CN114991808B - 隧道结构的设计方法和隧道结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隧道结构的设计方法和隧道结构，该方法包括：获取联络通道的初始设计宽度以及疏散人数，根据初始设计宽度所对应的预设拥堵比例系数获得拥堵人数；根据拥堵人数计算出拥堵人数所占用的拥堵区域的拥堵面积；根据拥堵面积获得矩形亚安全区的亚安全区面积；根据拥堵面积与亚安全区面积确认矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度。该隧道结构采用该方法获得。应用本发明的隧道结构的设计方法可优化隧道联络通道，降低了在人们在疏散过程中的风险，提高了疏散的效率。

Description

隧道结构的设计方法和隧道结构
技术领域
本发明涉及隧道结构技术领域，具体的，涉及一种隧道结构的设计方法，还涉及一种隧道结构。
背景技术
目前，常见的隧道疏散方式主要有纵向疏散方式、互为服务的双洞隧道横向疏散方式和专用服务通道疏散方式。纵向疏散方式是在隧道一侧布置侧向疏散平台或在隧道纵向每隔一定距离设置爬梯或滑梯，人员从列车下至侧向疏散平台或道床进行纵向疏散。横向疏散方式是在两隧道中间每隔一定距离设置一处联络通道，人员可以通过侧向疏散平台或者道床步行至联络通道处，进入非事故隧道进行安全撤离。专用服务通道疏散方式是在平行导坑与两隧道之间每隔一定距离设置一处联络通道，主隧道发生事故时，平行导坑可以作为人员安全疏散的专用服务通道。对于特长隧道，纵向疏散方式的效率极低，所以通常采用横向疏散方式或专用服务通道疏散方式，但在实际疏散过程中，大量的疏散人员会聚集到联络通道入口处形成拱形区域。疏散人员在该区域仍然可能会受到伤害，且人群聚集极易造成拥挤踩踏事故的发生。
因此，需要考虑更加优化的联络通道结构。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可优化隧道联络通道，降低了在人们在疏散过程中的风险，提高了疏散的效率的隧道结构的设计方法。
本发明的第二目的是提供一种可优化隧道联络通道，降低了在人们在疏散过程中的风险，提高了疏散的效率的隧道结构。
为了实现上述第一目的，本发明提供的隧道结构的设计方法包括：获取联络通道的初始设计宽度以及疏散人数，根据初始设计宽度所对应的预设拥堵比例系数获得拥堵人数；根据拥堵人数计算出拥堵人数所占用的拥堵区域的拥堵面积；根据拥堵面积获得矩形亚安全区的亚安全区面积；根据拥堵面积与亚安全区面积确认矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度。
由上述方案可见，本发明的隧道结构的设计方法通过在联络通道的两端均设置有一个矩形亚安全区，可使拥堵人员进入矩形亚安全区，避免在隧道联络通道的入口处出现拥堵。同时，通过联络通道的初始设计宽度以及疏散人数确定矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度，从而可优化隧道联络通道，降低了在人们在疏散过程中的风险，提高了疏散的效率。
进一步的方案中，根据拥堵面积与亚安全区面积确认矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度的步骤包括：根据拥堵面积计算出拥堵区域的半径；将拥堵区域的半径作为亚安全区宽度；根据亚安全区宽度与亚安全区面积确定亚安全区长度。
由此可见，由于在拥堵时，通常出现半圆形的拥堵区域，因此，将拥堵区域的半径作为亚安全区宽度，可将拥堵区域距离联络通道入口最远的人员容纳进入矩形亚安全区。同时，根据亚安全区宽度与亚安全区面积确定亚安全区长度，可最优化矩形亚安全区的尺寸。
进一步的方案中，拥堵人数由以下公式获得：Nd＝α×N；其中，α为预设拥堵比例系数，N为疏散人数。
由此可见，在联络通道的宽度一定的条件下，需要疏散的人数越多，在联络通道入口处拥堵的人数就越多，拥挤区域的面积也就越大，而且呈现正相关关系，因此，可通过预设拥堵比例系数以及疏散人数确认拥堵人数。
进一步的方案中，拥堵面积由以下公式获得：Sd＝Sp×Nd；其中，Nd为拥堵人数，Sp为每个人的占地面积，Sp＝π×r2，r代表人员肩宽的一半。
由此可见，通过计算每个人的占地面积，可进一步确认拥堵面积。
进一步的方案中，亚安全区面积由以下公式获得：S＝β×Sd；其中，β为预设安全余量系数，Sd为拥堵面积。
由此可见，通过设置预设安全余量系数，可确保亚安全区面积可容纳全部的拥堵人数，进一步的保障人员安全。
为了实现上述第二目的，本发明提供的隧道结构包括两个主隧道和连接两个主隧道的联络通道，联络通道的两端均设置有一个矩形亚安全区，矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度根据联络通道的初始设计宽度和疏散人数确定。
