張長(zhǎng)銳

(河北工業(yè)大學(xué)，天津 300401)

0 前 言

京沈客運(yùn)專線是我國正在營建的連接北京至沈陽的重要鐵路干線，其未來將承載環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)與東北工業(yè)基地之間主要的客流集散功能，同時(shí)將成為連結(jié)華北、華東、中南與東北經(jīng)濟(jì)區(qū)的交通紐帶。全線縱貫三省、市，線路從首都北京起始，向東北方延伸依次經(jīng)由河北省的承德市、遼寧省的朝陽市、錦州市和阜新市，最終到達(dá)其省會(huì)沈陽市。京沈客運(yùn)專線是我國“四縱四橫”鐵路網(wǎng)絡(luò)中的重要部分，即將成為連接山海關(guān)內(nèi)外的重要交通動(dòng)脈。

1 工程概況

京沈客運(yùn)專線設(shè)計(jì)擁有目前亞洲最大型的動(dòng)車檢修基地——新建北京至沈陽鐵路客運(yùn)專線星火動(dòng)車所檢查庫(見圖1)。

圖1 檢查庫平面圖

本項(xiàng)目總建筑面積達(dá)50 697 m2，可同時(shí)為10線20列動(dòng)車提供檢查修理的服務(wù)。星火動(dòng)車所檢查庫由三部分組成，除了主跨動(dòng)車檢查庫外，兩側(cè)邊跨還設(shè)置了具備輔助功能的后勤空間，其中主跨檢查庫建筑面積為39 644 m2，兩個(gè)邊跨建筑面積為11 053 m2，建筑主體高度為14.6 m。檢查庫的主跨，采用了排架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土矩形立柱承載的拱形鋼屋架實(shí)現(xiàn)了大跨度的空間設(shè)計(jì)，其邊跨的結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架體系，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與檢修的功能性融合。順軌道方向，主跨長(zhǎng)468.0 m，可同時(shí)滿足2列8節(jié)編組的動(dòng)車進(jìn)庫檢修作業(yè)。垂直軌道方向，主體空間分為三跨：33.0 m+33.0 m+18.0 m，兩側(cè)邊跨分別為9.0 m跨度，可同時(shí)停泊10組動(dòng)車。

檢查庫主跨為單層空間，軌道標(biāo)高為±0.000 m。主體建筑檐口標(biāo)高為10.9 m，屋面天窗最高點(diǎn)標(biāo)高為14.6 m。兩邊跨的屋面結(jié)構(gòu)標(biāo)高分別為8.5 m和6.75 m?！?0線”檢查庫主跨分為三跨，跨內(nèi)的相鄰軌道間距為8.5、7.0 m兩種，軌道與建筑的結(jié)構(gòu)柱的凈間距為5.5 m和5.0 m兩種。

2 建筑細(xì)部設(shè)計(jì)

2.1 屋頂?shù)臉?gòu)造做法

檢查庫主體屋頂采用輕鋼屋架，其上鋪設(shè)0.65 mm厚壓型鋼襯板，采用不小于0.25 mm的聚烯烴涂層紡粘聚乙烯膜充當(dāng)隔汽層，保溫層則選用100 mm厚的玻璃絲綿保溫板，防水透汽層選用0.49 mm厚紡粘聚乙烯和聚丙烯膜，屋面面層使用0.8 mm厚YX70-468型氟碳噴涂鍍鋁鋅鋼板。

2.2 檢修溝的構(gòu)造做法

動(dòng)車的檢修溝設(shè)計(jì)采用獨(dú)立“Y”型鋼筋混凝土基礎(chǔ)承載，其基礎(chǔ)底部厚度為1m，雙排加筋現(xiàn)澆成型。側(cè)翼為“L”型300 mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆槽溝護(hù)墻?；A(chǔ)之上架設(shè)700 mm高的軌道橋墩，腳踏板安裝在橋墩腰部，方便人員檢修，橋墩頂部鋪設(shè)鐵軌。

3 檢查庫消防策略研究

在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(TB 10063-2007)(2012版)的標(biāo)準(zhǔn)，檢查庫建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性設(shè)定為丙類廠房，其耐火等級(jí)為二級(jí)。檢查庫內(nèi)安裝了固定消防炮滅火系統(tǒng)，根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016-2014)最大防火分區(qū)應(yīng)控制在16 000 m2范圍以內(nèi)，廠房?jī)?nèi)安全疏散長(zhǎng)度為80.0 m。在主跨范圍內(nèi)當(dāng)動(dòng)車組停放檢修作業(yè)時(shí)，人員在垂直軌道方向上由于輔助用房的存在導(dǎo)致疏散困難，而延軌道方向疏散距離又過長(zhǎng)，如何調(diào)和平面設(shè)計(jì)與上述國家規(guī)范之間的沖突，成為本項(xiàng)目在消防安全策略研究層面的重要課題。那么，為了判定此項(xiàng)設(shè)計(jì)是否成立，我們需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行先期防火規(guī)范不滿足的附加論證。

