上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 丁毅 黄亮亮
摘 要：对于平行换乘车站设置的联络渡线这种特殊形式的联络线，结合上海市轨道交通17号线工程虹桥火车站站，利用SES程序进行模拟分析，发现一条线发生火灾时，会出现烟气影响另外一条非事故线路的情况。推荐有条件的车站尽量采用在联络线处设置防火卷帘的方案，火灾时能确保两条正线之间能够完全分隔开。
关键词：联络渡线；隧道通风系统；SES程序；模拟分析
目前，我国各城市的地铁建设线路越来越长，为满足正常运营中车辆停车、折返等需要，配置配线的车站越来越多。常见的地铁车站配线有单渡线、折返线、存车线、交叉渡线等形式，联络线是其中比较特殊的一种配线形式，其设置的主要目的是为了便于运送大修、架修车辆，工程维修车辆、磨轨车等的临时调度运行，以及检修设备的资源共享[3]。由于联络线的存在，两条线路之间发生火灾或者故障的时候会互相影响，若设计人员对联络线处的隧道通风系统配置把握不准，往往会影响隧道通风系统的功能。本文对联络渡线这种特殊类型的联络线处的隧道通风系统配置方案进行了模拟分析研究，供类似工程设计人员参考。
1 联络线的设置形式
联络线在线网中的作用和两线的交叉条件决定了联络线的布置形式，主要有以下三种形式[2]：
1.1 单线联络线
在两条交叉的线路，或者在两条相近的平行线路之间，仅为车辆送修或调转运营车辆需要而设置的联络线，可用单线联络线。这种形式联络线的使用最广，数量最多。
1.2 双线联络线
作为临时运营正线使用的联络线应采用双线，根据列车行车组织的要求，双线联络线又分为与正线平面交叉和立体交叉两种形式。这种联络线工程量大、造价高，使用情况很少。
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| 图1 单线联络线示意图 | 图2 双线联络线示意图 |
1.3 联络渡线
两条线路采用同站台平行换乘方式时，其车站可采用平面双岛四线式车站或上下双岛重叠四线式车站，这种车站可采用单渡线将两条线路连通，形成渡线联络线。这种渡线形式土建成本相对较低，可以利用同站台换乘的有利条件来实现联络线的功能，因此在实际设计中，受到了越来越多的关注。[3]
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| （a）平面双岛四线式车站 | （b）上下双岛重叠四线式车站 |
图3 联络渡线示意图
2 联络线的隧道通风系统形式
根据现行《地铁设计规范》，地铁工程区间通风系统设计时按“全线、换乘车站及其相邻区间同一时间发生一次火灾设计”[1]。但是关于换乘车站一条线路发生火灾时，其他线路的区间隧道通风系统如何动作并没有明确的要求，两条线路之间发生火灾或者故障的时候会互相影响，因此有必要在联络线处设置辅助通风设施。
对于单线布置的联络线，一般在距离岔心100米左右设置一组或者数组射流风机，如图4所示。由于射流风机推力较小，需根据区间的长度进行多组串联布置，但同时射流风机的体积也较小，可在隧道顶部或侧边安装，需要在安装处一定范围内对隧道作局部的加高或加宽处理。
当联络线联通的两条线路区间任意一条区间发生火灾或者阻塞事故时，开启射流正转或者逆转，以满足火灾区间满足《地铁设计规范》要求，另外也可以确保火灾时烟气不会通过联络线进入另外一条相通区间。
图4 单线联络线区间通风系统布置图
对于平行换乘车站设置的联络渡线，由于设计案例很少，因此对这种特殊型式联络线的隧道通风系统的研究几乎没有。笔者在上海市轨道交通17号线的设计过程中，在虹桥火车站站设置了这种类型的联络线，下面就把此工程的设计情况简要介绍，希望能借此抛转引玉。
3 联络渡线处隧道通风系统的模拟分析