由上述方案可知，本发明的隧道结构通过在联络通道的两端均设置有一个矩形亚安全区，可使拥堵人员进入矩形亚安全区，避免在隧道联络通道的入口处出现拥堵。同时，通过联络通道的初始设计宽度以及疏散人数确定矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度，从而可优化隧道联络通道，降低了在人们在疏散过程中的风险，提高了疏散的效率。
进一步的方案中，联络通道的数量为两个以上；每两个联络通道之间的距离小于600米。
由此可见，每两个联络通道之间的距离小于600米，可确保人员疏散的安全。
附图说明
图1是本发明隧道结构实施例的结构示意图。
图2是本发明隧道结构的设计方法实施例的流程图。
图3是现有隧道结构疏散人员时的结构示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
隧道结构实施例：
如图1所示，本实施例中，隧道结构包括第一主隧道1、第二主隧道2和连接第一主隧道1与第二主隧道2的联络通道3，联络通道3的两端均设置有一个矩形亚安全区4，矩形亚安全区4位于联络通道3与第一主隧道1、第二主隧道2交接处。为了矩形亚安全区4的尺寸合理，本实施例中，矩形亚安全区4的亚安全区宽度和亚安全区长度根据联络通道3的初始设计宽度和疏散人数确定。联络通道3的数量为两个以上，每两个联络通道3之间的距离小于600米。需要说明的是，当隧道连贯长度大于600m时才应设置联络通道3，联络通道3的数量应根据隧道的规模确定，当存在多个联络通道3时，每两个联络通道3之间的距离通常要小于600米。
在联络通道3的两端均设置有一个矩形亚安全区4，可使拥堵人员进入矩形亚安全区4，避免在联络通道3的入口处出现拥堵。
隧道结构的设计方法实施例：
本实施例的隧道结构的设计方法是应用在计算机的应用程序，用于对矩形亚安全区4的尺寸进行设计。
如图2所示，本实施例中，隧道结构的设计方法在工作时，首先，执行步骤S1，获取联络通道的初始设计宽度以及疏散人数，根据初始设计宽度所对应的预设拥堵比例系数获得拥堵人数。本实施例中，拥堵人数由以下公式获得：Nd＝α×N；其中，α为预设拥堵比例系数，N为疏散人数。初始设计宽度为隧道修建时的初始宽度，可根据需要进行设置。疏散人数可根据实际需要进行输入，在确定疏散人数时需要考虑最不利的疏散场景情况，最不利的荷载场景为列车车厢满载，最不利荷载场景下的总人数即为疏散人数。在联络通道的宽度一定的条件下，需要疏散的人数越多，在联络通道入口处拥堵的人数就越多，拥挤区域的面积也就越大，而且呈现正相关关系，预设拥堵比例系数α可通过多次仿真试验的拥堵人数和疏散人数的比值的平均值得到。因此，通过疏散人数和预设拥堵比例系数的关系可获得拥堵人数。
由图3可知，在疏散人员时，通常在联络通道出现拱形的拥堵区域5，为了便于计算，本实施例中，将拱形的拥堵区域5近似为半圆形的拥堵区域5。
在获得拥堵人数后，执行步骤S2，根据拥堵人数计算出拥堵人数所占用的拥堵区域5的拥堵面积。本实施例中，拥堵面积由以下公式获得：Sd＝Sp×Nd；其中，Nd为拥堵人数，Sp为每个人的占地面积，Sp＝π×r2，r代表人员肩宽的一半。为了合理计算拥堵面积，将每个人的占地面积取值为圆形占地面积，人员肩宽可根据大数据平均获得，通过计算每个人的占地面积，可进一步确认拥堵面积。
获得拥堵面积后，执行步骤S3，根据拥堵面积获得矩形亚安全区的亚安全区面积。本实施例中，亚安全区面积由以下公式获得：S＝β×Sd；其中，β为预设安全余量系数，预设安全余量系数大于1，Sd为拥堵面积。通过设置预设安全余量系数，可确保亚安全区面积可容纳全部的拥堵人数，进一步的保障人员安全。理论上讲，亚安全区面积只要等于拥堵区域5的拥堵面积就可以使疏散人员全部进入亚安全区内，但一般要预留一些安全余量，因此，通过设置预设安全余量系数，使得亚安全区面积更加合理。
在获得亚安全区面积后，执行步骤S4，根据拥堵面积与亚安全区面积确认矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度。获得亚安全区面积后，需要考虑矩形亚安全区4的具体尺寸设置，使得矩形亚安全区4的的尺寸更加合理化。需要说明的是，亚安全区宽度方向与主隧道的宽度延伸方向相同。
本实施例中，根据拥堵面积与亚安全区面积确认矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度的步骤包括：根据拥堵面积计算出拥堵区域的半径；将拥堵区域的半径作为亚安全区宽度；根据亚安全区宽度与亚安全区面积确定亚安全区长度。考虑到拱形的拥堵区域5中，最外围的人员距离联络通道入口的距离为拥堵区域的半径，因此，将拥堵区域的半径作为亚安全区宽度，可将拥堵区域距离联络通道入口最远的人员容纳进入矩形亚安全区4，确保不在主隧道内出现拥堵人群。同时，根据亚安全区宽度与亚安全区面积确定亚安全区长度，可最优化矩形亚安全区的尺寸。
