地铁应急疏散逃生通道技术
1 概述
地铁因其安全、舒适、载客量大、快速、准点、低耗能、少污染的特点，被称为“绿色交通”，越来越受到青睐，并极大地改善了城市交通拥挤的问题。由于地铁的建筑、设备和运营生产活动都处于地下，并设有大量的机电设备和一定数量的易燃和可燃物质，运行过程中有较多的乘客和工作人员，因此，存在着很多火灾的潜在因素。地铁火灾主要有下列几个特性：
（1）烟气扩散迅速。地铁内部空间相对封闭，隧道内就更为狭窄，所以烟雾很快便会充满车站和区间隧道。
（2）逃生条件差。主要表现在垂直高度深、逃生途径少，逃生距离长，如图1、图2所示。
（3）允许逃生的时间短。试验证明，允许乘客逃生只有5min左右的时间。另外，车内乘客的衣物一旦引燃，火势将在短时间内扩大，允许逃生的时间则更短。我国《地铁设计规范》（GB50157-2013）中允许的逃生时间是6min。
（4）纵火事件防范难。地铁内人员流动性大，加之通风口很多，所以地铁纵火事件突发性强，在没有事故前兆的情况下，乘客很难引起警觉，提前采取防范措施，直接烧死或窒息死亡的可能性也就会增大。
（5）人员疏散避难困难。地铁车站和隧道的空间狭窄，出入口少，但客流量大，高峰时车站及列车都相当拥挤，如图3。发生火灾时，在无人指挥的情况下，乘客容易发生惊慌，相互拥挤而发生挤倒、踏伤或踏死。另外，在地铁火灾发生时，人员的逃生方向和烟气的扩散方向都是从下往上，人员的出入口可能就是烟气出口，人员疏散的难度较大。
针对上述地铁车站火灾疏散逃生救援面临的难题，本书提出了地铁应急疏散逃生通道的方法，如图4所示。通过设置应急疏散逃生通道，能使乘客在紧急状况下快速、安全的逃生，为地铁车站内的乘客快速逃生提供额外的安全通道，加快人员的疏散速度，提高疏散的效率，同时该应急疏散逃生通道也可作为行动不便的老弱病残及在事故中有可能出现的伤者的暂时的避难所，并可作为消防人员进入现场进行扑救的快捷通道；而在乘客得到有效疏散后，该应急疏散逃生通道也可作为通风排烟系统的一部分，使火灾时烟气控制的灵活性得到改善；而在平时该应急疏散逃生通道也可作为处理紧急情况、运送物资的快捷通道。
2 地铁应急疏散逃生通道技术原理
如图5、图6所示，应急疏散逃生通道分为站台层和站厅层上下两层，站台层、站厅层的内侧壁上设有多个通道入口，通道入口处设有防火卷帘门。站台层、站厅层内均设有疏散楼梯，站台层内的疏散楼梯通至站厅层内，站厅层上设有相应的入口，站厅层内的疏散楼梯通至地面。
站台层、站厅层的内部还设有双向通风机、应急照明灯、医疗箱及灭火器。
该应急疏散逃生通道的通道入口处的防火卷帘门平时处于关闭状态，一旦火灾发生，人员需要疏散时，开启防火卷帘门，车站内人员可以进入应急疏散逃生通道内进行避难、治疗，并通过疏散楼梯直接逃生至地面。消防人员也可以通过疏散楼梯直接从地面进入车站内进行灭火救援工作。
双向通风机在车站内火灾发生时开启进行工作，使得应急疏散逃生通道内的气压大于外部气压，从而能有效防止高温烟气蔓延至应急疏散逃生通道内威胁通道内人员的生命安全。灭火器在通道内起火时可用来进行快速灭火，保证通道内人员生命安全。应急照明灯可提供临时照明。行动不便的老弱病残及在事故中出现的伤者进入应急疏散逃生通道内后，可用医疗箱内的医疗设备和药品进行紧急治疗。
如图7所示，对于采用侧式站台的地铁站，应急疏散逃生通道设置在两个站台的外侧。应急疏散逃生通道的外侧壁可以与地铁车站的侧壁共用，应急疏散逃生通道的内侧壁为防火墙，将应急疏散逃生通道与车站的站台隔开。
如图8所示，对于采用岛式站台的地铁站，应急疏散逃生通道位于车站的两侧，这样应急疏散逃生通道与站台之间就被列车的轨道隔开。当发生紧急情况时，可令轨道上的列车两边的门开启，则站台上的人员可通过列车进入车站两侧的应急疏散逃生通道内。
