周 兵 文 鵬

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 430063, 武漢)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,城市軌道交通(以下簡(jiǎn)稱“城軌”)線網(wǎng)也日益完善,大型多線城軌換乘車站不斷增加。該類工程往往具有埋深較大、人員密集、逃生救援場(chǎng)地受限的特征,防災(zāi)難度和壓力十分突出。

目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于城軌車站和地下空間的防災(zāi)設(shè)計(jì)[1-3]、消防安全[4-6]等方面已有研究。對(duì)于以大型城軌車站為核心的城市地下綜合體,其應(yīng)急防災(zāi)更為復(fù)雜。本文結(jié)合武漢光谷廣場(chǎng)綜合體工程,從火災(zāi)、大客流、洪澇、恐怖襲擊、突發(fā)疫情等五個(gè)重點(diǎn)方面,總結(jié)大型城軌車站應(yīng)急防災(zāi)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和要點(diǎn)。

1 工程概況

光谷廣場(chǎng)綜合體工程(見圖1)位于武漢市主城區(qū)與東湖國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)聯(lián)系的重要節(jié)點(diǎn)——光谷廣場(chǎng),工程總建筑面積約16萬(wàn)m2,其主體為3條地鐵線路交匯形成的大型換乘車站,武漢地鐵9號(hào)線(以下簡(jiǎn)稱“9號(hào)線”)和武漢地鐵11號(hào)線(以下簡(jiǎn)稱“11號(hào)線”)站臺(tái)集中布置在光谷廣場(chǎng)中心地下。

圖1 光谷廣場(chǎng)綜合體工程空間布局圖

光谷廣場(chǎng)綜合體工程的超大體量和客流給應(yīng)急防災(zāi)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。根據(jù)工程特點(diǎn),應(yīng)急防災(zāi)的首要原則是簡(jiǎn)單便捷、快進(jìn)快出,且其根本在于建筑布局。

通過(guò)對(duì)各種地鐵線路的空間組合形式進(jìn)行研究比選,創(chuàng)新采用了地下站廳、高架站臺(tái)的建筑形式,將整個(gè)地下一層大廳設(shè)置為貫通的地鐵換乘和交通層,形成φ200 m貫通無(wú)阻隔的圓形交通大廳,并通過(guò)下沉廣場(chǎng)與周邊各地塊連接,實(shí)現(xiàn)超大客流的便捷換乘和快速通行;9號(hào)線站臺(tái)布置于地下一層夾層,11號(hào)線站臺(tái)布置于地下三層,地下二層為換乘過(guò)渡廳和武漢地鐵2號(hào)線(以下簡(jiǎn)稱“2號(hào)線”)區(qū)間,換乘流線簡(jiǎn)單規(guī)則。在合理建筑布局的基礎(chǔ)上,針對(duì)各類型災(zāi)害防護(hù)進(jìn)一步進(jìn)行研究。

2 火災(zāi)防護(hù)

2.1 緊急疏散策略

光谷廣場(chǎng)綜合體工程設(shè)計(jì)的遠(yuǎn)期客流高峰小時(shí)達(dá)到8.8萬(wàn)人次/h,因此,確保在火災(zāi)等緊急情況下龐大客流的安全疏散是一個(gè)重大課題,也是最重要的功能目標(biāo)。

在安全疏散策略上,采用常規(guī)手段難以將如此巨大的客流快速疏散至室外,由于地面交通限制,亦無(wú)條件設(shè)置大量疏散樓梯來(lái)解決垂直交通。為此,在地下一層環(huán)形大廳頂部設(shè)置電動(dòng)天窗實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自然排煙,在大廳周邊開設(shè)5個(gè)大型下沉廣場(chǎng)實(shí)現(xiàn)人員快進(jìn)快出。結(jié)合火災(zāi)疏散及自然排煙模擬,認(rèn)定地下一層環(huán)形大廳區(qū)域在火災(zāi)工況下為準(zhǔn)安全區(qū)。

為滿足安全疏散距離要求,在大廳中部結(jié)合地鐵設(shè)施設(shè)置4組直通地面景觀環(huán)島的疏散樓梯,確保事故工況下就近快速疏散人員,保證安全。地下一層公共區(qū)共設(shè)置13個(gè)安全出口,可將人員就近疏散至地面與避難走道,最遠(yuǎn)處的疏散距離不大于50 m。光谷廣場(chǎng)綜合體工程地下一層大廳人員安全疏散流線見圖2。

