劉志勇

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司環(huán)境與設(shè)備設(shè)計處，西安 710043)

1 概述

車輛段(停車場)是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分和基本生產(chǎn)單位，是整個系統(tǒng)正常運營的保證，其用地往往達十幾公頃[1-2]，這與日益緊缺的城市土地資源間產(chǎn)生難以調(diào)和的矛盾，成為制約城軌建設(shè)的重要因素。利用地下空間設(shè)置場段，有條件地實施上蓋綜合開發(fā)，集約化地利用城市土地資源，成為場段建設(shè)的新模式，在建設(shè)中越來越受到重視[3-4]。

目前國內(nèi)現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范中，沒有關(guān)于地下場段設(shè)計及建設(shè)標準的具體規(guī)定，設(shè)計中，面臨無規(guī)范可依的狀態(tài)[5]。本文擬通過對國內(nèi)建成的地下場段設(shè)計方案進行研究，剖析設(shè)計方案的優(yōu)缺點，對地下場段設(shè)計中存在問題提出建議，為后續(xù)類似工程建設(shè)提供參考。

2 地下場段設(shè)計中存在的問題

《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016—2014)[6](以下簡稱“《建規(guī)》”)中有針對地下工業(yè)廠房等的具體規(guī)定，但沒有針對城軌地下場段的規(guī)定。設(shè)計中，如果套用地下工業(yè)廠房的相關(guān)規(guī)定，由于城軌場段的特殊性，在防火分區(qū)、疏散距離等方面又無法滿足要求[7]。

2.1 建筑定性

《地鐵設(shè)計規(guī)范》(GB 50157—2013)中對場段主要廠房的建筑性質(zhì)、火災(zāi)危險等級等問題沒有詳細規(guī)定，常規(guī)場段在設(shè)計時基本參照《建規(guī)》，將主要停車、維修空間定性為丁、戊類廠房。場段設(shè)置在地下時，各生產(chǎn)區(qū)域火災(zāi)危險性類別如果確定，耐火等級如何選取，是消防設(shè)計的關(guān)鍵[8-9]。

2.2 防火分區(qū)

在確定了主要生產(chǎn)區(qū)域的建筑定性后，原則上防火分區(qū)面積也就確定了。但地下場段在設(shè)計時，由于地下廠房及停放車輛的特殊性，防火分區(qū)面積卻無法按照規(guī)范劃分。以停車列檢庫為例，地上建設(shè)時，停車列檢庫可定性為戊類廠房，耐火等級按一、二級考慮時，防火分區(qū)面積不限；而地下建設(shè)時，耐火等級按一、二級考慮時，防火分區(qū)面積為1 000 m2，考慮到列車長度等因素，防火分區(qū)面積肯定超過規(guī)范要求。

2.3 人員疏散

人員疏散問題與防火分區(qū)問題類似，在確定了主要生產(chǎn)區(qū)域的建筑定性后，原則上人員疏散距離也是確定的。但是由于地下場段特殊性以及廠房工藝和車輛長度等特點，疏散距離無法按照規(guī)范設(shè)計。根據(jù)《建規(guī)》，停車列檢庫定性為丁類廠房，耐火等級按一、二級考慮時，廠房內(nèi)任一點到最近安全出口的距離不超過45 m。由于列車長度限制，地下場段任何一點至安全區(qū)域的疏散距離肯定超過該數(shù)值。

3 地下場段設(shè)計方案探討

地下場段設(shè)計的難點是確保火災(zāi)時的安全性，在不能夠按照相關(guān)規(guī)范設(shè)計時，國內(nèi)場段多是在設(shè)計時增加安全措施，再通過編制“消防安全評估報告”對方案進行評估，報告通過評審使設(shè)計獲得依據(jù)。通過對國內(nèi)地下場段設(shè)計方案的研究，雖然各項目的設(shè)計方案各異，但總體上可以歸納成二大類，以下分別進行闡述。

3.1 “類地上型”地下場段

地下場段設(shè)計的問題是沒有相關(guān)規(guī)定對此類建筑進行界定，其實地下場段與地上場段在性質(zhì)、功能、布置上基本類似。借鑒于山地建筑的理念，如果能通過一定的措施，將地勢上位于地下的建筑，定義為地上建筑，則整個場段的設(shè)計就可參照規(guī)范要求了。北京地鐵7號線焦化廠車輛段是此類地下場段的代表。

焦化廠車輛段為了能將地勢處于地下的場段參照地上場段相關(guān)要求設(shè)計，蓋板開敞面積大，做法相對保守，犧牲了土地利用的利益。焦化廠車輛段地下部分平面布置見圖1[10]。

