低等级特长公路隧道逃生救援关键技术研究

城市道桥与防洪 相关专业I89

DOI:10.16799/j.rnki.csdqyfh.2019.12.052

低等级特长公路隧道逃生救援关键技术研究

丁建峰'，张忠宇2，陈喜坤2，张小兵2

(1.扬州市隧道管理处，江苏扬州225002:2.苏交科集团股份有限公司，江苏南京210019)

摘要：随着人们对交通需求的提高，一些早期建成的公路隧道在使用功能上已不满足要求，如隧道内照度不满足要求， 隧道内空气条件较差等等，个别特长隧道因建设年代早，消防救援设施较为匮乏，因此各地公路管养部门根据隧道的实际 使用情况逐步对其进行升级改造。在诸多改造内容中，因隧道为地下工程，断面改造难度大，消防救援设施的改造更为困 难，需要进行多方案的研究及比选。以连云港某低等级超长公路隧道为对象，研究了避难所、平行导洞及上部逃生通道三种 方案，最终根据项目条件推荐采用避难所作为本项目的推荐方案，供类似工程参考。关键词：低等级；特长；公路隧道；逃生救援中图分类号：U458

文献标志码：15

文章编号：1009-7716(2019)12-0189-03

0引言

连云港某隧道于1984年开工建设，1989年贯

通，1993年简易通车。隧道长约3 600 m,洞内毛洞 宽8.2 m,拱顶高8.6 m,行车道宽7.5 m。该隧道未 通长设置二次衬砌，仅洞口和局部危险段采用钢 筋混凝土衬砌，水泥混凝土路面。随着连云港市经 济水平的发展，隧道内通行的交通量日益增加，隧 图1

既有隧道现状

道内现有的机电系统及附属工程已严重不满足要 1.2地质条件

求，隧道管养部门提出对隧道进行升级改造。升级 隧道穿越的山体为太古界一元古界东海群

改造后的隧道按三级公路标准设计，设计车速为 (Ar2dh)地层，岩性主要为浅变质岩系白云钠长变 30 km/h,采用双向两车道。險道长约3.6 km,属于 粒岩和黑云变粒岩等。隧址区无较大的断裂构造， 特长隧道，又为低等级公路，双向通行，隧道运营 区域上属稳定的地块单元。岩层的片理较发育，产 风险大，因此隧道消防救援设施为该隧道升级改 状160° ~ 175°乙22° ~ 35°,其走向与隧道轴线基本 造的关键点和难点。本文比选研究了三种隧道消 垂直。

防救援设施方案，供类似工程参考。

由于受多期区域褶皱作用，韧性剪切带较发 1工程概况

育，剪切带内多有软弱夹层，厚约1.0 ~5.0 cm,有 的剪切带内软弱夹层被剪切揉皱呈饼状。岩体的片 1.1隧道现状

理、节理及剪切带的组合，使围岩多呈大块状及楔 隧道建设年代较早，隧道长约3 600 m，洞内 体状嵌镶结构。

毛洞宽8.2 m,拱顶高8.6 m，行车道宽7.5 m,未通 隧址区地下水为基岩裂隙水，地层赋水条件及 长设置衬砌，局部宽度不满足建筑限界要求。隧 地下水含量一般，地下水通道为贯通的较密集节理 道为簡易通车状态，未设置通风、照明及消防系 裂隙带。隧道洞口围岩等级为IV级，洞身围岩等级 统，不满足特长隧道交通工程要求1WI。隧道洞门及 以DI级为主，局部为IV级。洞身现状见图1。

1.3改造方案总体设计

隧道升级改造按三级公路标准设计，设计车速 收稿日期= 2019-08-14基金项目：住建部科技项目（2018-K4-019);江苏省住建厅科 为30 km/h，采用双向两车道，建筑限界见图2。

技项目（2017川05007,2016ZD79,2017ZD134);浙江省公路管 为降低工程费用，本次升级改造，隧道平面拟 理局科技项目（201720)作者简介:丁建峰（ 1987—），男，学士，工程师,从事隧道养护合原平面设计，平面线型主要采用直线段，仅局部 工作。

采用曲线段，平曲线半径不小于200 m。

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,_________________750__________________,t-f25~------------------------------- 700 ~25

一

隧道中_左行线

行右宽则车车向道道则向宽

宽度

度

^__325,

325

25 25

图2隧道主洞建筑限界（单位：cm)

