劉一楊，魯?shù)滦?，王?/p>

（1.中電建成都建設(shè)投資有限公司，四川 成都 611134；2.中電建重慶勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，重慶 401329；3.中鐵二院工程集團(tuán)有限公司，四川 成都 610014）

1 前言

近年來，我國(guó)的軌道交通事業(yè)發(fā)展迅速，在城市化和交通擁堵問題的背景下，軌道交通已成為我國(guó)城市公共交通建設(shè)的主要方向之一。我國(guó)政府大力推動(dòng)軌道交通建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入。截至2023 年3 月，我國(guó)已有52 個(gè)城市開通了地鐵，地鐵運(yùn)營(yíng)規(guī)模位居世界前列。

隨著地鐵持續(xù)加快發(fā)展建設(shè)，陸續(xù)有地區(qū)出現(xiàn)三線、四線甚至四線以上的換乘車站，且車站埋深也隨著換乘線路的增加，不斷突破埋深記錄。在地鐵為人們帶來越來越多的便利的同時(shí)，由于地鐵車站的開發(fā)利用具有開挖深度大，平面構(gòu)成復(fù)雜，功能用途多樣以及地下空間的封閉性等特點(diǎn)，一旦發(fā)生災(zāi)害，便有可能造成嚴(yán)重的傷亡事故。地鐵車站的疏散可分為站臺(tái)疏散、站廳疏散以及區(qū)間疏散等，而對(duì)于超埋深的地鐵車站，站廳及區(qū)間的疏散與普通車站無異，站臺(tái)疏散存在較大差異，且其安全疏散目前仍然缺少相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定。疏散空間設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)高度統(tǒng)一，在前期設(shè)計(jì)中，建筑師更應(yīng)提高安全意識(shí)，對(duì)各類規(guī)范中對(duì)疏散要求應(yīng)反復(fù)斟酌，滿足功能的同時(shí)兼顧安全疏散，做到實(shí)用性與安全性的高度統(tǒng)一。

本文依托成都軌道交通18 號(hào)線三期騾馬市站，從建筑設(shè)計(jì)層面就有關(guān)超深地下車站站臺(tái)至站廳疏散設(shè)計(jì)方面有關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行初步探討，供今后有關(guān)車站設(shè)計(jì)參考。

2 工程概況

本案例為18 號(hào)線三期騾馬市站，站點(diǎn)位于四川省成都市金牛區(qū)騾馬市商圈，為已運(yùn)營(yíng)地鐵1 號(hào)線、4 號(hào)線及擬建地鐵10 號(hào)線、18 號(hào)線四線換乘站，埋深由深至淺分別為1 號(hào)線（地下二層）、4 號(hào)線（地下三層）、10 號(hào)線（地下四層，局部五層）、18 號(hào)線（地下六層），既有1、4 號(hào)線為“L”型節(jié)點(diǎn)換乘，在建10、18 號(hào)線為同樣為“L”型節(jié)點(diǎn)換乘，四線整體呈“Z”字型四線換乘（圖1）。

圖1 車站縱剖面圖（來源：作者自繪）

18 號(hào)線騾馬市站基坑深度達(dá)45.5m，為國(guó)內(nèi)最深明挖法地鐵車站基坑，由此帶來一系列區(qū)別于普通埋深車站的問題，是本文探討的主要內(nèi)容。

3 疏散重難點(diǎn)問題

3.1 超深車站站廳至站臺(tái)疏散時(shí)間問題

本案例中，站廳（地下二層）至站臺(tái)（地下六層）提升共計(jì)五層，現(xiàn)行《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）第28.2.12 條中明確“提升高度不超過三層的車站，乘客從站臺(tái)層疏散至站廳公共區(qū)域或其他安全區(qū)域的時(shí)間……”，即地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)站臺(tái)疏散的問題并不適用于本案例。不適用于提升高度三層及三層以上車站的主要原因在于，地鐵規(guī)范中計(jì)算公式為：

