中铁上海设计院集团有限公司 200070
摘要:地铁配线常见有单渡线、交叉渡线、存车线等几种形式，针对上述配线形式，活塞/事故风井存在位于配线前、配线后、配线上三种不同配置方案。根据地铁区间不同配线形式、不同风井布置方案，本文研究射流风机设置在不同位置时对事故区间断面风速的影响，为地铁配线段采用射流风机辅助通风时的布置方案提供参考性意见。
Abstract: There are several kinds of subway distribution lines, such as single crossing line, cross crossing line and car storage line. For the above distribution forms, there are three different configurations of piston/accident air shaft in front of the distribution line, behind the distribution line and on the distribution line. According to different distribution forms and different air well layout schemes in subway sections, this paper studies the influence of jet fans at different positions on the sectional wind speed in accident sections, and provides reference advice for the layout scheme when jet fans are used for auxiliary ventilation in subway sections.
关键词：地铁配线；隧道通风系统；射流风机布置；断面风速
随着我国城市地铁建设进程的加速，越来越多的城市地铁进入网状运营状态，为满足运营停车、折返、大小交路套跑的需求，在地铁线路上设置渡线、存车线、联络线的情况也随之增多。配线的增加导致同线路左、右线间以及不同线路之间的连通处数量增多，隧道网络的复杂性增大，给地铁区间隧道通风气流组织造成了较大困难，目前，常采用在隧道内设置射流风机的辅助隧道通风。本文结合配线设置形式、风井布置方案对射流风机的位置进行分析研究。
1 地铁配线段隧道通风系统形式
1.1 地铁配线形式
常见的地铁配线包括单渡线、交叉渡线、存车线、站后折返线、联络线等。如图1.1-1所示，本次研究主要针对单渡线、交叉渡线以及存车线三种形式进行分析。
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a）单渡线 b）交叉渡线 c）存车线
图1.1-1 地铁常见配线形式
1.2 带配线车站活塞/事故风井布置方案
目前，城市地铁在配线段的活塞/事故风井根据位置的不同可以简要概括为三种形式。
方案一：配线段位于站内，即自车站往区间方向依次为配线段-活塞/事故风井-区间隧道，具体如图1.2-1所示。
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图1.2-1 配线段活塞/事故风井布置方案一
方案二：配线段位于区间，即自车站往区间方向依次为活塞/事故风井-配线段-区间隧道，具体如图1.2-2所示。
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图1.2-2 配线段活塞/事故风井布置方案二
方案三：活塞/事故风井位于配线正上方或配线与正线交叉处，如图1.2-3所示。
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图1.2-3 配线段活塞/事故风井布置方案三
1.3 射流风机布置方案
射流风机的工作原理决定其必须直接布置在通风隧道内，但因地铁限界制约及区间隧道常采用盾构法施工，往往射流风机的安装位置受限，一般布置在明挖或暗挖段。本文针对不同配线形式下射流风机分别位于图1.3-1所示位置进行分析，每处均设置1组（2台）射流风机。
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a）单渡线 b）交叉渡线
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c）存车线
图1.3-1 不同配线形式射流风机位置示意图
2 射流风机配置对不同配线方案通风效果的影响分析
隧道通风系统应满足正常运营、阻塞工况、火灾工况下区间的通风及排烟需求，因正常运营时一般靠活塞风进行通风换气，因此本文仅对事故工况进行分析。根据《地铁设计规范》（GB 50157-2013）及《地铁设计防火标准》（GB 51298-2018）的要求，区间隧道事故工况下采用纵向通风时，区间断面风速应控制在2~11m/s之间。
2.1 研究工况
本文按配线形式、风井布置方案以及射流风机位置三个要素划分工况，对不同配线形式、不同风井布置方案以及射流风机位置进行组合，研究在不同配线形式、不同风井布置方案下射流风机是否开启、开启组数对事故区间断面风速的影响，共计39对工况。本文仅研究带配线区间事故时的情况，即如图2.1-1所示，当列车发生事故并停在区间隧道内的情况。
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图2.1-1
2.2 计算结果
车站隧道通风系统运行模式为：开启事故区间两端车站同端两台TVF风机进行推拉式通风，其中排风端车站排热风机保持开启，送风端车站排热风机关闭。在上述通风模式下，运用SES软件对开启不同位置射流风机时事故断面的风速进行了模拟计算，计算结果如表2.2-1~4所示。
表2.2-1 配线端送风各工况事故区间断面风速（无射流风机）（m/s）
表2.2-4 配线端排风-存车线各工况事故区间断面风速（m/s）
2.3计算结果分析
1）当配线侧车站为送风（即气流方向自配线流向下一个车站）时，车站隧道通风系统即可满足事故区间断面风速的要求，如表2.2-1。但风井位置影响断面风速，方案一（即配线段位于车站内）的方案通风效果最佳，主要原因：通风区段长度较其他两种方案更短，沿程阻力更小；通风区段避开配线段，局部阻力更小。
2）当配线侧车站为排风（即气流方向自上一个车站流向配线）时，车站隧道通风系统无法满足事故区间断面风速的要求，需设置辅助通风系统。主要原因：配线侧排风时，配线段处于负压且该处左、右线连通，同时，事故区间因列车的停靠阻塞比大，导致排风机排走的大部分为非事故侧线和区间的空气。
3）站后单渡线时，开启位置1处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高25%以上；开启位置1、2处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高45%以上。主要原因：位置1处射流风机克服通风区间阻力，位置2处射流风机有效控制非事故线补风至事故区间。
4）站后交叉渡线时，开启位置1处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高30%以上；开启位置1、2、3处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高42%以上。主要原因：位置1处射流风机克服通风区间阻力，位置2、3处射流风机能有效诱导自事故区间来的空气经配线段后流往排风井并减少非事故线的补风。
5）站后存车线时，开启位置1处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高15%以上；开启位置1、2处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高20%以上；开启位置1、2、3处射流风机进行诱导通风，区间断面风速可提高43%以上。主要原因：位置1处射流风机克服通风区间阻力，位置2、3处射流风机能有效诱导自事故区间来的空气经配线段后流往排风井。
6）站后存车线，风井采用方案三时，开启位置1、2、3处射流风机，事故区间断面风速虽然满足断面风速的要求，但烟气会进入存车线，并沿存车线往车站方向流动至与正线连通处在顺着正线隧道流往排风机，且存在部分空气流往车站方向，不能有效控制烟气的流动，如图2.3-1所示。
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图2.3-1
3 结论及建议
1）站后有配线段时，事故风井位置采用方案一区间通风效果最佳。
2）射流风机能有效诱导组织隧道内气流按设计方案流动，解决气流乱串的问题。
3）站后设单渡线或交叉渡线，当采用射流风机辅助通风时，配线前后正线区间上宜均设置射流风机。
4）站后设存车线时，事故风井不宜采用方案三；当采用射流风机辅助通风时，存车线段内正线、存车断面及正线区间内宜均设置射流风机。
参考文献：
[1]GB 50157-2013 地铁设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[2]GB 51298-2018 地铁设计防火标准[S].北京:中国计划出版社,2018.