第199期市域铁路地下车站隧道通风系统的设计优化

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第199期市域铁路地下车站隧道通风系统的设计优化

2023-11-28 16:38

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【52监测网讯】第199期市域铁路地下车站隧道通风系统的设计优化

52监测网专家报告分享-第199期

市域铁路地下车站隧道通风系统的设计优化

李森生中铁第四勘察设计院集团有限公司

一、市域铁路的发展概况

二、市域铁路的特点

三、隧道通风系统的设计优化

四、总结与展望

内容介绍

一、市域铁路的发展概况

➢ 市域（郊）铁路：为都市圈中心城市城区连接周边城镇组团及其城镇组团之间提供的公交文化、大运量、快速便捷的轨道交通系统，是城市综合交通体系的重要组成部分。

➢ 目前我国国铁和地铁等轨道交通的发展日益成熟，相关的技术也愈发精进。然而，在市域（郊）铁路的领域，相比于其他发达国家，我国仍处于发展阶段。

➢ 随着轨道交通行业的不断发展，以及加速城镇化的需求，市域（郊）铁路的建设被逐步推进，到现在已逐渐进入“加速期”。

➢ 中共中央在“十四五”规划和2035年远景目标建议中也提出：“推进城市群都市圈交通一体化，加快城际铁路、市域（郊）铁路建设，构建高速公路环线系统，有序推进城市轨道交通发展。”

➢ 根据目前国家已批复的近期建设规划，未来十年将建设2000km以上的市域铁路，投资规模将超万亿元。

➢ 2017年6月28日，国家发改委、住建部、交通运输部、国家铁路局、中国铁路总公司五部门联合下发《关于促进市域（郊）铁路发展的指导意见》，支出“京津冀、长江三角洲、珠江三角洲、长江中游、成渝等经济发达地区的超大、特大城市及具备条件的大城市，市域（郊）铁路骨干线路基本形成，构建核心区至周边主要区域的1小时通勤圈”。

➢ 2019年9月，中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》指出“到2035年基本建成交通强国，形成“全国123出行交通圈” （都市区1小时通勤、城市群2小时通达、全国主要城市3小时覆盖）。

➢ 2019年12月中共中央、国务院印发《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》指出，共建轨道上的长三角，加快建设集高速铁路、普速铁路、城际铁路、市域（郊）铁路、城市轨道交通于一体的现代轨道交通运输体系，构建高品质快速轨道交通网。

➢ 2020年12月17日，国务院办公厅下发《关于推动都市圈市域（郊）铁路加快发展意见的通知》

2020年4月2日国家发展改革委、交通运输部以发改基础[2020]529号文印发《长江三角洲地区交通运输更高质量一体化发展规划》：

➢ 到2025年、城际交通主骨架、都市圈通勤网高效联通，基本建成“轨道上的长三角”；

➢ 建设中心城区连接周边城镇的市域（郊）铁路，研究选择合理制式与周边毗邻地区衔接；

➢ 充分利用既有干线铁路、城际铁路开行市域（郊）列车，有序推进中心城区城市轨道交通建设；

➢ 提升轨道交通服务重要旅游景区的能力，研究规划水乡旅游线。

随着国家大力发展市域铁路的政策引导，市域铁路是下一轮轨道交通建设的重点方向。

二、市域铁路的特点

市域铁路与地铁之间一定有区别，相比于地铁，市域铁路具有速度快、线路长、站间距大、编组小、高架线占比大、隧道断面大，同时规范相对不统一等区别。

中国城市轨道交通协会于2022年8月18日发布《中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案》。

响应《行动方案》要求，如何建设方案合理、功能完备，又快、又好、又省的市域郊铁路是广大设计者必须要思考的重要问题。因此根据市域郊铁路的特点，探讨别于常规地铁车站的经济性方案。

三、隧道通风系统的设计优化

工程描述

浙江省某市域郊铁路，线路全长约60km，地下线比例约11%；采用160km/h运行速度，4节编组市域A型车，共设10座车站，平均站间距6.83km，其中地下站2座，高架站8座。防灾采用定点或到站救援原则。