式中，Q1為遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時(shí)1 列進(jìn)站列車的最大客流斷面流量（人）；Q2為遠(yuǎn)期或客流控制期中超高峰小時(shí)站臺(tái)上的最大候車乘客（人）；A1為一臺(tái)自動(dòng)扶梯通過能力[8190 人/（min·m）]；A2為疏散樓梯通過能力[3700 人/（min·m）]；N 為自動(dòng)扶梯數(shù)量（不包括反向運(yùn)行的自動(dòng)扶梯）；B 為疏散樓梯的總寬度（m），每組樓梯的寬度應(yīng)按0.55m 的整倍數(shù)計(jì)算。

可以看出，本公式中主要考慮的疏散人員為一列車乘客和站臺(tái)上候車乘客，除以樓扶梯的通過能力，可以得到所有需要疏散的人員通過樓扶梯某一橫斷面所需要的全部時(shí)間。而實(shí)際疏散中，人員疏散是線性的，疏散時(shí)間應(yīng)為全部人員通過樓扶梯上某一斷面的時(shí)間加人員在樓扶梯上行走的時(shí)間。在一般兩層或三層站中，由于樓扶梯高度普遍較低，以一般標(biāo)準(zhǔn)站5.1m提升高度為例，扶梯運(yùn)行速度1.0m/s，扶梯為30°傾角，可計(jì)算得到從下工作點(diǎn)提升至上工作點(diǎn)共需10.2s。在疏散允許時(shí)間6min 內(nèi)，樓扶梯上停留的時(shí)間帶來的計(jì)算誤差僅為2.8%，在實(shí)際人員疏散中由于其他客觀因素較多（如人員相對(duì)扶梯存在相對(duì)速度而導(dǎo)致人員疏散絕對(duì)速度大于扶梯的運(yùn)行速度等），該誤差可忽略不計(jì)。故一般提升高度車站，僅需要計(jì)算需要疏散的人員通過樓扶梯上某一個(gè)斷面的時(shí)間，即樓扶梯的通過能力滿足疏散要求即可。

本文案例中，站廳至站臺(tái)的樓扶梯提升高度達(dá)23.06m，在此提升高度下，正常運(yùn)行情況下，經(jīng)計(jì)算，人員從下工作點(diǎn)乘坐扶梯至上工作點(diǎn)所需時(shí)間約為46s，在疏散時(shí)間計(jì)算中不可忽視其帶來的影響，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)站廳至站臺(tái)疏散計(jì)算的相關(guān)規(guī)定，并不適用于本案例。

為理論上認(rèn)證本案例中站廳至站臺(tái)疏散問題，本案例中參考《地鐵安全疏散規(guī)范》（GB/T 33668-2017）5.4 中有關(guān)疏散計(jì)算的規(guī)定來驗(yàn)證。即應(yīng)滿足：

式中，TS,1為探測(cè)警報(bào)時(shí)間及人員預(yù)動(dòng)作時(shí)間之和，取1min；TS,2為人員疏散至樓扶梯入口所需時(shí)間，按計(jì)算，其中LP為站臺(tái)內(nèi)疏散起始點(diǎn)距離樓扶梯入口最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離,本案例中取46m，V 為人員平均水平運(yùn)動(dòng)速度，本例中取值66m/min，可計(jì)算得TS,2=0.7min；TS,3為疏散人員通過樓扶梯所需時(shí)間，按計(jì)算，其中Q 為火災(zāi)必須疏散人員，包含1 列車進(jìn)站的最大斷面客流以及在站臺(tái)上候車的所有乘客，本案例取2047 年遠(yuǎn)期早高峰客流（數(shù)據(jù)來源《成都軌道交通18 號(hào)線三期工程初步設(shè)計(jì)客流預(yù)測(cè)（最終稿）》（中國(guó)地鐵工程咨詢有限責(zé)任公司2019 年7 月）），經(jīng)計(jì)算取1502 人；A1、N1分別為自動(dòng)扶梯通過能力112 人/min·m、與疏散方向相同的用于疏散的自動(dòng)扶梯數(shù)量，本案例中取N1=5 臺(tái)；A2為自動(dòng)扶梯停運(yùn)用做步梯的通過能力，這里取65 人/h，N2為停運(yùn)做固定疏散樓梯的自動(dòng)扶梯數(shù)量，本案例中取5 臺(tái)；A3、B3分別為樓梯的通過能力以及樓梯的總寬度（取0.55m 的整倍數(shù)），本案例中分別通過能力取62 人/h，樓梯寬度計(jì)1.65m；經(jīng)計(jì)算得到TS,3=1.7min，TS,4為樓扶梯上平均滯留時(shí)間，按進(jìn)行計(jì)算，其中為起火樓層內(nèi)的樓扶梯有效長(zhǎng)度，本案例中提升高度23.06m 對(duì)應(yīng)有效長(zhǎng)度為46.12m，VS為人員在樓扶梯上的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，考慮人在自動(dòng)扶梯上的相對(duì)速度（取人員在樓梯的上行速度0.62m/s），扶梯的輸送速度0.5m/s 可得絕對(duì)速度VS=0.62+0.5=1.12m/s，故可得TS,4=0.7mim；TS,5為通道的非均勻性偏差時(shí)間，按TS,5=LC/V 進(jìn)行計(jì)算，其中，LC為站臺(tái)層用于疏散的任意兩組相鄰的、可發(fā)現(xiàn)的樓扶梯之間的距離的最大值，本案例中為35.3m；V 為平均水平行走速度66m/min，由此可算得TS,5為0.5min。