隧道纵断面拟合原纵坡设计，纵坡采用人字

坡，隧道南侧洞口至洞身2 000 m范围采用0.69% 的上坡，剩余段落采用0.3%的下坡。

根据现场实测资料，目前隧道近似直墙拱型 断面形式，毛洞净高8.5~8.6 m,满足5 m建筑限界 高度要求;毛洞净宽为7.9~8.2 m,基本满足隧道净 宽要求，但部分段落洞身开挖质量误差较大，围岩 鼓凸侵人隧道限界。因此，在进行隧道内轮廓设计

B寸，对直墙与曲墙断面进行了论证：

(1)直墙拱型断面

拟合原毛洞断面形式，内空考虑侧墙预留装

修层5 cm。主洞拱部米用/?=380 cm圆弧，边墙采 用760 cm(宽）X 450 cm(高）的矩形断面，主洞衬 砌内轮廓见图3。

轮廓

：：

08

CO

0680S守>r2%

1 -〔c

5俨

325 325

唧

图3直墙拱形断面内轮廓（单位：cm)(2)三心圆曲墙断面

采用受力条件好、断面利用率高、综合管线布

置有利的三心圆断面进行比选。主洞内轮廓采用 三心圆曲边墙结构，拱部采用K=400 «ri圆弧，边 墙采用半径R=740 cm圆弧,主洞衬砌内轮廓见图4。

对比上述两方案，采用直墙拱型断面形式，隧 道基本无需开挖、施工简单、工程造价低。考虑到 本隧道地质条件好，以m级围岩为主，岩石强度 高；且隧道以毛洞形式简易通车超过20 a,岩体基 本保持稳定。隧道采用直墙拱型断面形式整治，并

fi

图4曲墙拱形断面内轮廓（单位：cm)

及时实施隧道一衬、二衬后，能够保证隧道结构安 全。因此，推荐直墙拱型断面。

在此基础上，设置完备的供电、照明、通风及

消防系统，改造完成后的主洞断面效果见图5。

图5改造后主洞断面效果

2逃生救援方案

本險道长度达3 600 m,属于特长隨道，单洞 双向行驶，根据消防规范应设置紧急避难设施，隧 道除设置紧急疏散标志及应急照明外，需重点考 虑隧道运营中的逃生救援通道问题。为此,就逃生 救援通道设置方案进行专项研究。

2.1避难所方案

在隧道左右两侧每隔300 m交错设置一处避 难所，以供人员应急疏散，见图6 ~图8。

-300m- 300n, - 300

.300m — 300m _ 300m .. 300m „ 300m - 300m -

ii难所

进气管

300

^

DN100

行车_万向

DN1001

〇N$〇〇 DNIOO

接R电房

够：f柳

图6隧道避难所布置图

=——

-----s —=s«_

■

关

进口段

图7平行导洞布置图

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逃生通道出入口结合紧急停车带布置（每隔 疏敗楼I急停车带

600 m —处，左右较差布置），于紧急停车带一端设

紧急停车辛J

散楼梯

置疏散楼梯。当隧道内发生紧急情况时，事故被困 图8上部逃生通道布置图

人员可通过疏散楼梯进人上层应急逃生通道，从 避难所顶部设置防毒面罩及通风设施，防毒 而及时撤离隧道危险地带。逃生通道采用纵向通 面罩脱落方式采用主动+自动脱落方式，避难所 风换气方式，按3次/h进行设计。逃生通道与主洞 内设置紧急照明，为了更快使避难者学会使用防 的关系见图11。

毒面罩及稳定避难者情绪，可在避难所内设置一 台壁挂式显示屏，循环播放防毒面罩的使用方法、 相关避难知识及火灾现场救援情况。另外避难所 采用两道防火门，防火门的开启采用人工+自动

控制两种控制方式。避难所与主洞的联系见图9。

(a)与主通道的联系 （b)剖面图

图11逃生通道入口示意图

2.4方案比选

1

结合本项目实际情况，方案一造价最低，且不

破坏周边环境，当发生火灾时，人员能迅速躲避到 避难所中，在两道防火门隔绝外部烟尘与污染空 图9避难所剖面示意图

气，并及时通风换气的情况下，等待外部救援，安 避难所内采用独立的通风系统。通风管道、排 全性较好;此外避难所实施工艺简单，可以与隧道 气管道分别位于隧道左右两侧电缆沟内。当隧道 主体一起改造，施工难度较小，工期较短，见表1。

