《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》宣贯-第二部分 创新成果(王明年)

5
6 7 8 9 10 11 12 13
青云山隧道
燕山隧道 吕梁山隧道 乌鞘岭隧道 高黎贡山隧道 平安隧道 西秦岭隧道 云吞堡隧道 崤山隧道
22175
21153 20785 20050 34538 28426 28236 22923 22751
向莆铁路
张唐线 太中银 兰武二线 大瑞线 成兰线 兰渝线 成兰线 蒙华铁路三荆段
序号 1 2 3 4 5 线路名称 渝利线 川藏线雅安至康定段 三门峡至十堰（襄樊 ）铁路 襄渝线 兰渝线 隧道座数 68 36 64 243 220 隧道长度（km） 184.676 114.025 190.835 328.592 528.696 铁路长度（km) 244.269 153.88 280.98 507 820 隧线比（%） 75.6 74.1 67.92 64.81 64.48
17000 25810
单洞双线 单洞双线
斜井2座 斜井3座
8060 7700
日本 日本
亚洲各国（地区）铁路隧道紧急出口及避难所间距在2~8km之间，缺乏 紧急出口及避难所结构型式、长度、坡度等参数要求。
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5、疏散通道及横通道研究现状
国家或机构 国际铁路联盟 欧盟 疏散通道宽度 大于0.7m 最优1.2m 最小0.8m 走行面0.61m； 美国 1.42m高度处为0.76m； 2.025m高度处为0.61m 瑞士 英国 中国 最小1.0m 最小0.85m 0.75~1.5m 325m 375m 500m 244m 横通道最大间距 500m 500m
00:28:00
00:32:00
00:36:00
00:40:00
00:44:00
00:48:00
时间
火源规模 （MW） 2.5 20 100
主隧道风速 （m/s） 不通风 2 3 4 5
横通道风速 （m/s） 0 3 5
横通道临界风速 隧道内紧急救援站排烟风速 火风压计算公式验证 烟气温度分布规律验证
人数 457/346 388 388
出口宽 度（m）
通道宽度 （m）
人员疏散时间计算公式验证
2/3 3 1/1.5/2 /2.5/3/ 3.5/4 2.5 1.5
人员疏散计算基础参数选取 结构参数计算初始条件确定
横通道
42
（2） 铁路隧道群控烟试验 （ 81组）
紧急出口、避难所通风速度 隧道口紧急救援站排烟模式 隧道口紧急救援站通风速度
长株潭城际铁路 京张城际铁路 广深港高速铁路 京广高铁 青荣城际铁路
在建 在建 在建
在建 在建 2011年 2012年 2014年 水下隧道 水下隧道 水下隧道
水下隧道
城际及水下铁路隧道数量增多。
8
2、铁路隧道运营灾害
隧道水灾
隧道内列车故障
列车脱轨
隧道内列车火灾
火灾对人员疏散时间要求最高
9
3、铁路隧道火灾危害 温度高、烟气浓，影响范围大。
模型试验
铁路隧道群控烟试验 火灾烟流规律及横通道控烟试验
136
现场测试
人员疏散速度现场测试 国内外规范调研 紧急救援站、紧急出口、避难所结构型式调研
调研
紧急救援站、紧急出口、避难所烟气控制模拟
紧急救援站烟流组织模拟
150
79
19
1、模型试验
（1） 人员疏散试验（10组）
情景 车厢内部 紧急救援站 紧急出口
603.623
291.613 205.57 189 137.287
48.35
46.12 44 39.62 36.5
14
15 16
甬台温铁路
大瑞线 运城至三门峡
59
21 6
88.116
103.716 22.22
268
350 82.528
32.88
29.63 26.92
渝利线为75.6%，川藏线雅安至康定段隧线比为74.1%。
• 紧急救援站 • 紧急出口及避难所
• 横通道、疏散通道及底部疏散廊道
11
1、火灾规模研究现状
2、隧道群划分方法研究现状 3、紧急救援站研究现状
4、紧急出口及避难所研究现状
5、疏散通道及横通道研究现状
12
1、火灾规模研究现状
年份 1965 1970 地点 瑞士 英国 试验项目 Ofenegg Glasgow 隧道长度（m） 190 620 断面积（m2） 23 39.5 高度（m） 6 5.2 热释放速率峰值（MW） 11~80 2~8
2011.09