圖2 光谷廣場(chǎng)綜合體工程地下一層大廳人員安全疏散流線

為確?；馂?zāi)各類場(chǎng)景下人員都可以安全疏散到安全區(qū)域,達(dá)到安全目標(biāo),進(jìn)行了人員安全疏散三維仿真模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì),并進(jìn)一步制定了工程緊急情況下人員安全疏散的基本控制策略:

1) 當(dāng)?shù)叵乱粚訄A形站廳、換乘廳或9、11號(hào)線站臺(tái)發(fā)生火災(zāi)時(shí),通過(guò)該站的9、11號(hào)線列車不在該站停留,直接駛離該站;2號(hào)線與地下一層圓形站廳的換乘通道在火災(zāi)時(shí)關(guān)閉,不作為相互借用的安全出口,2號(hào)線列車正常運(yùn)行;反之,2號(hào)線發(fā)生火災(zāi)時(shí),該線路列車不在該站停留,而是直接駛離該站,9、11號(hào)線正常運(yùn)行。

2) 當(dāng)行駛到站的列車發(fā)生火災(zāi)時(shí),著火列車一側(cè)的站臺(tái)門全部打開,列車上的乘客通過(guò)站臺(tái)門疏散到站臺(tái);當(dāng)列車靠站而車門與站臺(tái)門未對(duì)準(zhǔn)位置時(shí),僅應(yīng)急疏散門和對(duì)應(yīng)的車門打開供人員疏散。

3) 車站站廳人員直接通過(guò)站廳出入口疏散至室外;車站換乘廳和站臺(tái)上的人員首先通過(guò)樓梯、自動(dòng)扶梯及封閉樓梯間疏散至站廳層,再通過(guò)站廳的出入口疏散至室外。此外,車站人員還可通過(guò)車站設(shè)置的直通地面或避難走道的封閉樓梯間進(jìn)行疏散。

4) 緊急疏散時(shí),自動(dòng)扶梯與火災(zāi)探測(cè)器聯(lián)動(dòng),并自動(dòng)緩慢停止作為疏散樓梯使用。樓梯和自動(dòng)扶梯附近發(fā)生火災(zāi)時(shí),其不再作為疏散樓梯使用。

5) 緊急疏散時(shí),所有閘機(jī)通道均與火災(zāi)探測(cè)信號(hào)聯(lián)動(dòng)打開供人員疏散,包括進(jìn)站閘機(jī)、出站閘機(jī)和員工通道。站廳出入口附近發(fā)生火災(zāi)時(shí),該出入口不再作為疏散出口使用。

2.2 公共區(qū)防火分區(qū)與防排煙

根據(jù)建筑和消防功能需求,9號(hào)線站臺(tái)、地下一層站廳、地下二層轉(zhuǎn)換廳,以及11號(hào)線站臺(tái)公共區(qū)劃為同一個(gè)防火分區(qū),面積為41 025 m2。光谷廣場(chǎng)綜合體工程的巨大體量,以及大跨度、高空間的獨(dú)特布局,形成了超大規(guī)模的地下一層公共區(qū),面積約3.4萬(wàn)m2,體積約30萬(wàn)m3,相當(dāng)于10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地鐵車站。為滿足地下一層公共區(qū)防排煙要求,設(shè)計(jì)需達(dá)到的總排煙量達(dá)207.04萬(wàn)m3/h,這是常規(guī)地鐵車站機(jī)械排煙手段難以解決的巨大難題。

通過(guò)煙氣控制和氣流組織三維仿真模擬,驗(yàn)證了光谷廣場(chǎng)綜合體工程利用頂部采光天窗進(jìn)行自然排煙的可行性,同時(shí)獲得了自然排煙系統(tǒng)及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),相應(yīng)制定了光谷廣場(chǎng)綜合體工程地下一層公共區(qū)防排煙系統(tǒng)的解決方案:地下一層采用自然排煙方式,即在地下一層通高大廳及9號(hào)線車站隧道上方設(shè)置排煙天窗,并保證其距地下一層任意一處的距離均不超過(guò)30 m,且其開啟面積不小于地下一層總面積的5%。光谷廣場(chǎng)綜合體工程地下一層公共區(qū)自然排煙和通風(fēng)系統(tǒng),如圖3所示。