虹桥火车站站位于虹桥机场西侧，虹桥综合交通枢纽工程高铁主站房的正下方。是由地铁2号线、10号线、17号线、原规划5号线及原规划17号线构成的换乘站，其中2号线、17号线两线采用平行换乘，与10号线一起位于地下二层，原规划5号线与原规划17号线位于地下三层，仅预留土建条件。在17号线进行设计时，2号线已经运营，在17号线的下行线和2号线下行线之间需要设置一根联络渡线。
考虑到联络线本身长度太短仅有20米无法设置射流风机，因此在17号线区间内靠近岔心处设置两组射流风机。如图5所示。
图5 联络渡线处区间通风系统布置图
由于2号线建设时间较早，未能收集到相关资料，在建立计算模型时，将此处联络渡线简化成一个直通2号线区间最近的活塞风井的风井，如图6所示。笔者用SES程序模拟了该联络渡线在17号线下行线联通区间火灾时的工况。
图6 联络渡线处区间通风系统节点示意图
在车头火灾工况下，虹桥火车站TVF风机送风，中间风井TVF风机排风，射流风机正转送风，该联络渡线内存在从17号线区间往2号线区间的气流，气流流速为2.25m/s。说明在该工况下，17号线区间内烟气往2号线区间蔓延。
在车尾火灾工况下，虹桥火车站TVF、UOF风机排风，中间风井TVF风机送风，射流风机反转排风，该联络渡线内存在从2号线区间往17号线区间的气流，气流流速达4.25m/s。说明在该工况下，2号线区间内空气往17号线区间流动，对于控制17号线火灾蔓延有利。
通过模拟发现，在火灾工况下，由于联络渡线的的存在，会导致烟气影响另外一条非事故线路的情况发生，使得此处的隧道通风系统在可靠性方面存在一定风险。
为了解决上述问题，需要将17号线下行线和2号线上行线区间结合起来考虑，比如打开2号线的TVF风机对2号线下行线区间送风，这需要将两个车站甚至是两条线的控制系统整合，这在以前的设计中还没有过先例，需要以后进一步研究。在现有的单线独立控制的前提下，最好的解决方案就是在联络线处设置防火卷帘，能确保两条正线之间能够完全分隔开。下面对这两个方案简单分析比较详见表1。
通过表1的比较可以知道，由于本工程牵涉到已经运营车站的改造，考虑到方案施工的难度和可靠性，最终推荐方案一作为实施方案。当2号线或者17号线下行线阻塞或火灾时，由设备监控专业按照环控专业模式的要求关闭防火卷帘门。
表1 两个方案简单分析比较
4 结语
联络线作为一种常见的地铁配线，火灾或者阻塞事故工况下，其隧道通风系统关系着2条与之相连的线路正线的安全，而国内对于联络线的隧道通风系统的研究少之又少，尤其是对于平行换乘车站设置的联络渡线。联络渡线作为一种特殊的联络线形式，它有着自己的特点，如联络线长度太短无法布置射流风机设备等，因此无法按照常规单线联络线的要求来设置隧道通风系统。
结合上海市轨道交通17号线工程虹桥火车站站的方案分析，在正线上设置射流风机时，通过模拟发现，在火灾工况下，烟气会通过联络渡线影响另外一条非事故线路，使得此处的隧道通风系统在可靠性方面存在一定风险。在联络线处设置防火卷帘能确保在火灾时两条正线之间能够完全分隔开，而且防火卷帘的方案初投资最小，因此有条件的车站在设计时建议采用此方案。
参考文献
[1] GB 50157–2013地铁设计规范[s]. 北京：中国计划出版社, 2013年.
[2] 班世银.城市轨道交通联络线规划布局研究——以北京市为例，北京交通大学硕士学位论文，2011年.
[3] 梁青槐，王家琦，张怡.同站台换乘实现地铁跨线运行线路设计技术研究，都市快轨交通，2015年10月第28卷第5期,16–20.
备注：本文收录于《建筑环境与能源》2019年5月刊总第21期。
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