圖1 焦化廠車輛段地下平面布置

焦化場車輛段是一個標準的“橫列盡端式”布置的車輛段[11]，其地下部分主要包括出入線區(qū)間、咽喉區(qū)、蓋下環(huán)形車道以及停車列檢庫、聯(lián)合檢修庫等生產(chǎn)設(shè)施。出入線區(qū)間遵照地下區(qū)間要求設(shè)計，同時增加了通往地面的疏散通道。將咽喉區(qū)(道岔區(qū))全部開敞，視作室外，這樣咽喉區(qū)等的設(shè)計就可遵照室外設(shè)計。這一措施解決了咽喉區(qū)的建筑定性、防火分區(qū)劃分、與其他區(qū)域間防火分隔等難題。圍繞停車列檢庫等生產(chǎn)設(shè)施設(shè)置了環(huán)形車道，車道的標準滿足消防車通行的需要。在停車列檢庫、聯(lián)合檢修庫輔助邊跨側(cè)，車道完全開敞，確保人員集中區(qū)域的通風(fēng)、采光及安全等接近地面建筑。環(huán)形車道無法全部開敞的區(qū)域，也開設(shè)了天窗，滿足自然通風(fēng)排煙的要求，同時增加了疏散樓梯。

通過這些措施，整個場區(qū)不管是運營環(huán)境還是消防安全的保障上，都接近地上建筑，消防設(shè)施等也參考《建規(guī)》中地上工業(yè)廠房部分要求考慮。由于地勢處于地下，與常規(guī)地上建筑還是有差別，因此，采取了一定的加強措施，如建筑火災(zāi)危險性等級適當(dāng)提高。另外，還輔助以機械通風(fēng)、自動噴水滅火系統(tǒng)等加強措施。

3.2 “消防安全措施加強型”地下場段

國內(nèi)多數(shù)地下場段在設(shè)計中還是采取將工程定性為地下建筑，盡量參照《建規(guī)》中地下廠房部分的相關(guān)規(guī)定設(shè)計，通過增加消防設(shè)施來確保消防安全，姑且稱之為“消防安全措施加強型”地下場段。青島地鐵13號線靈山衛(wèi)停車場、深圳地鐵龍崗線中心公園停車場、成都地鐵7號線崔家店停車場等都可歸為此類建筑。

此類地下場段，雖然消防方案上有一定差異，但總體上思路一般都包含以下幾部分。

3.2.1 火災(zāi)危險性分類

相較于地上建筑而言，地下場段火災(zāi)危險性等級適當(dāng)提高，但總體上還是參照《建規(guī)》中地下廠房部分的相關(guān)規(guī)定設(shè)計。主要生產(chǎn)區(qū)域火災(zāi)危險性類別一般都遵照表1進行分類。

表1 地下場段生產(chǎn)區(qū)域火災(zāi)危險性分類

3.2.2 咽喉區(qū)

對于咽喉區(qū)，可按照地下區(qū)間考慮，平常無人員進入。有條件時可設(shè)置不小于其地面面積2%的排煙口，滿足自然排煙條件。當(dāng)由于蓋上土地利用，不具備設(shè)置自然排煙口時，可不考慮防排煙設(shè)計，增加自動噴水滅火設(shè)施保障火災(zāi)安全性。

3.2.3 消防車作業(yè)條件

為解決地下場段在防火分區(qū)面積、人員疏散距離等無法遵照《建規(guī)》設(shè)計的問題，地下場段一般都會設(shè)置消防車能夠進入進行消防撲救的條件，如靈山衛(wèi)停車場設(shè)置了蓋下環(huán)形車道[12]，詳見圖2。環(huán)形車道的尺寸、轉(zhuǎn)彎半徑等都按照消防車道標準設(shè)計，在消防設(shè)備方面，還應(yīng)具備消防車作業(yè)的條件，如室外消防設(shè)施等。消防車作業(yè)區(qū)域，其本身應(yīng)為安全區(qū)域，所以車道的設(shè)計還借鑒了《建規(guī)》中關(guān)于商業(yè)步行街的規(guī)定，頂部設(shè)置自然排煙口，有效排煙面積不低于車道面積的25%，且要求均勻布置。

圖2 靈山衛(wèi)停車場地下環(huán)形車道

崔家店停車場則采用了下沉式庭院的做法，詳見圖3。下沉式庭院引入消防車道與地面市政道路連接，并設(shè)置室外消防設(shè)施，消防車能達到類似地面消防場地的作業(yè)條件[13]。

圖3 崔家店停車場下沉式庭院布置

3.2.4 防火分區(qū)

《建規(guī)》中規(guī)定，地下丁類廠房設(shè)計時，在設(shè)置有自動滅火系統(tǒng)情況下，單個防火分區(qū)最大允許建筑面積不應(yīng)超過2000。地下場段由于車輛長度及設(shè)置有軌道等因素，防火分區(qū)面積肯定無法遵照《建規(guī)》中規(guī)定進行設(shè)計。考慮到地下場段火災(zāi)荷載主要為地鐵列車，而現(xiàn)代地鐵列車主要采用不燃或阻燃材料，火災(zāi)危險性較低。即使發(fā)生火災(zāi)后也難以發(fā)生大面積蔓延，且?guī)靺^(qū)層高較高，煙氣難在短時間對熟悉環(huán)境的少量工作人員構(gòu)成威脅，故庫區(qū)在規(guī)范基礎(chǔ)上對防火分區(qū)面積有所放寬[13]。靈山衛(wèi)停車場地下庫區(qū)最大防火分區(qū)面積達5 000 m2，崔家店停車場地下庫區(qū)最大防火分區(qū)面積達6 000 m2。咽喉區(qū)由于其特殊性，按1個防火分區(qū)考慮。