因此市域铁路工程以下两种线站位形式比较普遍：地下车站+两侧为洞口、地下车站+一侧为洞口。以地下车站+两侧为洞口为例进行分析。

主要设计原则

1）通风空调系统按地下车站设置全封闭站台门系统设计。

2）隧道防灾疏散救援工程设计应遵循以人为本、安全疏散、自救为主、方便救援的原则。当列车在隧道内发生火灾时，应控制列车驶出洞外或停靠临近车站进行救援。

3）列车阻塞在区间隧道时，隧道通风系统应能及时向阻塞区提供一定的送风量，以保障列车空调冷凝器的继续运作，从而保证列车内乘客所需的环境条件。

4）隧道通风系统应能对灾后区间隧道送风井并形成一定的断面风速，迅速排除残留烟气。

方案比选

结合市域（郊）线路的主要设计原则，提出以下三种隧道通风方案。

➢ 方案一（常规做法）：车站设置轨行区排风系统，车站两端设置隧道通风系统，与活塞风道并联设置两台TVF。

➢ 方案二：车站设置轨行区排风系统，车站仅在一端设置隧道通风系统。

与方案一不同之处：仅在车站一端设置隧道通风系统，隧道通风系统采用双活塞通风模式。

➢ 方案三：车站设置轨行区排风系统，车站两端设置隧道通风系统，与活塞风道并联设置一台TVF。

与方案一不同之处：车站两端设置隧道通风系统，与活塞风道并联设置的风机仅一台。

➢ 正常运营工况

设计标准：区间最热月，正常运行时，区间隧道小时平均空气温度应≤40℃。

➢ 阻塞通风工况

设计标准：阻塞工况气流组织方向-从小里程往大里程方向。以左线为例，对三种方案阻塞通风模式进行比选。

方案一~方案三的车站~大里程端洞口区间左线阻塞气流组织示意图如图所示：

➢ 火灾通风工况

当市域（郊）列车在区间发生火灾时，应控制列车驶出洞外或停靠邻近车站进行救援。着火列车进站后应执行轨行区火灾排烟模式。对于区间应执行区间灾后清烟时，隧道通风系统应能对灾后区间隧道送风并形成一定的断面风速，迅速排除残留烟气。

（1）车站轨行区火灾排烟工况

由于着火列车停站疏散救援，对于车站轨行区火灾通常采用半横向排烟方式，车站轨行区排热风道兼做排烟道，运行车站两端配置的隧道通风系统设备，烟气由轨行区上方的风道及风口排出，新风由车站出入口和两端区间自然补充，将烟气控制在车站两端的风井之间的上方空间，保证乘客经由车站站台、站厅安全疏散到地面，气流组织示意图如图所示。

（2）区间灾后清烟工况

当市域（郊）列车在区间发生火灾时，应控制列车驶出洞外或或停靠邻近车站进行救援。基于本工程，车站小里程端洞口~车站、车站~大里程端洞口地下区间不存在两列车同向追踪运行的可能性，因此不存在着火列车对后方非着火列车的不利影响的情况。再者，由于区间两端均为地面洞口，地势相对车站较高，往地势高处排烟效率更高，因此本工程可考虑灾后区间残留烟气均往洞口方向排出。以左线为例，对三种方案区间灾后清烟模式进行比选。

三种方案均可满足灾后排烟要求

结论及建议

小结及建议

对于地下车站+两侧为洞口，三种隧道通风方案均能满足市域郊地下区间正常运营、阻塞以及火灾通风排烟要求。方案二对于轨行区火灾工况，排烟不均衡，排烟效果可能欠佳，不推荐采用；方案一为常规地下轨道交通采用的通风模式，模式灵活、安全可靠，但设备投资及土建投资相对较高；方案三在各工况下均可达到方案一的通风、排烟效果，满足设计要求，且相对于方案一，节约土建面积约500m²，车站长度减少10m以上，可节约土建投资约900万，节约设备初投资100万，对于类似项目推荐采用。