李晓晨
辽宁省交通规划设计院有限责任公司 辽宁 沈阳 110000
1 引言
随着我国经济的不断增长，人民生活水平显著提高，城市化建设快速发展。各大城市的道路交通拥堵问题随之产生，不仅影响了人们生活，大量排放的汽车尾气更是严重损害了人们健康。轨道交通系统作为解决城市交通问题的战略选择，对改善城市交通结构，缓解日趋严重的交通矛盾，保障城市经济社会的可持续发展具有非常重要的现实作用和深远影响。
地铁的起（终）点区间不同于地铁车站及标准区间，往往具有停车线、出入场线等功能，结构形式复杂、断面面积较大，受配线形式的影响区间长度也经常超过一列车长，火灾扑救和人员疏散都有一定难度。起（终）点区间通风排烟系统无论在设计阶段，还是线路实际运营阶段，都是地铁环控系统的重要组成部分，是地铁环控系统设计无法忽视的重要问题。
2区间通风排烟系统设计方案
受土建条件和线路配置影响，设计方案不尽相同，但总体可分为纵向通风和横向通风两大类。两种通风形式各自的特点如下：
1.纵向通风
纵向通风排烟方式是一种最简单的通风排烟方式。利用安装在区间隧道内顶部安装或侧式安装的射流风机对隧道内空气本身进行加压，以隧道自身为排烟通道，使其在隧道空间内进行轴向流动。同时结合区间两端的地铁站内的大型通风排烟风机，实现一端抽风一端送风的单向气流组织，抑制火灾烟气向火源上游发生回流蔓延，为人员的安全疏散和灭火救援提供一个无烟的环境。
纵向通风的最显著优势就是简单高效，仅需要设置足够的射流风机来满足规范要求的纵向风速。但当列车中部着火时，无论从隧道哪一侧送风，都会使下游人员置于高温有毒烟气之中，不利于排烟的下风方向的人员逃生疏散。同时在进行复杂配线区间设计时，受结构大断面的影响，往往需要在区间内部设置隔墙，否则难以满足风速要求。
2.横向通风
横向通风是在隧道顶部设置排风道（多为土建风道）和排风口，风道与风机相连接，排风或排烟工况下通过排烟口直接抽吸区间内气体，排至室外环境。当隧道内发生火灾的时候，由于高温烟气本身具有向上蔓延的趋势，设置合理的顶部排烟口能够将烟气大量吸入，不会蔓延至乘客所处的区域，具有较高的安全性。这也是横向通风系统的显著优势。为了满足风速要求，设置的顶部排风道面积往往较大，会占用一定空间。受风机压力的制约，若轨顶风道过长，将造成末端无风的现象，影响使用效果。
无论采用哪种系统形式，都需综合考虑土建条件规模、设备容量、实际运行效果等多种因素。下文将结合工程实例，对起（终）点区间通风系统设计方案进行比选。
3实际工程案例分析
3.1工程概况及环控系统简介
某地铁延伸线共设车站10座，均为地下线路。终点站站前设单渡线，站后接折返线，为远期延伸预留运营条件。终点区间内设置双停车折返线，车站站台中心距终点约410m，车站端部距离终点约240m。终点区间地面纵向坡度大，导致区间终点处埋深浅，轨行区顶部覆土仅3m。
地下车站公共区通风系统与区间隧道通风系统集成设置。车站两端分别设置活塞风道、排风道、新风道、迂回风道各1条，车站两端对外分别设置活塞风亭、排风亭、新风亭各1座。活塞风道内设置区间事故风机（TVF）1台，风量为60m3/s；排风道内并联设置车站通风机（SVF）2台，单台风机风量为33m3/s。
3.2通风系统设计方案比选
通过上文分析，通风系统可采用纵向通风或横向通风两种形式。横向通风又可细划为设置端头风井和不设置端头风井2种情况。结合本工程，可分为如下三种方案。
3.2.1纵向通风方案
终点设置端头风井，风井内设2台TVF风机及配套变电所设备；区间隧道内渡线附近设置射流风机。利用终点站站端、端头风井内风机及辅助射流风机，实现纵向通风。
受区间终点埋深制约，在满足覆土深度的条件下，端头风井仅能设置单层结构。风井内风机、风道及配套附属设备用房（如跟随变电所、通风机房、配电室等）只能在同层布置，导致风井土建规模大（需额外开挖约800㎡），另需设置出地面风亭（占地约28㎡）。
由于风井与轨道同层，占用远期延伸线空间，因此延伸线贯通时需拆除风井内设备，风井失效无法继续为远期使用。延伸线施工过程中终点区间的通风、排烟需求无法保证。
3.2.2横向通风方案（设置端头风井）
终点设置端头风井，风井内设2台TVF风机及配套变电所设备；每条区间隧道顶部均设置横向轨顶风道、布置轨顶风口。利用终点站站端、端头风井内风机及轨顶风道，实现横向通风。轨顶风道从中心对称布置，车站端部风机与端头风井内风机各负担区间长度一半的通风。
该方案中，端头风井形式（单层）及规模与纵向通风方案相同。延伸线贯通时同样需拆除风井内设备，风井失效无法继续为远期使用。
3.2.3横向通风方案（不设置端头风井）
终点不设置端头风井，每条区间隧道顶部均设置横向轨顶风道、布置轨顶风口。利用终点站端风机及轨顶风道，实现横向通风。车站端部风机负担整个区间长度的通风。
区间轨顶风道与设置端头风井的横向通风方案相似，终点站站端风道同样需设置风阀。合理布置区间内隔墙将整个区间分为双洞结构，同时利用单个洞内的两条轨顶风道进行通风排烟，可以有效降低单条轨顶风道面积及净高。由于未设置端头风井，该方案无需额外开挖和增设风井内机电设备，节约了土建及设备造价。将以上方案进行对比：
表1 方案比选
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以上3种方案均可满足规范要求，尽管未设置端头风井通风效果一般，但工程造价最低，土建规模最小,几乎没有增加附属设备,远期运营影响小。综合以上分析对比，本工程选择采用方案三，即不另设端头风井的横向通风方案。
4 结论
本文对几种常见的终点区间通风形式进行了对比分析，为工程设计提供了参考。地铁环控专业设计对车站的风道规模、区间的土建形式等都有很大影响，系统方案必须要以实际工程条件为前提，根据项目的特点进行深入分析，同相关专业密切配合，选择最适合的方案。
参考文献:
[1]陈震.地铁列车停靠区间隧道时火灾烟气蔓延规律及排烟效果研究[D].中国科学技术大学,2017
[2]孟双双.阻塞比和坡度对地铁区间隧道火灾半横向排烟效果的影响研究[D].西安建筑科技大学,2017