CN109488367A - 一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统及救援方法 - Google Patents
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Abstract
一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统及救援方法，以在火灾事故发生时及时和高效地对隧道随机停车的列车进行救援，保障疏散人员安全。在正线隧道两侧分别设置左线疏散站台、右线疏散站台，且沿线路延伸方向间隔设置斜交式横通道将左线疏散站台或右线疏散站台与贯通平行导洞相连通，各斜交式横通道内设置电动防护门。正线隧道进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机、上行线隧道进口信号机。正线隧道、贯通平行导洞内设置应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统，沿线路延伸方向间隔设置停车位置检测装置。停车位置检测装置将检测到的事故列车停车位置信号传送至远程控制系统，由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机和上行线隧道进口信号机，同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门及对应的应急通风系统，并开启应急消防系统。
Description
技术领域
本发明涉及铁路隧道防灾疏散救援领域，具体涉及一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统及救援方法。
背景技术
西部艰险山区新建铁路工程中涌现了大量的长大隧道(群)，隧线比高，甚至高达70％～80％，比如成兰、川藏等铁路。由于艰险山区长大铁路隧道(群)众多，隧道防灾疏散救援问题比较突出。长度15km及以上的双线特长铁路隧道一般采用分修方案(即双洞单线隧道)，长度15km以下的双线铁路隧道一般采用合修方案(即单洞双线隧道)，但具体隧道工程应根据施工方法、防灾救援、施工及结构安全性、旅客乘车舒适度、施工进度、运输灵活性以及工程投资等因素确定分合修方案。铁路隧道防灾疏散救援指导思想：列车在隧道内发生火灾时，应控制列车驶出隧道进行疏散；当列车不能驶出隧道，应控制列车停靠在紧急救援站进行疏散救援。在此指导思想下，单洞双线隧道防灾疏散救援土建设施分为紧急救援站、紧急出口及避难所。
长度20km及以上的单洞双线隧道应设置紧急救援站，紧急救援站之间的距离不应大于20km。隧道内紧急救援站应满足着火列车停车后人员疏散要求，紧急救援站的长度应为旅客列车编组长度加一定余量，其中高速铁路可取450m，客货共线铁路可取550m，城际铁路采用8辆编组时可取230m；紧急救援站内设置疏散站台、横通道、待避空间及独立的排烟通道。紧急救援站内正交式横通道的间距为50m～60m，横通道与正线隧道连接处设防护门，防护门净空尺寸不小于1.7m×2.0m(宽×高)。此外，隧道内紧急救援站设置防灾通风、供电、灭火、应急照明、应急通信、监控及标志等设施。
长度10km及以上的单洞隧道，应在洞身段设置不少于1处紧急出口或避难所。长度大于等于5km且小于10km的单洞隧道，宜结合施工辅助坑道，在隧道洞身设置1处紧急出口或避难所。紧急出口及避难所应满足事故列车人员疏散要求。紧急出口分为平导式、横洞式、斜井式和竖井式，其中平行导坑断面净空尺寸不宜小于4.0m×5.0m(宽×高)，正交式横通道间距一般为420m～500m，横通道与正线隧道连接处设防护门，防护门净空尺寸为1.5m×2.0m(宽×高)。紧急出口及避难所内应设置通风、应急照明、应急通信、监控等设施。
调研分析了国内外19例铁路隧道火灾事故案例，其中17例着火列车停在了隧道内，只有2例着火列车驶出了隧道，故铁路隧道运营期防灾考虑火灾工况下随机停车救援是非常重要的。
多个工程案例分析表明特长铁路隧道洞内紧急救援站的工程造价至少1个亿。由于地形地貌、对外交通、外部气候条件等因素，艰险山区特长铁路隧道设置洞内紧急救援站是极其困难的，同时造价也不菲，建设及运营维护都存在问题。为了隧道施工通风、施工进度、防灾救援、排水等因素，特长单洞双线隧道常设置贯通平导。高海拔低气压、超长大坡度的单洞双线隧道内着火列车随机停车的概率较高，故突破现行单洞双线铁路隧道定点停车疏散救援模式，考虑取消设置紧急救援站、紧急出口及避难所，充分利用贯通平导，同时加强防灾救援运营管理，以解决正线隧道随机停车疏散救援问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，以在火灾事故发生时及时和高效地对隧道随机停车的列车进行救援，保障疏散人员安全，减少人员伤亡及财产损失。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，包括正线隧道和位于一侧的贯通平行导洞，其特征在于：所述正线隧道两侧分别设置左线疏散站台、右线疏散站台，且沿线路延伸方向间隔设置斜交式横通道将左线疏散站台或右线疏散站台与贯通平行导洞相连通，各斜交式横通道内设置电动防护门；所述正线隧道进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机、上行线隧道进口信号机；所述正线隧道、贯通平行导洞内设置应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统，沿线路延伸方向间隔设置停车位置检测装置；所述停车位置检测装置将检测到的事故列车停车位置信号传送至远程控制系统，由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机和上行线隧道进口信号机，同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门及对应的应急通风系统，并开启应急消防系统。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统的救援方法，该救援方法包括如下步骤：