據(jù)此可得TS=1+0.7+1.7+0.7+0.5=4.6min ＜6min，可滿足相關(guān)規(guī)范要求。

同時(shí)，由上述計(jì)算分析可知，在多項(xiàng)影響站廳至站臺(tái)疏散時(shí)間的因素中，除了事故中本身疏散人數(shù)本身的帶來的影響，影響疏散時(shí)間的最大因素是人員的提升高度，減少提升高度可有效減少疏散時(shí)間。

3.2 疏散計(jì)算時(shí)間相關(guān)延伸思考

在上述3.1 中已經(jīng)根據(jù)既有規(guī)范探討了本案例中疏散時(shí)間合乎規(guī)范要求，計(jì)算中針對(duì)疏散時(shí)間各部分組成進(jìn)行了也進(jìn)行了相對(duì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算。根據(jù)目前的計(jì)算結(jié)果，6min 的規(guī)范允許值仍然有20%的疏散時(shí)間余量。但是實(shí)際疏散工況下，仍然存在一些實(shí)際與理論不符的不確定因素。如：①理論客流量與實(shí)際客流量差異較大。成都地鐵線網(wǎng)目前已有多個(gè)車站出現(xiàn)了在運(yùn)營(yíng)近期達(dá)到理論遠(yuǎn)期客流的情況，特別是早期開通的如天府廣場(chǎng)站、春熙路站等客流較集中的車站，成都近年來的人才吸引政策致使大量的外來人口移居成都，新區(qū)的建設(shè)，同時(shí)也使成都的常駐人口呈幾何倍數(shù)的增漲，因此也導(dǎo)致了早期建設(shè)的車站客流提前達(dá)到遠(yuǎn)期客流。本案例中，在車站客流報(bào)告出具后，站點(diǎn)周邊規(guī)劃、用地屬性進(jìn)行了調(diào)整，周邊用地調(diào)整為開發(fā)強(qiáng)度極高的商業(yè)用地，加上站點(diǎn)特殊的歷史人文屬性及重要交通樞紐屬性，原客流報(bào)告中的數(shù)據(jù)可能與實(shí)際相比偏低。②疏散人員的年齡分布、性別、對(duì)車廂及車站的熟悉程度、對(duì)出入口分布的熟悉程度等均對(duì)疏散時(shí)間有顯著影響，特別是老人、婦女、兒童等在遇到緊急情況時(shí)，盲目性強(qiáng)，方向性差，且易于驚恐慌亂等，極易影響車站整體疏散，但以上影響非本文重點(diǎn)討論內(nèi)容。③本案例中，樓扶梯均按照一次提升進(jìn)行理論計(jì)算，忽視本案例中存在1 組分段提升的樓扶梯組，因此，理論計(jì)算中應(yīng)疊加人員在樓扶梯轉(zhuǎn)換期間的步行時(shí)間。諸如此類的相關(guān)因素，導(dǎo)致實(shí)際情況與理論計(jì)算值存在較大差異。因此，有必要根據(jù)最大疏散時(shí)間進(jìn)行疏散條件的反算，以此對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)組織等進(jìn)行指導(dǎo)。