3.1 消防設(shè)計(jì)方案的引入

該項(xiàng)目在分析防火問題時(shí)引入“消防設(shè)計(jì)方案”的目的在于保障以下幾個(gè)層面順利得以實(shí)施：①預(yù)防火災(zāi)發(fā)生；②及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情；③可靈敏觸發(fā)的報(bào)警系統(tǒng)；④人員有序地疏散；⑤控制與消滅火情。所以，“消防設(shè)計(jì)方案”可以在檢查庫無法滿足《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016-2014)要求的特殊情況下，將問題化解成若干技術(shù)性的模塊預(yù)案，即在保證人員安全撤離的同時(shí)盡量控制火情，將損失降低到最小限度并保證結(jié)構(gòu)安全。

3.2 人員疏散安全判定依據(jù)

建筑的防火性能研究最終目標(biāo)是保證人員的安全疏散，使得整個(gè)建筑系統(tǒng)(涵蓋消防系統(tǒng))在火災(zāi)發(fā)生時(shí)為所有人員提供足夠的逃離時(shí)間，使其不受火災(zāi)的侵害。我們將人員疏散所需時(shí)間用參數(shù)量級(jí)——Tescape表示，將火勢(shì)發(fā)展超出人體耐受極限的時(shí)間用參數(shù)量級(jí)——Trisk表示，那么這兩個(gè)量級(jí)之間的變化關(guān)系會(huì)引出第三個(gè)參數(shù)量級(jí)，即安全裕度——Ts，這是在防火設(shè)計(jì)中為人員疏散預(yù)設(shè)的安全余量。由此，我們可以得出一個(gè)火災(zāi)發(fā)生后保證人員安全疏散的參數(shù)公式：

Tescape+Ts

式中，Tescape的時(shí)間維度可以細(xì)化為三個(gè)階段：感知火災(zāi)、疏散行動(dòng)準(zhǔn)備、疏散行動(dòng)到達(dá)安全區(qū)域。在火災(zāi)發(fā)生后，Ts代表了排除火情不確定性所需要的安全保證系數(shù)。如圖2所示。在火災(zāi)場(chǎng)景假設(shè)分析中，我們將典型的火災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)定位在如圖3所示的A至F點(diǎn)位上，這六個(gè)虛擬起火點(diǎn)涵蓋了整個(gè)檢修空間中最為不利的疏散點(diǎn)位。如果假設(shè)火災(zāi)僅僅從A至F點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)開始發(fā)生(多點(diǎn)同時(shí)起火的可能性被認(rèn)為可以忽略)，經(jīng)計(jì)算人員疏散的最長(zhǎng)時(shí)間(Tescape)需要476 s，而假設(shè)在自動(dòng)滅火裝置失效的前提下，以上各區(qū)域火災(zāi)危險(xiǎn)來臨的最短時(shí)長(zhǎng)(Trisk)經(jīng)測(cè)算為1 200 s，大大超出了人員疏散所需的最長(zhǎng)時(shí)間。根據(jù)上述分析，在檢修庫大空間中任意一點(diǎn)的火災(zāi)安全疏散具備充裕的安全裕度(Ts)。

圖2 火災(zāi)發(fā)展與人員疏散的參數(shù)分析圖

圖3 典型火災(zāi)起火點(diǎn)示意圖

3.3 防火分區(qū)的設(shè)置

鑒于以上的分析，對(duì)于檢查庫的總體消防區(qū)域分隔我們確定了以下幾點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

1)主庫空間和兩側(cè)邊跨中沒有疏散條件的空間統(tǒng)一劃歸一個(gè)擴(kuò)大的防火分區(qū)。

2)在首層邊跨中具備獨(dú)立疏散入口的空間將成為獨(dú)立的防火分區(qū)，但與主庫空間應(yīng)以不低于3.0h的防火墻加以分隔，其所開設(shè)的洞口應(yīng)設(shè)置甲級(jí)防火門、窗。

3)在擴(kuò)大防火分區(qū)中，凡危險(xiǎn)性較大的輔助車間與配件倉儲(chǔ)空間，都采用耐火等級(jí)不低于2.0h的防火隔墻和甲級(jí)防火門、窗與主庫空間進(jìn)行分隔。

4)二層的邊跨辦公空間按照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)置防火分區(qū)，并在主檢查庫和其之間設(shè)置耐火等級(jí)不低于3.0h的防火墻或甲級(jí)防火門、窗實(shí)施分隔。

4 結(jié) 語

本文通過對(duì)新建京沈客運(yùn)專線星火動(dòng)車所檢查庫設(shè)計(jì)的介紹，從工程角度分析了“十線”動(dòng)車檢查庫超大空間的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和消防設(shè)計(jì)的策略。從鐵路建設(shè)的專業(yè)視角對(duì)檢查庫的空間功能配置和防火策略的研究過程做了較為詳實(shí)的介紹，對(duì)多線動(dòng)車檢修空間的設(shè)計(jì)提出了可借鑒的模式探索，希望在已經(jīng)來臨的高鐵時(shí)代有效促進(jìn)國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的工程效率。

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