①火灾发生后，远程控制系统启动停车位置检测装置，检测事故列车停车位置信号，并将该停车位置信号传回至远程控制系统；
②由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机和上行线隧道进口信号机，阻止其他列车进入事故隧道，通知已进入事故区间、事故隧道的其他列车驶离或退出；同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门及对应的应急通风系统，正线隧道向外排烟，贯通平行导洞向内送风，并开启应急消防系统；
③组织事故列车上人员疏散撤离，人员经事故侧疏散站台、斜交式横通道疏散撤离至贯通平行导洞内；
④人员疏散撤离事故隧道后，灭火人员和设备由贯通平行导洞进入事故隧道对事故列车进行灭火作业；
⑤灭火结束后将事故列车拉出正线隧道外，排除正线隧道内烟气，检修相关设施，检修结束达到运营条件后，远程控制系统启动下行线隧道进口信号机和上行线隧道进口信号机，恢复正线隧道运营。
本发明有益效果体现在如下几个方面：
一、充分发挥正线隧道与贯通平行导洞之间的结构特点，利用合理的技术措施，且经济性较好，能有效服务于高海拔低气压、低行车密度的超长大坡度单洞双线隧道的人员疏散救援需要；
二、沿正线隧道全长间隔设置斜交式横通道、停车位置检测装置、消火栓，斜交式横通道内设置电动防护门，在正线隧道进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机、上行线隧道进口信号机，且由远程控制系统控制，可实现火灾工况下随机停车疏散救援，突破现行单洞双线铁路定点停车疏散救援模式；
三、与正交式横通道相比，斜交式横通道在施工期间有利于施工组织及施工巷道式通风，提高掘进指标，改善施工作业环境；运营期间斜交式横通道的局部阻力系数较小，有利于火灾工况下贯通平行导洞风机将新鲜空气压入预定的横通道内，使正线隧道侧横通道电动防护门处于正压状态，阻止烟气进入贯通平行导洞内；
四、停车位置检测装置设置可识别着火列车准确停车位置，从而可合理确定随机停车救援分区，并确定每个随机停车救援分区的救援预案，如横通道防护门、应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统等设施的开启方案，确保送风排烟按预设计方案执行。与单洞双线铁路内定点停车疏散救援方案相比，列车火灾事故发生初期实施随机停车疏散救援，可用安全疏散时间能延长10～15min，有效地增强人员疏散救援效率和疏散救援安全性；
五、在经济性方面，特长单洞双线铁路隧道充分利用其一侧施工用贯通平行导洞，取消设置紧急救援站(据统计平均1座紧急救援站的工程造价不少于1亿元)，通过适当加密横通道，横通道内设置隔墙及防护门，为运营期灾害事故模式下提供安全的疏散救援空间，避免为解决单洞双线隧道跨线疏散的安全性问题而增设双侧贯通平行导洞，因此可有效降低救援设施的建造成本和运营成本。
本发明对改进我国艰险山区特长单洞双线铁路隧道防灾疏散救援模式，提高隧道火灾工况下防灾疏散救援能力，打造安全可靠的铁路运输通道，具有显著的经济和社会效益。
附图说明
本说明书包括如下九幅附图：
图1是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统的平面布置图；
图2是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统的横断面图；
图3是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统中斜交式横通道结构横断面图；
图4是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统中正线隧道洞口段风机布置示意图；
图5是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统中平行导洞口段风机布置示意图；
图6是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统火灾工况下随机停车在两条斜交式横通道人员疏散、送风及排烟路径示意图；
图7是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统火灾工况下随机停车在三条斜交式横通道内人员疏散、送风及排烟路径示意图；
图8是本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统火灾工况下随机停车在两条斜交式横通道处人员救援、送风及排烟路径示意图；