圖3 光谷廣場(chǎng)綜合體工程地下一層公共區(qū)自然排煙和通風(fēng)系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)可能發(fā)生的不同火源位置、不同火災(zāi)場(chǎng)景下的人員疏散進(jìn)行模擬計(jì)算,對(duì)比分析各火災(zāi)場(chǎng)景下的疏散可利用時(shí)間和疏散需要時(shí)間后發(fā)現(xiàn):地下一層站廳體量大,具有較大的蓄煙空間;自然排煙效果較好,煙氣不易發(fā)生沉降;車站內(nèi)人員能在危險(xiǎn)來(lái)臨前逃離危險(xiǎn)區(qū)域,人員疏散安全。由此可見:在排煙系統(tǒng)有效的情況下,車站內(nèi)煙氣能得到較好控制,且能滿足人員安全疏散的要求。

2.3 應(yīng)急救援

不同于地面建筑可設(shè)計(jì)消防環(huán)道,地下公共建筑需充分利用城市公共設(shè)施來(lái)滿足消防救援的需要。光谷廣場(chǎng)綜合體工程所在區(qū)域?yàn)槌鞘薪煌ê诵膮^(qū),城市主干道交通便利,為消防救援創(chuàng)造了有利條件;地下空間疏散口、消防電梯等救援通道相應(yīng)沿道路設(shè)計(jì),并在大型下沉廣場(chǎng)前段設(shè)置前廣場(chǎng),兼顧消防救援的場(chǎng)地,為應(yīng)急救援提供場(chǎng)所。在火災(zāi)及其他災(zāi)害發(fā)生時(shí),可通過(guò)樞紐與應(yīng)急管理部門的聯(lián)動(dòng)迅速獲取救援。

3 大客流防護(hù)

地鐵車站大客流類型主要有:節(jié)假日大客流、大型活動(dòng)大客流、惡劣天氣大客流,以及設(shè)置設(shè)備故障引發(fā)的大客流等。大客流影響因素主要包括單位時(shí)間內(nèi)乘客人數(shù)、大量進(jìn)站客流持續(xù)時(shí)間、瞬間客流量、乘客結(jié)構(gòu)及車站結(jié)構(gòu)等。根據(jù)已有2號(hào)線光谷廣場(chǎng)站的運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),光谷廣場(chǎng)節(jié)假日高峰期的客流量達(dá)到20萬(wàn)次/d以上,大客流類型主要以節(jié)假日(包含寒暑假起始及結(jié)束時(shí)期)學(xué)生、白領(lǐng)客流為主,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、絕對(duì)數(shù)量大。

根據(jù)區(qū)域客流特點(diǎn)及實(shí)際情況,本工程的大客流疏導(dǎo)重點(diǎn)措施為:設(shè)計(jì)順暢合理的客流流線,使得客流分布均勻,避免客流交叉干擾和過(guò)度迂回。對(duì)相對(duì)集中進(jìn)站(集中設(shè)置6處進(jìn)站閘機(jī),每處設(shè)置1臺(tái)安檢機(jī))和分散進(jìn)站(分散設(shè)置8處進(jìn)站閘機(jī),每處設(shè)置1臺(tái)安檢機(jī))進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn):相對(duì)集中進(jìn)站方案下通過(guò)單臺(tái)安檢機(jī)的平均客流量為3 037人次/h,表明高峰時(shí)段進(jìn)站客流壓力較大;分散進(jìn)站方案下通過(guò)單臺(tái)安檢機(jī)的平均客流量為2 362人次/h,客流較為適中。同時(shí)通過(guò)對(duì)進(jìn)出站客流流線和換乘客流流線,以及自動(dòng)扶梯上下行方向的設(shè)計(jì)優(yōu)化,保障客流流線順暢,最大限度地避免客流流線交叉。

4 洪澇防護(hù)