修建应急疏散逃生通道的空间可在地铁车站基坑开挖过程中留出，即加大基坑两侧的尺寸，增加部分即为通道所留。车站基坑维护结构（地下连续墙）可作为通道外侧壁永久使用。
图5 应急疏散逃生通道示意图（A-A剖面）
图6 应急疏散逃生通道示意图（B-B剖面）
3 地铁应急疏散逃生通道疏散仿真分析
为了探讨应急疏散逃生通道的疏散效率，针对某地铁站有无应急疏散逃生通道的情况进行了疏散模拟分析。该地铁站为岛式车站，原站台层及站厅层疏散平面示意图如图9所示。站台层通过4组楼梯可通到站厅层，站厅层与地面间设有四个出入口（图中编号为1～4）。在对比分析中，应急疏散逃生通道按照如下情况设置：只在站台层设有应急疏散逃生通道的通道入口，两侧各3个，共6个；两侧应急疏散逃生通道内各设3组疏散楼梯通至地面，共6组。考虑上下行线均有列车停在站内的情况，此时，车站内共有6720人需要疏散，如表5-10所示。
（a）站台层疏散平面示意图
（b）站厅层疏散平面示意图
表1 在有无应急疏散逃生通道的两种情况下车站内人员的疏散时间
设计场景 | 站厅层人数 /人 | 站台层人数 /人 | 车站内总人数 /人 | 疏散时间 /s |
无应急疏散逃生通道 | 1200 | 5520 | 6720 | 1274 |
有应急疏散逃生通道 | 491 |
图10给出了无应急疏散逃生通道时，地铁车站内人流的疏散过程。可以看到，由于站厅层出口数量较多，且出口通行能力较大，人员到达站厅层后可以迅速疏散到地面。影响整个疏散过程的主要因素为站台层与站厅层的楼梯，由于通行能力有限，导致站台层的人员不能迅速到达站厅层。图11给出了设置应急疏散逃生通道后，地铁车站内人流的疏散过程。可以看到，在设置应急疏散逃生通道后，车站内人员的疏散时间从原来的1274s大幅度减少至491s，减少了793s，疏散时间小于了6min。其中，有2240人是通过应急疏散逃生通道疏散的。由于在分析中只在站台层设有应急疏散通道的入口，所以这部分人（2240人）全部来自站台层，占到了站台层总人数（5520人）的40%左右。
（a）t=0s时，站厅层人员分布情况
（b）t=30s时，站厅层人员分布情况
（c）t=68s时，2号及3号、4号出口人员分布情况
（a）t=0s时，人员分布情况
（b）t=10s时，人员分布情况（地铁两侧车门打开，人员开始向两侧疏散）
（c）t=142s时，人员疏散情况
（d）t=351s时，人员疏散情况（人员已全部离开地铁，拥挤在几个出口处）
初步的分析表明：地铁车站内应急疏散逃生通道的设置能够有效的提高车站内人员的疏散效率，减少人员疏散时间，提高地铁车站应付应急突发事件的能力和运营安全性。
综上所述，应急疏散逃生通道具有如下优点：
（1）该应急疏散逃生通道可为地铁车站人员逃生提供便捷的通道，加快站内人员的疏散速度，从而提高了地铁车站的运营安全性及防火抗灾能力，加快人员的疏散速度，提高疏散的效率。
（2）部分年迈、体弱或者受伤的弱势逃生人员在进入该应急疏散逃生通道后可能无力继续通过疏散楼梯逃生至地面安全处，此时应急疏散逃生通道即可作为应急避难使用，并且应急疏散逃生通道内所备的治疗箱可提供应急医治的医疗设备和药品；
（3）该应急疏散逃生通道可作为消防队员进入火灾现场的快捷通道，方便他们迅速、便捷地进入车站内实施灭火救援工作；
（4）当人员疏散完毕后，该应急疏散逃生通道可通过反向运转通风机，作为排烟通道，从而提高地铁车站内通风排烟系统的控烟能力；
（5）该应急疏散逃生通道还可作为处理应急情况、运送物资的快捷通道。