2015.12 2011.01 2006.03 2014.12 2013.03 2008.08 2014.03 2015.03
14
15
小相岭隧道
当金山隧道
21775
20100
成昆二线峨米段
敦格铁路
2015
2013.04
20km以上铁路隧道共15座，总长约325km。
6
（2）国内大规模隧道群
目前国内外对于疏散通道的定义不统一，且宽度值也未统一。因此 需进一步明确定义并给出具体的设置值。横通道间距一般在500m以内。
17
1、模型试验 2、现场测试 3、国内外规范及现场调研 4、数值模拟
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采用了模型试验、现场测试、调研、数值模拟多种手段开展研究。
研究类别 类型 火灾人员疏散试验 数量 10 81 45 8 72 116 286 铁路隧道人员疏散时间调研 铁路隧道机电配置调研 人员安全疏散模拟 携火列车进站烟气流动控制模拟 数值模拟 火灾热释放率及规模模拟 67 31 119 44 20 412 8 总数
（3） 火灾烟流规律及横通道控烟试验（ 45组）
拱 顶 温 度－时 间 曲 线
800 700
600
发展 阶段
稳定阶段
衰减 阶段
火 区 下 游 2m
500
温度 ( C)
o
400
300
200
100
00:00:00
00:04:00
00:08:00
00:12:00
00:16:00
00:20:00
00:24:00
Pajares隧道
乌鞘岭隧道 太行山隧道
西班牙
中国 中国
24.6
20.1 27.839
1
1 2 一处横通道加宽作为避难空间
目前，国内外隧道内紧急救援站研究较多，隧道口紧急救援站相关参 数研究较少。
15
4、紧急出口及避难所研究现状
隧道名称 黄鹤隧道 日直隧道 金井隧道 八卦山隧道 湖口隧道 林口隧道 青函隧道本洲侧（陆 地隧道段） 青函隧道北海道侧 （陆地隧道段） 岩手一户隧道 长度（m） 9975 10200 20333 7364 4275 6482.5 13550 线别 单洞双线 单洞双线 单洞双线 单洞双线 单洞双线 单洞双线 单洞双线 施工辅助坑道 （后改为紧急出口） 斜井1座 斜井3座 斜井2座，竖井3座 横洞2处 横洞2处 竖井2处 斜井2座，横洞1座 紧急出口（含隧道洞口） 之间的最大距离（m） 4917 3086 5450 2792 2260 2781 5710 国家 （地区） 韩国 韩国 韩国 中国台湾 中国台湾 中国台湾 日本
火灾燃烧强度大、火焰蔓延迅速。
受限空间火灾
灭火救援难度很大，火灾损失严重。
人员疏散极其困难。
开放空间火灾
列车在隧道内发生火灾时，应控制列车驶出隧道进行疏散；如果列 车不能驶出隧道，应控制列车停靠在紧急救援站进行疏散和救援。
10
4、存在主要问题
一
• 隧道群划分方法
二
三 四 五
• 火灾规模及烟流阻力计算方法
7
（3）城际铁路隧道
序号 隧道名称 隧道长度（km) 所属线路 开通时间 备注
1 2 3
4 5 6 7 8
松山湖隧道 东江隧道 树木岭隧道
湘江隧道 新八达岭隧道 狮子洋隧道 浏阳河隧道 蓁山隧道
38.821 15.098 12.86
12.5 12 10.8 10.115 5.505
莞惠城际铁路 莞惠城际铁路 长株潭城际铁路
隧道群划分 400m 列车长度最大值+100m 400m
国内外对隧道群的划分基本以列车长度加富余量为标准，由于我国列 车类型及长度有多种，400m的长度不能包含所有列车。
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3、紧急救援站研究现状
隧道名称 青函海底隧道 圣地亚哥隧道 勒岐山隧道 Young Dong隧道 Korlam隧道 瓜达拉马隧道 国家 日本 瑞士 瑞士 韩国 奥地利 西班牙 长度 （km） 53.9 57 34 16.24 32.8 28.2 紧急救援 站数量 2 2 2 1 1 1 单洞段：主洞+平导；双洞段：两主洞 紧急救援站处过渡为双洞单线隧道 两隧道间设置避难空间 备注 主洞+双侧平导
《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》
宣贯
第二部分：规范相关参数及科研成果
2
目
一、研究背景
录
二、国内外现状
三、主要研究方法 四、主要创新性成果
3
1. 2. 3. 4.