光谷廣場(chǎng)綜合體工程防淹設(shè)計(jì)的暴雨頻率按當(dāng)?shù)匕倌暌挥霰┯曛噩F(xiàn)期的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。通過(guò)對(duì)該工程整個(gè)場(chǎng)地的豎向標(biāo)高、防洪水位及暴雨內(nèi)澇水位進(jìn)行系統(tǒng)分析,綜合確定每個(gè)出地面設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)高,以及周邊地面的場(chǎng)地標(biāo)高和坡度,避免暴雨引起出地面設(shè)施積水或倒灌,確保工程防洪、防澇安全。對(duì)于有洪水和內(nèi)澇隱患的工程,需將其與區(qū)域防洪體系協(xié)調(diào)動(dòng)作,從源頭上避免災(zāi)害的發(fā)生。

在設(shè)備設(shè)施方面,除控制出地面設(shè)施口部標(biāo)高、設(shè)置防洪閘槽與防淹擋板、設(shè)置排水溝與集水井等常規(guī)措施外,結(jié)合以往周邊商業(yè)地下室淹水造成地鐵線路被淹的案例,在車站與周邊商業(yè)地下室接口設(shè)置防淹門,在緊急情況下可及時(shí)將其關(guān)閉。

5 恐怖襲擊防護(hù)

5.1 恐怖襲擊特征

地鐵系統(tǒng)作為重要的城市公共交通設(shè)施,是恐怖襲擊風(fēng)險(xiǎn)較高的目標(biāo)之一。地鐵車站的主要恐怖威脅有:爆炸活動(dòng)、生化及放射性恐怖襲擊、縱火等。除此以外,恐怖分子也可能利用地鐵安全措施不完善、阻塞軌道制造混亂等手段發(fā)動(dòng)突然襲擊。地鐵恐怖襲擊的安全薄弱環(huán)節(jié)主要存在于下述部位:

1) 出入口:既是恐怖襲擊進(jìn)入的通道,也是人員疏散的關(guān)鍵通道;

2) 地鐵付費(fèi)區(qū):環(huán)境封閉、人員密集,在遭受恐怖襲擊后疏散、通風(fēng)、排煙、照明等均較困難;

3) 車廂內(nèi)部:車廂內(nèi)人員擁擠,空間狹窄,遭受襲擊后容易引發(fā)恐慌,引起踩踏等二次災(zāi)害。

5.2 恐怖襲擊防護(hù)措施

在地鐵車站應(yīng)對(duì)恐怖襲擊的防控中,從設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮應(yīng)對(duì)恐怖襲擊的需要,在出入口、站臺(tái)、機(jī)電設(shè)計(jì)等方面有效提高地鐵安全預(yù)防能力。

1) 出入口設(shè)計(jì)?？蓪④囌镜闹饕鋈肟谠O(shè)計(jì)為開敞式的下沉庭院,整合進(jìn)出站自動(dòng)扶梯和殘疾人電梯,兼顧地下采光、通風(fēng)排煙功能,同時(shí)使出入口成為一覽無(wú)遺的公共空間,避免封閉狹窄空間的不利影響。組合式下沉廣場(chǎng)出入口如圖4所示。

圖4 組合式下沉廣場(chǎng)出入口

2) 裝修藝術(shù)設(shè)計(jì)。優(yōu)美的裝修藝術(shù)設(shè)計(jì)可減少消極心理暗示,采用豐富亮麗的色彩,活潑向上的風(fēng)格,有利于營(yíng)造健康、積極的空間氛圍。裝飾宜簡(jiǎn)潔通透,避免使用過(guò)多材料堆砌,以免遇襲時(shí)造成坍塌和堵塞,進(jìn)而造成人員傷亡和影響人員及時(shí)疏散。工程材料應(yīng)避免使用易燃、化學(xué)制品類材料,謹(jǐn)慎使用普通玻璃等破碎時(shí)產(chǎn)生鋒利尖角或飛屑的材料。

3) 完善安全設(shè)備。在客流相對(duì)集中的付費(fèi)區(qū)進(jìn)站閘機(jī)附近均設(shè)置安檢設(shè)備,乘客進(jìn)入車站前需對(duì)行李進(jìn)行安全檢查,確保違禁品不被帶入站臺(tái)及車廂中。在工程內(nèi)部設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、除煙設(shè)備、消火栓和緊急照明燈等報(bào)警及消防設(shè)施系統(tǒng),確保車站發(fā)生大火時(shí)及時(shí)被撲救,減緩、阻止災(zāi)害蔓延,為人員逃生提供時(shí)間。

