铁路特长隧道紧急救援站选址方案研究

研究目的:铁路隧道具有可视性差、空间相对封闭、方向感混乱等特点,直接影响铁路运输安全。紧急救援站是设置在隧道内或隧道口,满足着火列车停靠、人员疏散及救援的站点。目前针对紧急救援站的选址研究中,相邻紧急救援站最大设置距离均以20 km为依据,而没有根据线路实际情况分析不同线路相邻救援站设置距离范围,为了更加合理地建设隧道紧急救援站,需对其设置距离范围与选址方案进行研究。研究结论:(1)铁路隧道相邻紧急救援站最大设置距离与线路类型、列车型号及人员疏散时间等因素相关;(2)实际设置救援站备用地点时,应以相邻救援站设置距离为评价目标,综合考虑场地建设可行性、场地建设成本等相关因素;(3)本文研究可为铁路特长隧道紧急救援站选址提供理论依据。     

铁路隧道紧急救援站人员疏散时间理论计算方法

紧急救援站人员疏散时间是铁路隧道防灾疏散工程结构设计的关键参数。基于水力模型计算方法,结合铁路隧道内人员疏散特征,分析车厢内人数、疏散速度、站台宽度、横通道间距等参数之间的关系,建立铁路隧道紧急救援站人员疏散理论计算公式,并通过建立不同结构参数条件下的紧急救援站人员疏散模型,将人员疏散数值模拟结果与理论计算结果进行对比,考虑一定安全储备,提出了其理论计算公式的修正系数,最后通过人员疏散模型试验对理论计算公式进行了验证,两者结果较吻合。该人员疏散时间理论计算方法能够指导铁路隧道紧急救援站结构设计,并在已建成的紧急救援站疏散系统进行了安全性验证。     

高原高海拔超长铁路隧道运维期疏散救援关键技术

依托敦格铁路（敦煌—格尔木）高原高海拔隧道工程，通过计算火灾不利场景下人员疏散时间，验证了隧道内紧急救援站疏散救援通道设计的可靠性，提出了列车在隧道内着火情况下，车内火灾处置方案及人员安全快速疏散策略。开发了具有二级架构的新型隧道防灾疏散救援机电设备监控系统，提出了基于新型机电设备监控系统的乘客在紧急救援站内定点疏散救援应急预案，并给出具体的实施步骤。可为类似防灾疏散救援工程的设计和安全运维提供参考。     

关于铁路特长隧道单、双洞模式的研究

研究目的:随着铁路特长隧道数量的不断增加,特长隧道的运营安全成为运营部门关注的焦点,本文通过对国内外特长隧道火灾应对策略及火灾工况下疏散模拟等方面进行对比分析,从而为解决隧道火灾疏散安全及单、双洞设置模式提供理论依据和工程实例。研究结论:(1)列车在隧道内着火时,绝对安全是不可能实现的,但可以通过合理的措施把风险降低到一个可以接受的低水平;(2)疏散安全主要取决于紧急救援站(隧道外比紧急救援站更安全)的间距;(3)按20 km的间距设置紧急救援站后,火灾列车不能到达紧急救援站的概率仅为0. 01%,这个概率与单、双洞方案无关;(4)合理设置通风排烟及疏散工程后,特长隧道可以采用单洞双线方案;(5)本研究成果将主要应用于隧道防灾疏散救援和选线领域。     

铁路隧道群划分标准的影响因素及其救援站设置探讨

现行规范中规定"隧道与隧道紧密相连、隧道洞口间距不超过400 m的相邻隧道统称为隧道群",根据该规定,需设置较多数量的紧急救援站和配套工程,工程投资巨大。开创性地从火灾情况下烟气蔓延时温度、可视度方面着手,采用理论分析和实际调研的方法,研究铁路隧道群划分标准及其救援站设置原则。研究结果表明:(1)隧道群中隧道口间距大于250 m时发生火灾,相邻隧道基本互不影响;(2)当隧道洞口间距小于250 m时,可以将相邻的隧道理解为隧道群;(3)隧道洞口间设置了车站的相邻隧道可不受洞口间距控制是否作为隧道群设计,可在相邻的隧道设置射流风机,控制烟雾向隧道内扩散;(4)隧道群中的紧急救援站应尽可能布置在明线上,救援站长度应依据任意车厢着火,且列车均在明线停车考虑。     

基于故障树方法的铁路隧道紧急救援站间距分析

为研究铁路隧道紧急救援站合理间距,给铁路隧道防灾疏散救援土建结构设计提供参考,在分析铁路隧道紧急救援站设置影响因素的基础上,采用故障树分析方法,综合考虑隧道设计参数、列车制动性能、人员操作失误、火灾燃烧特性等关键因素,演绎分析建立相应的故障树模型,得到火灾列车不能到达紧急救援站事故的风险概率.研究结果表明:(1)采用故...     