3.2.5 人員疏散

圖4 靈山衛(wèi)停車場疏散出口布置

同防火分區(qū)面積一樣，由于列車長度限制等，此類項目設(shè)計時，人員疏散距離也無法滿足《建規(guī)》中規(guī)定的45 m的要求。為解決這一問題，多采用輔助疏散措施，除通過封閉或防煙樓梯疏散至地面層出入口的疏散方式外，還可采用向相鄰防火分區(qū)疏散、向蓋下環(huán)形車道或敞開式地下庭院疏散。在采用輔助疏散措施情況下，疏散距離還應(yīng)適當(dāng)增加。圖4為靈山衛(wèi)停車場采用輔助疏散出口后的疏散出口布置示意，從圖4可以看出，采用輔助疏散出口后，最大的疏散距離達60 m[13]。崔家店停車場由于列車長度更長，采用輔助疏散出口后，庫內(nèi)疏散的最大行走距離達到119 m。北京地方標準《城市軌道交通工程設(shè)計規(guī)范》(DB11/995—2013)第24.2.58條規(guī)定，地鐵停車場地下停車列檢庫室內(nèi)疏散距離不應(yīng)超過120 m[14]。

4 地下場段設(shè)計幾點要求

較常規(guī)場段，地下場段設(shè)計中還需要注意以下要求。

4.1 工藝設(shè)施配置

為加強地下場段的消防安全，選擇工藝設(shè)施要兼顧其火災(zāi)危險性，有火源、爆炸等隱患的設(shè)施一律不能設(shè)置[15]。不應(yīng)設(shè)置有明火作業(yè)的檢修車間，如電焊間等。不應(yīng)設(shè)置易燃、易爆的物品儲存間，如勞保用品存房間、危險品庫等。

4.2 總圖布局

地下場段設(shè)計時，由于防火分區(qū)面積受限、疏散距離有要求，同時地下建筑多采用地下框架結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)柱較多，故總圖布局時，庫區(qū)及主要生產(chǎn)房屋的布置，要結(jié)合結(jié)構(gòu)柱、防火分區(qū)劃分、人員疏散要求等多種因素綜合考慮[16]。要盡量減少各通道、通道與建筑間的距離，盡量減少不必要的空間設(shè)置。

4.3 通風(fēng)采光

要保證人員集中區(qū)域的自然通風(fēng)采光，改善運營人員的工作條件。地下場段的開敞空間有限，多數(shù)區(qū)域不滿足自然通風(fēng)采光條件，要依靠機械通風(fēng)等輔助措施[17]。環(huán)形車道區(qū)域開敞面積較大，盡量讓輔助邊跨、列檢區(qū)等人員集中區(qū)域臨近環(huán)形車道布置，保證該區(qū)域的自然通風(fēng)采光條件[18]。

4.4 地鐵列車裝卸

地上場段的地鐵列車裝卸是通過大型汽車吊完成，地下場段不具備大型汽車吊作業(yè)條件。一種方式可通過在裝卸線上方設(shè)置吊裝孔，在蓋板上設(shè)龍門吊，通過吊裝孔完成列車裝卸。另一種方式可通過在裝卸線區(qū)域設(shè)置橋式起重機，通過地下環(huán)形車道將列車運輸至裝卸區(qū)域，通過起重機完成新車裝卸。

5 結(jié)語

從土地利用角度、改善城市環(huán)境角度出發(fā)，地下場段實行上蓋物業(yè)開發(fā)將是地鐵物業(yè)開發(fā)不錯的選擇[19]。為提高土地利用率，在城市核心區(qū)域，尤其是土地價值較高區(qū)域，由于規(guī)劃等原因需要設(shè)置成地下的場段，設(shè)計方案上采用“消防安全措施加強型”地下場段，利于規(guī)劃、蓋上的綜合開發(fā)。從多個既有工程實例及其所對應(yīng)的消防評估結(jié)果來看，地下場段參照《建規(guī)》中地下廠房部分的相關(guān)規(guī)定設(shè)計并做適當(dāng)加強，設(shè)置消防車進入地下作業(yè)的條件，在消防設(shè)備方面再做適當(dāng)加強，是能夠滿足火災(zāi)安全條件的。當(dāng)然，由于不同地區(qū)對此類建筑消防的理解、要求是不同的，設(shè)計中需要委托專業(yè)研究單位，針對此類場段進行專項消防設(shè)計研究[20]。地下場段設(shè)計中，除了在消防措施上需要特殊考慮外，在工藝設(shè)施配置、總圖布局、地鐵列車裝卸等方面較地上場段均有其特殊的要求?？傊?，在合理解決消防設(shè)計、通風(fēng)采光等難題后，在土地資源日益緊缺的情況下，軌道交通建設(shè)可推廣地下場段的使用。