图9是本发明本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统火灾工况下随机停车在斜交式横通道内人员救援、送风及排烟路径示意图。
图中示出构件名称及所对应的标记：正线隧道10、左线疏散站台11、右线疏散站台12、正线隧道风机13、下行线隧道进口信号机14、上行线隧道进口信号机15、贯通平行导洞20、斜交式横通道21、隔墙22、防护门23、停车位置检测装置24、消火栓25、平导风机26、着火列车30。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做详细说明。
参照图1至图5，本发明的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，包括正线隧道10和位于一侧的贯通平行导洞20，所述正线隧道10两侧分别设置左线疏散站台11、右线疏散站台12，且沿线路延伸方向间隔设置斜交式横通道21将左线疏散站台11或右线疏散站台12与贯通平行导洞20相连通，各斜交式横通道21内设置电动防护门23；所述正线隧道10进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机14、上行线隧道进口信号机15。所述正线隧道10和贯通平行导洞20内设置应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统，沿线路延伸方向间隔设置停车位置检测装置24；所述停车位置检测装置24将检测到的事故列车30停车位置信号传送至远程控制系统，由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机14和上行线隧道进口信号机15，同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门23及对应的应急通风系统，并开启应急消防系统。
参照图1，本发明充分发挥充分发挥正线隧道10与贯通平行导洞20之间的结构特点，技术措施合理，且经济性较好，能有效服务于高海拔低气压、低行车密度的超长大坡度单洞双线隧道的人员疏散救援需要。沿正线隧道10全长间隔设置斜交式横通道21、停车位置检测装置24，斜交式横通道21内设置电动防护门23，在正线隧道10进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机14、上行线隧道进口信号机15，且由远程控制系统控制，可实现火灾工况下随机停车疏散救援，突破现行单洞双线隧道定点停车疏散救援模式。停车位置检测装置24的设置可识别事故列车30准确停车位置，从而可合理确定随机停车救援分区，并确定每个随机停车救援分区的救援预案，如电动防护门23、应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统等设施的开启方案，确保送风排烟按预设计方案执行。与现有单洞双线隧道内定点停车疏散救援方案相比，列车火灾事故发生初期实施随机停车疏散救援，可用安全疏散时间能延长10～15min，有效地增强人员疏散救援效率和疏散救援安全性。
停车位置检测装置24具有红外线或激光测距传感器或电感式传感器，传感器根据上行线或下行线有无列车而使被检测参数(距离或空间导磁系数μ)发生变化，检测值与预设值相比较，从而确定列车停车位置。根据相邻两个或者多个停车位置检测装置24的检测参数即可准确确定停车位置随机停车救援分区。
参照图2和图3，通过适当加密设置斜交式横通道21，斜交式横通道21设置隔墙22及电动防护门23，为运营期灾害事故工况下提供安全的疏散救援空间，避免为解决单洞双线隧道跨线疏散的安全性问题而增设双侧贯通平行导洞，因此可有效降低救援设施的建造成本和运营成本。与正交式横通道相比，斜交式横通道21在施工期间有利于施工组织及施工巷道式通风，提高掘进指标，改善施工作业环境。运营期间斜交式横通道21的局部阻力系数较小，有利于火灾工况下贯通平行导洞风机将新鲜空气压入预定的横通道内，使正线隧道侧横通道电动防护门23处于正压状态，阻止烟气进入贯通平行导洞20内。所述电动防护门23设置于各斜交式横通道21的中部，其上和两侧设置隔墙22，隔墙22安装对准正线隧道10的停车位置检测装置24。所述应急消防系统为设置于各斜交式横通道21临近正线隧道10一侧的消火栓34。
参照图4和图5，所述应急通风系统包括设置于正线隧道10洞口段的正线隧道风机13，以及贯通平行导洞20洞口段的平行导洞风机26。当行驶在正线隧道10的列车发生火灾时，正线隧道风机13向外排烟，将尽量多的烟气排出正线隧道10外。平行导洞风机26则向贯通平行导洞20内送风，为疏散撤离人员提供新风。而电动防护门23处于正压状态，可阻止烟气进入贯通平行导洞20。
参照图1，所述斜交式横通道21沿线路延伸方向间隔100m～200m设置，其中线与正线隧道10中线的夹角为45°。斜交式横通道21的内净宽度×内净高度一般不小于4.5m×4.0m，电动防护门23内净宽度×内净高度一般不小于3.0m×2.0m。所述左线疏散站台11、右线疏散站台12的边缘分别与左线线路、右线线路中线的最小距离为2.0m，站台宽度为1.2～2.5m，台面高于轨面30cm。
参照图1至图9，本发明一种双洞单线铁路隧道随机停车救援系统的救援方法，包括如下步骤：
①火灾发生后，远程控制系统启动停车位置检测装置24，检测事故列车30停车位置信号，并将该停车位置信号传回至远程控制系统；
