广州地铁隧道火灾应急排烟技术探讨

摘 要：随着广州地铁线路规模不断增大，客流持续增长，事故风险也在提高，在发生列车火灾或大量烟气侵入事故时的应急处置显得尤为重要，同时且地铁站分布在市区各地区，地面情况复杂，一旦发生地铁外部建筑物火灾，烟气侵入地铁区间隧道，轻则影响运营，重则将会造成直接的人员伤亡和直接的经济损失，隧道发生烟气入侵时，如何高效、准确、合理、有效地进行排烟是减少对运营影响，保障广大乘客和地铁工作人员生命财产损失的关键。

关键词：地铁隧道；火灾；烟气控制；火灾模式；探讨

1 概述

2003年2月，韩国大邱地铁发生人为纵火事件，造成190多人死亡、100多人烧伤，地铁车站设施损坏等严重后果。

2005年7月7日，英国伦敦市地铁和公交车连续发生多起爆炸恐怖事件，造成50多人死亡，710人受伤。

国内外地铁的火灾历史证明：地铁发生火灾时造成的人员伤亡，绝大多数是因为烟气中毒和窒息所致，地铁也是市民密集的公众场所，发生火灾或烟气其损失和影响将更为严重。

2 区间隧道发生火灾特点

列车在地下区间隧道运行中发生火灾，是地铁火灾中最复杂也是对乘客生命安全最具威胁的类型，区间隧道一般相对车站深层，区间狭小且铺设了钢轨不利于疏散，有接触轨的还有触电的危险，列车运行中迫停在区间隧道疏散困难，隧道中光线不足，灭火器材不足，人员最为集中，难于灭火，甚至存在一个区间两列车的情况等等，都是不利的因素。广州地铁含有不少长大区间。对于长大区间，发生火灾时乘客疏散难，另外长大区间一般都有中间风亭，防排烟模式复杂。如何快速处理好区间列车的火灾直接关系到成百上千人的生命安全。

3 区间隧道发生火灾的处理原则

（1）隧道内通风系统的控制着火区间（或通风区域）内的气流方向与多数乘客疏散方向相反。

（2）列车中部发生火灾时，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风，若列车位于两个联络通道中部时按与行车一致方向送风。

（3）接到列车发生火灾，5分钟内无法判断列车上着火点位置时以及确认列车中部火灾但不能确定列车在区间的位置时按与行车一致方向送风。

（4）为确保区间隧道火灾通风排烟效果，除用作乘客疏散的路径外，其它的门、屏蔽门均应最大限度的保证关闭以防止气流短路的现象。

（5）列车在运行时发生火灾应尽量驶向前方车站，在前方车站疏散乘客、排烟和灭火。

（6）一旦出现列车发生火灾且停在区间隧道内时，应立即启动相应的火灾运行模式。

4 广州区间隧道火灾的各种情况

区间隧道火灾情况最多的线路共有12种情况：

情况1：列车头部着火且停在区间内任意位置，按与行车一致的方向送风。当列车车头着火时，乘客只能往车尾方向疏散；按照区间隧道火灾处理原则，隧道内通风系统的控制着火区间（或通风区域）内的气流方向与多数乘客疏散方向相反，即按与行车一致的方向送风。

情况2：列车尾部着火且停在区间内任意位置，按与行车相反的方向送风。当列车车尾着火时，乘客只能往车头方向疏散；按照区间隧道火灾处理原则，隧道内通风系统的控制着火区间（或通风区域）内的气流方向与多数乘客疏散方向相反，即按与行车相反的方向送风。

情况3：隧道内的一切情况均不清楚时，按与行车一致的方向送风。隧道内的火灾情况不清楚时；按照区间隧道火灾处理原则，接到列车发生火灾，5分钟内无法判断列车上着火点位置时以及确认列车中部火灾但不能确定列车在区间的位置时按与行车一致方向送风。

情况4：列车中部着火且停在Z01（Y01）区域，按与行车一致的方向送风。当列车中部着火且列车靠近前方车站时，乘客往后方车站疏散比往前方车站疏散的距离远；按照区间隧道火灾处理原则，列车中部发生火灾时，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风，即按与行车一致的方向送风。