（1）疏散時(shí)間允許下的最大理論客流估算。假定車站建筑方案（包含樓扶梯設(shè)置、軌面埋深、公共區(qū)布置等）穩(wěn)定，即TS,1探測(cè)警報(bào)時(shí)間及人員預(yù)動(dòng)作時(shí)間、TS,2人員疏散至樓扶梯入口所需時(shí)間、TS,4樓扶梯上平均滯留時(shí)間、TS,5通道的非均勻性偏差時(shí)間均為定值，在6 分鐘的最大疏散時(shí)間條件下，由TS=TS,1+TS,2+TS,3+TS,4+TS,5≤6min 可得TS,3≤TS-TS,1-TS,2-TS,3-TS,4-TS,5=3.1min，而可得。 即在本案例中，一次火災(zāi)事故中由車站疏散硬件設(shè)施設(shè)置所限制的最大疏散人數(shù)為2755 人。由此可大致推算出，高峰小時(shí)在疏散時(shí)間允許的情況下，理論高峰小時(shí)最大設(shè)計(jì)客流約為53124 人。

根據(jù)目前的城市設(shè)計(jì)，騾馬市TOD 核心區(qū)地塊均為容積率10 以上的高強(qiáng)度開發(fā)地塊，項(xiàng)目業(yè)態(tài)延續(xù)周邊地下空間開發(fā)規(guī)劃，補(bǔ)充了高端公寓、酒店、辦公等業(yè)態(tài)功能，且地塊與車站無縫連通，因此，周邊地塊建設(shè)會(huì)對(duì)車站客流峰值產(chǎn)生較大影響，后期地塊設(shè)計(jì)中應(yīng)適當(dāng)注意，加強(qiáng)對(duì)接，合理分流，車站必要時(shí)采取一定限流措施，必要時(shí)采用客流仿真軟件，針對(duì)大客流情況下的各類車站設(shè)施、通道寬度、公共區(qū)空間蓄客能力、閘機(jī)安檢機(jī)的通過能力等進(jìn)行充分驗(yàn)證。

（2）最大提升高度估算?，F(xiàn)假定包含樓扶梯設(shè)置、公共區(qū)布置、所需疏散的人員總數(shù)為定值，即TS,1探測(cè)警報(bào)時(shí)間及人員預(yù)動(dòng)作時(shí)間、TS,2人員疏散至樓扶梯入口所需時(shí)間、TS,3疏散人員通過樓扶梯所需時(shí)間、TS,5通道的非均勻性偏差時(shí)間均為定值，由TS=TS,1+TS,2+TS,3+TS,4+TS,5≤6min 可 得TS,4≤TSTS,1-TS,2-TS,3-TS,4-TS,5=2.1min， 又可得，換算為提升高度為。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，目前站廳至站臺(tái)提升高度23.06m 相對(duì)理論提升高度最大值仍然有較大差距，可知在疏散工況下，樓扶梯通過能力方面還有較大的余量。由于站廳至站臺(tái)的輸送能力與理論最大提升高度值呈正比，且本文計(jì)算中扶梯輸送速度仍偏保守，因此，還可以選用更大輸送速度的扶梯以增加安全系數(shù)。同時(shí)，在輸送能力方面，同等寬度的自動(dòng)扶梯的上行輸送能力最大可達(dá)到上行步梯的2.21 倍，經(jīng)計(jì)算，若將本案例中的自動(dòng)扶梯全部替換為等寬度的樓梯，運(yùn)輸速度為0.5m/s 的扶梯與純樓梯所需疏散時(shí)間幾乎相同，樓梯疏散能力更優(yōu)；運(yùn)輸速度為0.65m/s 的扶梯與疏散能力優(yōu)于純樓梯。因此，在站廳至站臺(tái)提升高度遠(yuǎn)超常規(guī)車站的情況中，在滿足規(guī)范的條件下，可考慮盡可能多設(shè)置扶梯，一是完美解決了提升高度大、樓梯的使用率較低的問題，二是上行扶梯對(duì)站臺(tái)層的疏散有利。有研究表明，行人流量在3500 ～6000 人/h，樓梯寬度由2.0m加寬至2.4m 時(shí)，乘客的出站時(shí)間逐漸降低，在寬度由2.4m 增加至3.0m 時(shí)，乘客的出站時(shí)間變化范圍不大。故合理選擇樓梯的設(shè)置位置及寬度，同樣利于站臺(tái)疏散，也避免工程浪費(fèi)。