②由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机14和上行线隧道进口信号机15，阻止其他列车进入事故隧道，调度已进入事故区间、事故隧道的其他列车驶离或退出；同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门23及对应的应急通风系统，正线隧道向外排烟，贯通平行导洞20向内送风，并开启应急消防系统；
③组织事故列车30上人员疏散撤离，人员经事故侧疏散站台、斜交式横通道21疏散撤离至贯通平行导洞20内；
④人员疏散撤离事故隧道后，灭火人员和设备由贯通平行导洞20进入正线隧道10对事故列车30进行灭火作业；
⑤灭火结束后将事故列车30拉出正线隧道10外，排除正线隧道10内烟气，检修相关设施，检修结束达到运营条件后，远程控制系统启动下行线隧道进口信号机14和上行线隧道进口信号机15，恢复正线隧道10运营。
以上所述只是用图解说明本发明一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统及救援方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (7)
1.一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，包括正线隧道(10)和位于一侧的贯通平行导洞(20)，其特征在于：所述正线隧道(10)两侧分别设置左线疏散站台(11)、右线疏散站台(12)，且沿线路延伸方向间隔设置斜交式横通道(21)将左线疏散站台(11)或右线疏散站台(12)与贯通平行导洞(20)相连通，各斜交式横通道(21)内设置电动防护门(23)；所述正线隧道(10)进口端、出口端分别设置下行线隧道进口信号机(14)、上行线隧道进口信号机(15)；所述正线隧道(10)和贯通平行导洞(20)内设置应急通风系统、应急照明系统和应急消防系统，沿线路延伸方向间隔设置停车位置检测装置(24)；所述停车位置检测装置(24)将检测到的事故列车(30)停车位置信号传送至远程控制系统，由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机(14)和上行线隧道进口信号机(15)，同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门(23)及对应的应急通风系统，并开启应急消防系统。
2.如权利要求1所述的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，其特征是：所述电动防护门(23)设置于各斜交式横通道(21)的中部，其上和两侧设置隔墙(22)，隔墙(22)安装对准正线隧道(10)的停车位置检测装置(24)。
3.如权利要求1所述的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，其特征是：所述应急消防系统为设置于各斜交式横通道(21)临近正线隧道(10)一侧的消火栓(34)。
4.如权利要求1所述的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，其特征是：所述应急通风系统包括设置于正线隧道(10)洞口段的正线隧道风机(13)，以及贯通平行导洞(20)洞口段的平行导洞风机(26)。
5.如权利要求1所述的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，其特征是：所述斜交式横通道(21)沿线路延伸方向间隔100m～200m设置，其中线与正线隧道(10)中线的夹角为45°；斜交式横通道(21)的内净宽度×内净高度不小于4.5m×4.0m，电动防护门(23)内净宽度×内净高度不小于3.0m×2.0m。
6.如权利要求1所述的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统，其特征是：所述左线疏散站台(11)、右线疏散站台(12)的边缘分别与左线线路、右线线路中线的最小距离为2.0m，站台宽度为1.2m～2.5m，台面高于轨面30cm。
7.如权利要求1至6任意一项如述的一种单洞双线铁路隧道随机停车救援系统的救援方法，包括如下步骤：
①火灾发生后，远程控制系统启动停车位置检测装置(24)，检测事故列车(30)停车位置信号，并将该停车位置信号传回至远程控制系统；
②由远程控制系统确定停车位置随机停车救援分区，关闭下行线隧道进口信号机(14)和上行线隧道进口信号机(15)，阻止其他列车进入事故隧道，调度已进入事故区间、事故隧道的其他列车驶离或退出；同时开启应急照明系统、停车位置随机停车救援分区的电动防护门(23)及对应的应急通风系统，正线隧道(10)向外排烟，贯通平行导洞(20)向内送风，并开启应急消防系统；
③组织事故列车(30)上人员疏散撤离，人员经事故侧疏散站台、斜交式横通道(21)疏散撤离至贯通平行导洞(20)内；
④人员疏散撤离事故隧道后，灭火人员和设备由贯通平行导洞(20)进入正线隧道(10)对事故列车(30)进行灭火作业；
⑤灭火结束后将事故列车(30)拉出正线隧道(10)外，排除正线隧道(10)内烟气，检修相关设施，检修结束达到运营条件后，远程控制系统启动下行线隧道进口信号机(14)和上行线隧道进口信号机(15)，恢复正线隧道(10)运营。
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