情况5：列车中部着火且停在Z02（Y02）区域，按与行车一致的方向送风。当列车中部着火且列车位于区间中部时，乘客往后方车站疏散与往前方车站疏散的距离一样远；按照区间隧道火灾处理原则，列车中部发生火灾r，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风，若列车位于两个联络通道中部时按与行车一致方向送风，即按与行车一致的方向送风。

情况6：列车中部着火且停在Z03（Y03）区域，按与行车相反的方向送风。当列车中部着火且列车靠近后方车站时，乘客往前方车站疏散比往后方车站疏散的距离远；按照区间隧道火灾处理原则，列车中部发生火灾时，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风，即按与行车相反的方向送风。

情况7：前方列车车头火灾，后方列车停在中间风井后，按与行车一致的方向送风。两列车同时在同一区间隧道中间风亭的两侧，前方列车车头着火，所有乘客只能往后方车站方向疏散；按照区间隧道火灾处理原则，隧道内通风系统的控制着火区间（或通风区域）内的气流方向与多数乘客疏散方向相反，即按与行车一致的方向送风。

情况8：前方列车车尾火灾，后方列车停在中间风井后，按与行车相反的方向送风。两列车同时在同一区间隧道中间风亭的两侧，前方列车车尾着火，前车的乘客全部往前方车站方向疏散，后车的乘客往后方车站疏散；按照区间隧道火灾处理原则，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风。因为该区间有中间风亭，列车着火位置靠近中间风亭，所以可以从前方车站送风，往中间风亭排烟，这样两边疏散的乘客都可以避免被烟熏，因此，此时按与行车相反的方向送风。

情况9：前方列车中部着火且停在Z01（Y01）区域，后方列车停在中间风井后，按与行车一致的方向送风。两列车同时在同一区间隧道中间风亭的两侧，前方列车中部着火且列车靠近前方车站，前车的乘客一部分往前方车站方向疏散，另一部分往后方车站方向疏散，且乘客往中间风亭疏散比往前方车站疏散的距离远，后车的乘客全部往后方车站疏散；按照区间隧道火灾处理原则，列车中部发生火灾时，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风，即按与行车一致的方向送风。

情况10：前方列车中部着火且停在Z02（Y02）区域，后方列车停在中间风井后，按与行车一致的方向送风。两列车同时在同一区间隧道中间风亭的两侧，前方列车中部着火且列车位于前方车站和中间风亭的中间，前车的乘客一部分往前方车站方向疏散，另一部分往后方车站方向疏散，显然，乘客往中间风亭疏散与往前方车站疏散的距离一样远，后车的乘客全部往后方车站疏散；按照区间隧道火灾处理原则，列车中部发生火灾时，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风，若列车位于两个联络通道中部时按与行车一致方向送风，即按与行车一致的方向送风。

情况11：前方列车中部着火且停在Z03（Y03）区域，后方列车停在中间风井后，按与行车相反的方向送风。两列车同时在同一区间隧道中间风亭的两侧，前方列车中部着火且列车靠近中间风亭，前车的乘客一部分往前方车站方向疏散，另一部分往后方车站方向疏散，显然，乘客往前方车站疏散比往中间风亭疏散的距离远，后车的乘客全部往后方车站疏散；按照区间隧道火灾处理原则，列车中部发生火灾时，列车靠近车站或联络通道的一端排烟，远端送风。因为该区间有中间风亭，列车着火位置靠近中间风亭，所以可以从前方车站送风，往中间风亭排烟，即按与行车一致的方向送风。

情况12：前方列车着火停在区间内，后方列车相对中间风井与前方列车停在同一侧，按与行车一致的方向送风。两列车同时在同一区间隧道中间风亭的同一侧，前方列车着火且列车停在区间内，前车的乘客一部分往前方车站方向疏散，另一部分往后方车站方向疏散，后车的乘客全部往后方车站疏散；按照区间隧道火灾处理原则，隧道内通风系统的控制着火区间（或通风区域）内的气流方向与多数乘客疏散方向相反，即按与行车一致的方向送风。