由上述可知，本发明通过在联络通道的两端均设置有一个矩形亚安全区，可使拥堵人员进入矩形亚安全区，避免在隧道联络通道的入口处出现拥堵。同时，通过联络通道的初始设计宽度以及疏散人数确定矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度，从而可优化隧道联络通道，降低了在人们在疏散过程中的风险，提高了疏散的效率。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种隧道结构的设计方法，隧道结构包括两个主隧道和连接两个所述主隧道的联络通道，其特征在于：所述联络通道的两端均设置有一个矩形亚安全区；
所述方法包括：
获取所述联络通道的初始设计宽度以及疏散人数，根据所述初始设计宽度所对应的预设拥堵比例系数获得拥堵人数；
根据所述拥堵人数计算出所述拥堵人数所占用的拥堵区域的拥堵面积，其中，所述拥堵区域为半圆形区域；
根据所述拥堵面积获得所述矩形亚安全区的亚安全区面积；
根据所述拥堵面积与所述亚安全区面积确认所述矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度；
所述根据所述拥堵面积与所述亚安全区面积确认所述矩形亚安全区的亚安全区宽度和亚安全区长度的步骤包括：根据所述拥堵面积计算出所述拥堵区域的半径；将所述拥堵区域的半径作为所述亚安全区宽度；根据所述亚安全区宽度与所述亚安全区面积确定所述亚安全区长度，其中，所述亚安全区长度大于所述联络通道的初始设计宽度。
2.根据权利要求1所述的隧道结构的设计方法，其特征在于：
所述拥堵人数由以下公式获得：
Nd＝α×N；
其中，α为预设拥堵比例系数，N为所述疏散人数。
3.根据权利要求1所述的隧道结构的设计方法，其特征在于：
所述拥堵面积由以下公式获得：
Sd＝Sp×Nd；
其中，Nd为所述拥堵人数，Sp为每个人的占地面积，Sp＝π×r2,r代表人员肩宽的一半。
4.根据权利要求3所述的隧道结构的设计方法，其特征在于：
所述亚安全区面积由以下公式获得：
S＝β×Sd；
其中，β为预设安全余量系数，Sd为所述拥堵面积。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103993890A (zh) * 2014-05-27 2014-08-20 王明年 一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法
CN105114097A (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 中铁第一勘察设计院集团有限公司 两管隧道间的联通结构体系及其通风疏散方法
CN106014442A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 云南省交通规划设计研究院 一种公路隧道逃生救援横通道设置方法
CN106126831A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 西南交通大学 一种铁路隧道紧急救援站人员疏散时间的获得方法
CN209430241U (zh) * 2018-12-06 2019-09-24 中铁二院工程集团有限责任公司 单洞双线铁路隧道紧急救援站
CN113530564A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 四川农业大学 一种高海拔铁路隧道口紧急救援站的设计方法及系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103993890A (zh) * 2014-05-27 2014-08-20 王明年 一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法
CN105114097A (zh) * 2015-08-21 2015-12-02 中铁第一勘察设计院集团有限公司 两管隧道间的联通结构体系及其通风疏散方法
CN106126831A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 西南交通大学 一种铁路隧道紧急救援站人员疏散时间的获得方法
CN106014442A (zh) * 2016-07-07 2016-10-12 云南省交通规划设计研究院 一种公路隧道逃生救援横通道设置方法
CN209430241U (zh) * 2018-12-06 2019-09-24 中铁二院工程集团有限责任公司 单洞双线铁路隧道紧急救援站
CN113530564A (zh) * 2021-07-21 2021-10-22 四川农业大学 一种高海拔铁路隧道口紧急救援站的设计方法及系统

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