向莆铁路青云山隧道紧急救援站设计研究

研究目的:特长隧道和隧道群地段的防灾救援疏散工程关系到列车的运营安全,按照《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》要求,长度20 km以上的特长隧道和隧道群需设置紧急救援站,但紧急救援站如何结合具体工程项目进行设计值得探讨和研究。研究结论:文章对青云山隧道紧急救援站中各专业的设计原则及内容进行了较详细介绍,并通过分析得出:(1)应根据每座隧道的具体情况、结构型式、施工方法、辅助坑道布置等综合分析确定紧急救援站的设计方案和设计措施;(2)紧急救援站设计应合理配置人员安全疏散和临时避难的土建配套设施,合理确定隧道的通风排烟方案,科学布设防灾救援的相关配套系统,务求防灾救援措施合理有效;(3)铁路隧道防灾救援疏散工程是一个系统工程,系统的设备维护、运营管理和应急调度指挥是该系统能否正常运转的关键;(4)本研究成果对类似工程设计和今后"规范"的修订具有一定的参考价值。     

新建崇礼铁路隧道紧急救援站设置研究

《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》(TB10020-2017)完善修改了紧急救援站的设计标准及设置要求,即长度大于20 km的隧道或者隧道群应设置紧急救援站。根据条文解释,该处"20km"的长度限定是基于隧道纵坡不大于20‰。但实际工程中,往往存在隧道坡度或者综合坡度大于20‰且隧道长度小于20 km的工况,这种情况下隧道是否设置紧急救援站是亟需解决的问题。结合新建崇礼铁路隧道工程实例,研究隧道纵坡大于20‰且长度小于20 km时是否设置紧急救援站。研究表明,当隧道纵坡大于20‰且隧道长度小于20 km时,是否设置紧急救援站取决于列车上坡折减后的末速度。崇礼铁路陡坡段隧道和隧道群均不需要设置紧急救援站。     

单洞单线隧道平导救援站防灾通风优化研究

研究目的:紧急救援站防灾通风系统设计是特长铁路隧道防灾系统设计的一个关键问题,合理优化的防灾通风系统直接关系着灾害时人员的安全疏散。本文采用网络通风计算方法,主要对单洞单线隧道平导救援站内防灾通风系统进行优化研究,并考虑自然风对紧急救援站风流分布的影响,从而确定合理的防灾通风系统。研究结论:(1)提出了一种适用于平导救援站的优化防灾通风系统方案;(2)探明了自然风对紧急救援站联络横通道内风速分布的影响规律,建议对隧道内自然风进行长期监测,并在紧急救援站两端增加布置一定数量的射流风机;(3)该研究结果可对特长铁路隧道防灾救援系统的设计提供指导。     

隧道防灾救援列车控制方案及电路研究

研究目的:为保证山区铁路的安全运营,在长大铁路隧道或隧道群内需要采取隧道防灾救援避难措施。本文通过分析已有的工程案例,全面考虑铁路隧道或隧道群内人员疏散、消防及救援条件,充分利用我国现有列车运行控制思路,从车载和地面同时研究隧道防灾救援列车控制方案和控制电路,以期探寻完善隧道防灾救援应急预案。研究结论:(1)通过调整车载LKJ基础数据源文件和地面应答器【ETCS-72】报文信息,增加DMI的显示,协助司机搜寻最有利于救援的隧道避难设施(救援站、避难所以及紧急出口);(2)通过遮断信号机的布置,实现火灾列车的停靠指示;(3)通过应急控制盘的列车控制,保证后续列车和邻线列车的安全;(4)本文提出的列车控制方案和控制电路对隧道火灾列车防灾救援的工程应用具有一定的探索意义。     