5 探讨隧道火灾的处理难点

当发生列车在区间火灾时，环调需要立即收集相关信息（上下行线、列车公里标、着火位置、是否有中间风亭、前后联络通道距离等），在短时间内要求准确的计算出火灾模式；由于时间短，计算过程复杂，具体火灾排烟模式计算如下：当列车在区间隧道内发生火灾且停止运行时，收集全以上五个必备条件，可按照下面的三个步骤算出具体的火灾模式，根据公里标，在地铁四号线线路示意图上确定位置，找出最靠近该公里标左右两边的车站端墙门或区间联络通道的公里标a和d（假设d>a）。将线段ad平均分成三份，分别为Z01、Z02、Z03（下行线为Y01、Y02、Y03）。根据计算出来的b和c的数值，即可判断发生火灾列车的公里标位置落在哪个区域。

具体方法如下：

说明：a、d也可以是联络通道

b=a+■ c=a+■

通过具体的公里标确定a和d的值；通过上面两个公式算出b和c的值；通过上下行确定前方车站和后方车站，靠前方车站的为Z01（下行线为Y01）。

如果列车中部着火，且停在Z01（Y01）区域，则属于情况4。

如果列车中部着火，且停在Z02（Y02）区域，则属于情况5。

如果列车中部着火，且停在Z03（Y03）区域，则属于情况6。

如果前方列车车头火灾，后方列车停在中间风井后，则属情况7。

如果前方列车车尾火灾，后方列车停在中间风井后，则属情况8。

如果前方列车中部着火且停在Z01（Y01）区域，后方列车停在中间风井后，则属于情况9。

如果前方列车中部着火且停在Z02（Y02）区域，后方列车停在中间风井后，则属于情况10。

如果前方列车中部着火且停在Z03（Y03）区域，后方列车停在中间风井后，则属于情况11。

如果前方列车着火停在区间内，后方列车相对中间风井与前方列车停在同一侧，则属于情况12。

但发生火灾时容易导致地铁控制中心环调在高度紧张的情况下进行计算，高度紧张容易出差错，应急执行决策错误，直接导致扩大火灾事故，造成更大的人员伤亡事故，所以，我们更加需要通过一些手段，对应急处置进行优化，确保决策正确，保障乘客生命安全。

6 探讨隧道火灾烟气处理技术

当列车在区间隧道内发生火灾且停止运行时，应急模式执行决策准确、高效，直接影响隧道火灾处理结果。从地铁隧道12种隧道气流组原则，如何更快更准确的做出选择，是环调应急处置中最重要的一个环节，关系到排烟救灾，尽快将烟气直接排出隧道，直接关系到火场的乘客安全。为了准确、高效的计算出正确的火灾烟气组织模式，在传统火灾模式计算方法的基础上，把该地铁线路所有的隧道火灾类型及其对应的火灾模式预先计算出来做成一个统模式数据库，目前地铁四号线该地铁线路组由我牵头，把所有模式数据进行收集，录入系统，并按区间分配每一位控制中心环调进行核对录入模式，环调组通过多次的模拟实践对比，运用传统手算和系统计算方式进行核对，核对过程发现错漏，及时修改，完善，确保系统结果可靠性和准确性。当该区间隧道真正火灾模式时，根据当时具体的情况直接从预先计算出来的火灾模式统计表中找到其对应的火灾模式，并推算出IBP盘火灾模式号，从而可以在最短的时间内执行正确的火灾模式，保障广大乘客的生命安全。

7 地铁隧道火灾烟气处理技术效果

通过多次的模拟实践对比，当接到列车火灾相关信息后。通过传统方法计算，到下发决策所需要的时间平约为3分钟。而通过优化软件计算，所需时间仅为1分钟。效率提升明显，大大缩短火灾后排烟时间，优化后的软件可以直观清楚的显示出来，要执行什么模式，具体中文详细描述（包括车站，区间，模式编号），还有相应的备用模式显示，环调可在传统方法计算出隧道火灾模式后，再以该系统进行确认模式的准确性，为当地下区间隧道发生火灾时快速有效地组织排烟提供了可靠安全的依据。

参考文献

[1]广州市地下铁道设计研究院.广州市轨道交通防灾总说明书[Z].2014.

[2]广州市地铁.控制中心环控调度手册（四、五、六号线）[Z].2016.

[3]广州地铁控制二中心应急处理程序[Z].广州地铁控制中心，2016.

[4]张伟，姜韦华，张卫国.城市地下交通隧道火灾的防护[Z].2002.