内发生火灾时，由监控中心发出指令，开启避难所 表1

逃生救援方案比选表

通风系统,输人新鲜空气，排出污染气体。方案

逃生救

实施工期 造价 2.2平行导洞方案

援效果

难度/月环境影响/万元平行导洞一般是在隧道建设时为开展多个施 方案一： 被动避难所救援较复杂

4

隧道内实施， 不影响周边环境500

工作业面而伴随着主洞建设的施工通道，在工程 完工后被用作通风通道及人员逃生通道。

方案二： 主动需新建一条隧道，对 平行导洞逃生复杂14云台山景区影响较大9 000

为满足本隧道（特长隧道）逃生救援需求，在 随道一侧沿主洞设置一个救援平行导洞，平行导 方案三：

隧道上部

主动

简单5隧道内实施， 洞长约3.647 km,导洞建筑限界净宽2.0 m,净高2 000

逃生通道

逃生

不影响周边环境

2.5 m〇

2.3上部逃生通道方案

因此，经过综合比较，本隧道逃生救援推荐采 为了便于隧道逃生救援，同时节约工程投资， 用方案一:设置避难所。

充分利用隧道上部空间结构设置逃生通道。根据 3结论与建议

險道断面尺寸和功能分布，在行车道顶部设置应 急逃生通道，下部为行车道，见图10。

通过对连云港某单洞双向公路隧道进行升级

o

改造方案研究，得出如下结论：

r(1)

随着交通量的增长，早些年建设完成的一

f些公路隧道，特别是低等级公路隧道，其服务功能 如通风、照明等已不能满足要求，但此类隧道仍为 s 重要的交通要道，因此管养部门应对此类隧道进 r<行重点排查，必要时进行相关机电系统的升级改 f

造。

>

(2)

单洞双向逃生方案，平导更为有利，造升级费用较高，对于本项目低等级道路而言选

图10上部逃生通道示意图（单位：cm)

择避难所更为合理。

但改

Abstract： Airport runway FOD is one of the main hidden dangers threatening the safe operation of civil aviation. The \"all-weather, whole-runway and high-accuracyM runway FOD monitoring system is the guarantee of the aviation safety. This paper concludes the type of runway FOD, clarifies the mismatch between the manual inspection means and runway FOD monitoring requirements, and also compares and analyzes four international typical runway FOD monitoring systems now, which can be referred for the introduction of civil aviation airport FOD monitoring system into China. This paper analyzes the architectural pattern of runway FOD monitoring system from the viewpoint of information stream, which can provide certain support for realizing the sustaining safety civil aviation in China.

Keywords： runway FOD, monitoring system, architectural pattern

Study on Key Technology of Escape and Rescue in Low-grade Super-long Highway Tunnel ......................................................................................................Ding Jianfeng, Zhang Zhongyu, Chen Xikun, Zhang Xiaobing (189)

Abstract： With the improvement of traffic demand of the people, the using functions of some early built highway tunnels have not met the requirements, i.e. the illumination in tunnel cannot meet the requirements, the air conditions in tunnel are poor and etc. The fire and rescue facilities in several super-long tunnels are poor because of the early construction. Therefore, the highway administration departments various regions carry out the upgrading reconstruction of these facilities step by step according to the practical service conditions of tunnel. In many reconstructions, the fire and rescue facilities are difficultly reconstructed due to the tunnels are underground projects and the reconstruction sections are more difficult. It is necessary to study, compare and select many schemes. Taking a low-grade super-long highway tunnel in Lianyungang as an example, three schemes of refuge, parallel pilot tunnel and upper escape tunnel are studied. Finally, based on the conditions of the project, the refuge is recommended as the scheme for this project, which can be referred for the similar projects.

Keywords： low grade, super long, highway tunnel, escape and rescue

Design and Practice of Long-span Tunnel in Jiuan Tunnel of North Ring Road in Lanzhou City

....................................................................................................................................................Huang Jixin ( 192 )Abstract: Lanzhou North Ring Road (Anning ~ National Highway 109) Project is a major engineering construction project in Lanzhou City. Jiuan Tunnel Project is a key node project of this project, and is the first upper and lower separated single-hole three-lane long-span tunnel in Gansu Province. The NATM (New Austrian Tunneling Method) design principle and dynamic design concept are used in the tunnel design. Based on the different situations of surrounding rock, the corresponding design parameters are adopted. The construction methods of more advanced benching tunneling method, CD method and CRD method are adopted. Through the assisting measures of advance geology forecast and forepoling, the tunnel project is completed in order to provide the decisive conditions for opening the middle section of North Ring Road. This paper briefly describes the design and construction schemes of Jiuan Tunnel in North Ring Road of Lanzhou in order to provide the reference basis for the tunnel projects in the east section and the west section of North