高速铁路隧道群防灾救援疏散设计方案研究

随着长大铁路隧道的增加,不可避免地会出现隧道群,其防灾救援疏散工程关系到列车的运营安全,如何结合具体工程项目进行设计值得探讨和研究.文章对杭温铁路紧急救援站及紧急出口与避难所的设计原则及内容进行了较详细介绍,通过对隧道群紧急救援站位置三个方案进行比较,针对疏散模式不同,制定有针对性的防灾救援疏散方案,对类似工程设计具有一定的参考价值。     

石太客运专线长大隧道防灾救援设计研究

研究目的:通过对石太铁路客运专线太行山、南梁长大隧道防灾救援的设计进行研究,探讨解决长大隧道防灾救援设计的关键技术问题.研究结论:隧道防灾救援应贯彻"以防为主,防消结合,方便自救,安全疏散"的原则;阻止发生火灾事故的列车进入隧道,旅客列车发生火灾后,不得在隧道内停车,确有必要,在隧道内设置"紧急救援站"进行停车疏散;当列车在隧道内发生火灾事故,凡能继续运行时,均应遵循"先将列车拉出洞外再进行列车解体及火灾事故处理"的基本原则;在设置运营通风时,应充分考虑到火灾时防、排烟要求,尽可能将隧道的防灾通风和运营通风结合起来;本着"简单、可靠、经济"的原则,隧道内设置必要的防灾救援系统设备.     

石太铁路客运专线太行山、南梁长大隧道防灾救援设计研究

通过对石太铁路客运专线太行山、南梁长大隧道防灾救援的设计进行研究,探讨解决长大隧道防灾救援设计的关键技术问题。隧道防灾救援应贯彻"以防为主,防消结合,方便自救,安全疏散"的原则;阻止发生火灾事故的列车进入隧道,旅客列车发生火灾后,不得在隧道内停车,确有必要,在隧道内设置"紧急救援站"进行停车疏散;当列车在隧道内发生火灾事故,凡能继续运行时,均应遵循"先将列车拉出洞外,再进行列车解体及火灾事故处理"的基本原则;在设置运营通风时,应充分考虑到火灾时防、排烟要求,尽可能将隧道的防灾通风和运营通风结合起来;本着"简单、可靠、经济"的原则,隧道内设置必要的防灾救援系统设备。     

高速铁路超大直径水下盾构隧道防灾疏散救援研究

为确定隧道防灾疏散设计原则与防灾救援设计参数,以崇太长江隧道为背景,通过火灾工况下列车停靠位置进行分析,明确隧道防灾疏散原则,结合土建工程,提出3种防灾疏散方案：方案一,2号竖井作为紧急出口;方案二,2号与3号竖井作为紧急出口;方案三,1号、2号与3号竖井均作为紧急出口。采用疏散仿真模拟,以疏散时间作为对比指标进行对比评价,确定疏散口最优间距、合理疏散方案、避难所布设参数及救援方案。研究结果表明,当火灾列车在残余动力运行下不发生在隧道内停靠的情况时,防灾疏散救援仅针对列车故障工况;随疏散口间距增大,安全疏散时间与拥堵时间呈增长趋势,最优间距值为75 m,可避免人员拥堵;洞身紧急出口数量增加,可有效降低疏散控制时间,应结合土建工程,通过投资效果分析,确定推荐疏散方案;为确保疏散过程中的安全,利用轨下空间设置避难所作为待避空间,避难所参数为330 m×4.0 m×2.5 m(长×宽×高);隧道采用定点救援方式,疏散人员应按照就近原则选择避难所待避,并根据待避情况进行轨面救援。     

长大铁路隧道防灾救援信号防护方案分析

基于长大铁路隧道内列车发生火灾时的运营组织和救援疏散原则,针对不同隧道的救援设施配置、救援疏散模式及救援预案,结合不同线路信号系统的技术标准,分析信号系统对相关列车可采取的安全防护方案,达到有效防止灾害范围扩大及对疏散旅客造成二次伤害的目的。     

