产生较明显的应力集中，易造成较大的结构变形，严重时会导致混凝土开裂，使得隧道运营期间存在一定的风险隐患；（5）纵向疏散通道的逃生、救援及消防功能在东京湾海底公路隧道中已经得到充分的验证，其工程地质及水文条件与南京长江隧道比较