（3）二次提升樓扶梯的影響。若車站站臺(tái)至站廳采用二次提升，則疏散時(shí)間中應(yīng)考慮人員在轉(zhuǎn)折平臺(tái)上的走行時(shí)間。本案例中，雖沒有考慮乘客在中間層轉(zhuǎn)換所需的走行時(shí)間，但根據(jù)既有設(shè)計(jì)，在中間層轉(zhuǎn)折需走行的平均距離大約在30m。按照平均走行速度66m/min計(jì)算，人在中間層轉(zhuǎn)折走行時(shí)間約為27s。由此可見，在本案例中總共4.6min 的計(jì)算疏散時(shí)間內(nèi)，僅僅在中間平臺(tái)疏散時(shí)間就占疏散總時(shí)間的10%。首先，從乘客整體體驗(yàn)角度來說，分段提升體驗(yàn)遠(yuǎn)不及一次提升樓扶梯；其次，分段提升的轉(zhuǎn)折處一般為運(yùn)營(yíng)管理人員的管理盲區(qū)，若客流組織不當(dāng)，在客流量高峰期極易出現(xiàn)擁堵甚至踩踏事故。從疏散安全角度來說，本案例中的轉(zhuǎn)折層的走行時(shí)間使車站站廳至站臺(tái)整體疏散時(shí)間增加了10%，若走行距離更長(zhǎng)，則對(duì)整體疏散時(shí)間的影響更大。因此，若非必要，站廳至站臺(tái)提升盡量采用一次提升為宜，若無法避免分段提升，則盡可能減少轉(zhuǎn)折的走行時(shí)間，以減少對(duì)疏散時(shí)間的影響。

4 結(jié)語

（1）現(xiàn)行《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157-2013）規(guī)范適用范圍為地下二層或三層車站，針對(duì)提升高度超過三層的地鐵車站，地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)疏散的有關(guān)要求并不能滿足地下三層以上車站的疏散，需單獨(dú)進(jìn)行有針對(duì)性的疏散計(jì)算。

（2）影響站廳至站臺(tái)疏散時(shí)間的最大控制因素為提升高度，因此盡可能減小站廳至站臺(tái)的提升高度可有效減少疏散時(shí)間。可采取的工程措施，例如，在保證車站兩端區(qū)間的安全性條件下提升軌面標(biāo)高，降低站廳層標(biāo)高，將站廳層設(shè)置于地下二層甚至更深的深度，并在站廳設(shè)置直出地面的出入口，既不違反規(guī)范要求，同樣利于站臺(tái)至站廳的疏散。

（3）對(duì)于超深地鐵車站，扶梯對(duì)站臺(tái)至站臺(tái)疏散能力有一定積極作用，實(shí)際設(shè)計(jì)中，在滿足規(guī)范要求的前提下，盡可能采用扶梯連通站廳及站臺(tái)。同時(shí)也應(yīng)避免采用分段提升扶梯，在工程條件允許的情況下，采用一次提升方式以減少疏散時(shí)間。

（4）建議在站臺(tái)安排運(yùn)營(yíng)人員進(jìn)行疏導(dǎo)，將乘客無序的乘梯行為變成有序的出站，將扶梯的運(yùn)行速度從0.5m/s 增加至0.75m/s（規(guī)范要求扶梯運(yùn)行速度最高不能超過0.75m/s），可使乘客通過自動(dòng)扶梯的時(shí)間減少約33%。