4) 完善的通風(fēng)設(shè)施。良好的送風(fēng)和排煙系統(tǒng),能在火災(zāi)時(shí)對(duì)熱煙氣進(jìn)行有效控制,為乘客和救援人員提供新鮮空氣和能見度;在遭遇毒氣襲擊時(shí),可根據(jù)投放毒氣的場(chǎng)所,利用通風(fēng)排煙系統(tǒng)采取不同的啟閉組合措施進(jìn)行針對(duì)性防治,同時(shí)可在公共區(qū)適當(dāng)位置布置防毒面具器材箱,使人員能在最短時(shí)間內(nèi)完成安全防護(hù)。

6 突發(fā)疫情防護(hù)

傳染病突發(fā)應(yīng)急處置應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持預(yù)防為主、依法管理、屬地管理、分級(jí)預(yù)防、快速反映及依靠科技的原則。

6.1 突發(fā)疫情預(yù)防措施

嚴(yán)格按照《中華人民共和國(guó)傳染病防治法》的規(guī)定,落實(shí)各項(xiàng)日常防控措施。根據(jù)疫情需要做好消毒物品、防護(hù)用品等物資的相應(yīng)儲(chǔ)備;同時(shí)加強(qiáng)宣傳教育和督導(dǎo)檢查,普及傳染病防治知識(shí),積極開展健康教育,真正做到群防群控。工作人員應(yīng)及時(shí)、如實(shí)報(bào)告突發(fā)公共衛(wèi)生事件與傳染病疫情信息,不得瞞報(bào)、緩報(bào)、謊報(bào)或授意他人瞞報(bào)、緩報(bào)、謊報(bào)。

6.2 突發(fā)疫情應(yīng)急響應(yīng)

根據(jù)傳染病疫情預(yù)警通報(bào),結(jié)合具體疫情,經(jīng)傳染病突發(fā)疫情工作小組提出,傳染病突發(fā)疫情應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)啟動(dòng)和終止相應(yīng)級(jí)別的應(yīng)對(duì)預(yù)案。

1) 一般疫情響應(yīng)在堅(jiān)持日常防控措施的基礎(chǔ)上,適時(shí)采取以下措施:① 檢索傳染源,發(fā)現(xiàn)傳染病確診病人或疑似病人時(shí),應(yīng)立即采取應(yīng)急防控措施;② 根據(jù)傳染病的種類,對(duì)疫點(diǎn)(區(qū))和病人實(shí)施必要的隔離和醫(yī)學(xué)觀察; ③ 加強(qiáng)重點(diǎn)部位如休息室、衛(wèi)生間等部位的防控,加強(qiáng)公共場(chǎng)所的通風(fēng)換氣,定期消毒;④ 加強(qiáng)輿論引導(dǎo)、宣傳,以及傳染病防治衛(wèi)生知識(shí)的健康教育,引導(dǎo)工作人員及乘客樹立衛(wèi)生防病意識(shí)。

2) 較大疫情響應(yīng)應(yīng)適時(shí)采取以下措施:① 根據(jù)傳染病的種類可采取對(duì)所有人群實(shí)施隔離、控制措施,及時(shí)對(duì)人群聚集點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)消毒;② 發(fā)現(xiàn)疫情后在4 h內(nèi)上報(bào)與患者接觸密切人員的摸排情況,配合衛(wèi)生防疫部門做好流調(diào)和消毒等工作。

3) 重大疫情響應(yīng)時(shí)可實(shí)行封閉管理。

7 結(jié)語(yǔ)

1) 大型地鐵車站首要問(wèn)題是研究最優(yōu)建筑布局,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單便捷、快進(jìn)快出的功能和防災(zāi)需求。

2) 結(jié)合自然排煙與下沉廣場(chǎng)設(shè)置的準(zhǔn)安全區(qū)是困難條件下大型地下空間的有效消防措施。

3) 大客流及恐怖襲擊災(zāi)害可重點(diǎn)通過(guò)開放的空間布局和完善的設(shè)備設(shè)施來(lái)規(guī)避。

4) 針對(duì)洪澇災(zāi)害,需系統(tǒng)分析確定工程場(chǎng)地、出口標(biāo)高及防淹設(shè)施,并將其與區(qū)域防洪體系協(xié)調(diào)進(jìn)行防范。

5) 針對(duì)突發(fā)疫情,需重點(diǎn)落實(shí)防控措施和應(yīng)急預(yù)案。