铁路隧道建设现状 铁路隧道运营灾害 铁路隧道火灾危害 存在主要问题
4
1、铁路隧道建设现状
中长期铁路网规划图（2016-2030年）
挪威 瑞典 加拿大 西班牙
872
1600 276 37 600
50
32~47 44 55 37
5.1
4.7~5.1 6.9 5.5 5.2
3~26
70~203 77 32~55 150
没有针对我国的列车材料、尺寸、行李等相关参数而得到的火灾规模
研究成果。
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2、隧道群划分方法研究现状
国家 日本 欧盟 中国
预计到2020年，全国高速铁路将增加到3万公里
5
（1）超过20km的特长隧道
序号 1 2 3 4 隧道名称 关角隧道 太行山Ⅱ线 太行山Ⅰ线 中天山隧道 隧道长度（m） 32645 27848 27839 22449 线别 西格线 石太线 石太线 南疆线 建成/开工时间 2014.12 2009.04 2009.04 2014.12
源自文库
6
7 8
宜万铁路
温福铁路 贵广铁路
123
65 214
225.636
160.723 455.868
377.128
298.4 857
59.83
53.86 53.19
9
10 11 12 13
向莆铁路
晋中南线 沈丹线 石太客专 牡绥线
117
74 57 32 16
291.876
134.504 90.448 74.887 50.11
00:52:00
0
2、现场测试
人员疏散速度验证 乘客属性组成 人员疏散计算初始条件确定
3、国内外规范及现场调研
（1）国内规范调研
国内防灾疏散救援相关规范60余部。
（2）国外规范调研
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 标准名称 UIC-Codex 779-9-R Safety in Railway Tunnels COMMISSION REGULATION (EU) No 1303/2014 NFPA130 Standard for Fixed Guideway Transit andPassenger Rail Systems Guideline by SBB on self-rescue(including doors) GER Swiss Fire Safety Norm GER SIA 197_2004-Design of tunnels SIA197-2_2003 Design of roadtunnels Linee guida per il miglioramento della sicurezza nelle gallerie ferroviarie Fire and Disaster protection in railway tunnels nstruction technique interministérielle relative àla sécurité dans les tunnels ferroviaires IT N°98-300 Railway Safety Principles and Guidance, Part 2, Section A, Guidance on the infrastructure Fire and Smoke Control in Road Tunnels（PIARC） 国家或机构 国际铁路联盟 欧盟 美国 瑞士 瑞士 瑞士 瑞士 意大利 德国
1974~1975
1980 1980 1985 1990~1992 1993~1995 2001
奥地利
日本 日本 芬兰 挪威 美国 日本
Zwenberg
P.W.R.I P.W.R.I TUB—VTT EUREKA,EU499 Memorial Shimizu No. 3 2nd Beneluxtunnel Runehamartunnel Brunsberg Carleton laboratory San Pedro tunnel
390
700 3277 140 2300 853 1120
20
57.3 58 24~31 25~35 36,60 115
3.9
~6.8 ~6.8 5 4.8~5.5 4.4,7.9 8.5
8~21
1.8~8 2~120 10~100 2~30
2002
2003,2013 2011 2011 2012
荷兰