[发明专利]一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路工程建设技术领域，尤其属于铁路隧道安全工程建设技术领域，特别涉及铁路隧道防灾紧急出口通道建设技术。

背景技术

随着我国隧道工程的快速发展，尤其是铁路隧道的迅猛发展，隧道的防灾救援工程的重要性逐渐受到相关研究学者、设计人员及施工人员的高度重视。隧道防灾救援工程的设计成为隧道安全营运和发生紧急情况时保障人员生命安全的关键。目前，我国铁路隧道工程防灾救援设施建设成本耗费巨大，紧急出口作为相对小规模铁路隧道防灾救援设施设计首选，而紧急出口的结构能否通过优化设计来最大限度的保障人员安全疏散成为紧急出口结构设计的基础和关键。

目前,国内外相关研究学者研究的隧道防灾救援措施对象主要集中于紧急救援站和紧急避难所的结构及设备研究，对于紧急出口的结构设计研究较少，且国家设计规范中对斜井式紧急出口的规定仅仅局限于最小断面尺寸的说明。这对紧急出口的结构设计造成了较大的困难，对隧道救援设施设计的合理性和安全可靠性将产生重大影响。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法。本发明要解决的问题是提供一种铁路隧道斜井式紧急出口设计方法，为斜井式紧急出口的结构设计提供科学依据，以保障铁路隧道防灾救援设施设计合理和安全。

本发明通过以下技术方案实现：

铁路隧道斜井式紧急出口设计方法，其特征在于所述设计方法包括下述步骤：

步骤一、将铁路隧道斜井式紧急出口设置连接在主隧道边墙，斜井式紧急出口包括与主隧道连接入口处的防护门、斜井式结构的缓坡段和斜井段；

步骤二、获取隧道建设参数，至少包括隧道长度、断面尺寸；获取隧道通过列车参数，至少包括通过列车编组数量、列车长度、列车通过速度、列车标准及超载乘客人数、乘客的年龄和性别统计数据；

步骤三、选用大型人员疏散仿真软件EXODUS，建立斜井式紧急出口人员疏散动态模型并得到模型结构计算式，包括：

(1)根据我国客运列车型号确定对应型号客运列车所载人员数量，包含超载情况及不同人群男女老少分配比例，并确定在火灾烟气因素下不同人群的疏散速度；

(2)根据列车型号确定模拟的列车车辆数量以及车辆编组，得到每辆车中座位的数量以及包含超载情况的人员数量；

(3)根据不同车型的列车车辆数、每辆车人员数量和人员属性建立列车模型；

(4)建立隧道模型，选取隧道长度大于列车长度，隧道纵向人行通道宽度1.5±0.5m建立隧道模型；200km/h以上时速的铁路隧道中纵向人行通道宽度为1.35m-1.5m，所取宽度越大，则人员疏散时对紧急出口结构的尺寸需求越大；

(5)建立紧急出口模型，选择将紧急出口设置在列车人员密度大的一端建立紧急出口模型；当越多数量人员距离紧急出口较近时，人员疏散时对紧急出口结构尺寸的需求越大；

(6)输入步骤(1)、(2)、(3)中所选车型情况下的计算参数，改变紧急出口入口处防护门宽度，分别为1m、1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m和4m各参数，分别运行软件，记录下每种门宽条件下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应人数情况下最优的紧急出口防护门宽度，并拟合导出人员数量与紧急出口防护门宽度的关系曲线和计算式；本处共选择了4种车型，对应的不同人数下共有4组门宽进行拟合；

(7)在防护门最优宽度确定后，改变紧急出口入口缓坡加宽段的宽度，分别计算4m、6m、8m和10m各参数，长度分别计算了10、15、20m、25m、30m、35m、40m、45m、50m、55m、60m、65m和70m各参数，分别运行软件，记录下每种长宽组合条件下，人员疏散的必需安全疏散时间和入口聚集时间，以必需安全疏散时间不再减少和入口聚集时间短暂或为0作为判断标准，确定对应人数情况下最优的紧急出口缓坡加宽段面积容量，并拟合出人员数量与紧急出口面积容量的关系曲线和计算式；本处选择了4种车型，对应的不同人数下共有4组面积容量进行拟合；