随机停车模式下高速铁路双线隧道横通道间距的确定

针对高速铁路双线隧道内的列车火灾救援,以列车头部着火、失去动力、随机停靠在正对着横通道处、且人员疏散路径为上坡线路的工况作为人员安全疏散的最不利工况。采用火灾动态模拟器FDS建立最不利工况下的火灾仿真模型,确定可用的安全疏散时间。根据不同人员的逃生速度,采用人员疏散模拟软件EVAC,仿真计算必需的安全疏散时间。以人眼特征高度处烟气可见度小于10m时可用的安全疏散时间大于必需的安全疏散时间作为人员安全疏散的时间控制条件,确定隧道最佳的横通道间距。结果表明:当横通道间距分别为500和400m时,对应的可用的安全疏散时间均小于必需的安全疏散时间,因此不满足人员逃生的时间控制条件;当横通道间距为300m时,对应的可用的安全疏散时间大于必需的安全疏散时间,满足人员逃生的时间控制条件,可使人员安全疏散。因此建议高速铁路双线隧道横通道的设置间距为300m。     

运行旅客列车隧道火灾模型实验及数值模拟

旅客列车在隧道内发生火灾时 ,火灾烟气运动状况直接影响旅客的人身安全。本文利用风洞提供的流场模拟列车在隧道中运行的速度场 ,制作了 1∶5的旅客列车卧铺车厢 ,在车厢模型中加入等比例的火灾载荷 ,对运行旅客列车在隧道内发生火灾进行了缩尺模拟实验 ,并用商业CFD软件PHOENICS 3 .5对实际情况进行了简化数值模拟 ,研究了不同情况下旅客列车火灾特征及火灾中烟气蔓延规律 ,提出了满足火灾救援和旅客人员疏散的要求。     

对完善铁路隧道救援通道功能有关的技术标准修改建议

铁路隧道救援通道利用水沟电缆槽盖板顶面的空间,是目前国内外通行的做法,但由于建筑限界标准、有砟轨道设置后的维修养护等要求,使得目前各类标准铁路隧道内救援通道走行面与客车车厢地板面的高差较大,救援通道边缘距离车体间隙较大。当客车由于事故原因停在隧道内时,人员从车内疏散到隧道内的线路并不顺畅,容易形成次生灾害。为改善救援通道的设计条件,建议对现行的建筑限界进行局部修订,建议长度在1 km以上的隧道内均应铺设无砟轨道。     

高海拔特长铁路隧道定点防灾救援研究

为研究高海拔特长隧道定点防灾救援设计中不同火灾场景下救援横通道数量对人员疏散的影响,依托关角隧道对高海拔条件下火灾发展及人员疏散过程进行研究。利用FDS火灾模拟软件对关角隧道救援站进行高海拔条件下的火灾数值模拟计算,通过改变火源热释放速率以及救援横通道数量,得到不同火灾场景下可用安全疏散时间。利用人员疏散软件EXODUS对不同场景下高海拔地区人员疏散过程进行模拟,得到必需的人员疏散时间,通过与可用疏散时间的比较,最终确定高海拔特长铁路隧道定点救援站合理的救援横通道数量为8~9座。     

市域列车与隧道耦合气动效应数值模拟分析

为研究市域列车通过隧道的气动载荷变化规律，利用三维、瞬态可压缩的标准k-ε湍流模型计算了4节编组市域列车通过3种不同断面隧道时的气动效应，并分析了车体表面、隧道壁面及紧急疏散平台的压力时程变化。结果表明：(1)隧道A情况下的列车表面压力峰值为2 600 Pa,隧道壁面压力峰峰值为4 100 Pa;隧道B情况下的列车表面压力峰峰值为2 000 Pa,隧道壁面压力峰峰值为3 300 Pa;隧道C情况下的列车表面压力峰峰值为3 700 Pa,隧道壁面压力峰峰值为5 500 Pa; 3种不同断面各隧道条件下，紧急疏散平台处压力变化规律与隧道壁面压力变化规律基本一致。由此可见，隧道阻塞比越大，隧道内压力波变化越剧烈。(2)隧道A测点x(线路纵向)方向气流速度变化峰值为17 m/s,隧道B测点x方向气流速度变化峰值为32 m/s,隧道C内疏散平台测点x方向上的气流速度变化幅值最大，约为40 m/s,隧道A、B、C内疏散平台测点在y(线路横向)和z(线路竖向)方向上的速度变化不大。