第章城市地下空間防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)《城市地下空間建設(shè)新技術(shù)》二

城市地下空間建設(shè)新技術(shù)2016年7月全國注冊土木工程師（巖土）繼續(xù)教育必修教材*13.1概述13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)13.3隧道火災(zāi)動態(tài)火災(zāi)預(yù)警救援技術(shù)13.4小結(jié)第13章城市地下空間防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)*隧道及地下空間安全問題的特點(diǎn)：隧道及地下空間環(huán)境較封閉，難及時有效的處置疏散救援困難，容易致群死群傷災(zāi)后修復(fù)困難安全&防災(zāi)國內(nèi)外地下空間火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害事故......地下空間開發(fā)呈現(xiàn)規(guī)?；?、網(wǎng)絡(luò)化、深層化的趨勢13.1概述*2005年上海市地鐵某標(biāo)段盾構(gòu)隧道進(jìn)行旁通道冷凍法施工前的準(zhǔn)備工作時，由于電焊工不慎，引燃水箱內(nèi)冷卻塔中的塑料散熱片，引起火災(zāi)。火災(zāi)持續(xù)了約10min。火源起向下風(fēng)側(cè)約260m，向上風(fēng)側(cè)約170m隧道襯砌管片表面被熏黑。造成約15m范圍內(nèi)混凝土管片受到輕度到中度損傷，損傷層厚度最大達(dá)25mm13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*1968年，德國漢堡莫爾費(fèi)雷特（MoorfleetTunnel）公路隧道火災(zāi)中，隧道拱部和邊墻混凝土發(fā)生了嚴(yán)重的爆裂13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*1984年，英國薩米特（SummitTunnel）鐵路隧道火災(zāi)中，隧道內(nèi)最高溫度達(dá)到1500℃，1900m范圍的隧道襯砌受到了火災(zāi)損壞，其中嚴(yán)重破壞的范圍為395m13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*1996年，英法海峽隧道火災(zāi)中，600m～700m長一段襯砌受到不同程度的損傷，其中最嚴(yán)重的50m范圍內(nèi)原本厚45cm的襯砌管片混凝土剝落深度達(dá)30～40cm13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*1999年，勃郎峰公路隧道火災(zāi)中，最高溫度達(dá)到1000℃,大火持續(xù)了55h，隧道結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重?fù)p壞，拱頂局部沙化13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*2000年，瑞士圣哥達(dá)公路隧道火災(zāi)中，隧道內(nèi)溫度達(dá)到了1000℃，出事地段隧道頂部塌陷，隧道內(nèi)部分路段被燒毀13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*2001年，美國霍華德城市隧道火災(zāi)中，隧道結(jié)構(gòu)被嚴(yán)重破壞，火災(zāi)造成橫貫隧道頂部直徑1m的鑄鐵水管破裂13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*火災(zāi)對襯砌結(jié)構(gòu)的損傷爆裂耐久性降低力學(xué)性能劣化內(nèi)力變化及承載力降低大變形13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*影響人員疏散和滅火救援工作的開展影響上部建筑以及臨近構(gòu)筑物正常使用功能的發(fā)揮降低地下結(jié)構(gòu)的安全性，威脅隧道及地下空間日后的安全運(yùn)營特別是處于高水壓、軟弱地層等情況下的盾構(gòu)隧道、沉管隧道，可能導(dǎo)致密封及防水失效結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重新組織交通需要花費(fèi)大量的人力和物力13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*地層-結(jié)構(gòu)體系熱力耦合問題熱-力耦合問題火災(zāi)高溫?zé)嶂聭?yīng)力結(jié)構(gòu)材料高溫性能劣化不連續(xù)體系超靜定體系結(jié)構(gòu)-地層相互作用13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*混凝土高溫后物理力學(xué)性能試驗(yàn)混凝土管片火災(zāi)高溫時（高溫后）力學(xué)行為

管片接頭火災(zāi)高溫時（高溫后）力學(xué)行為襯砌環(huán)火災(zāi)高溫時（高溫后）力學(xué)行為材料層次→構(gòu)件層次→結(jié)構(gòu)體系層次→結(jié)構(gòu)、地層耦合13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*混凝土強(qiáng)度：C50抗?jié)B等級：P10塌落度：50±10cm配合比/kg/m342.5水泥水中砂碎石Ⅱ級低鈣灰高效減水劑（早強(qiáng)型）NDZ-10004411606381135885.29主筋1Ф10（HRB335，熱軋帶肋鋼筋）箍筋1Ф6.5（HPB235，熱軋盤條鋼筋）鋼纖維2冷拔鋼絲型鋼纖維，直徑0.9mm，長徑比L/d=55，摻量60kg/m3（1）襯砌管片、接頭及襯砌環(huán)1：3火災(zāi)高溫試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*研究研究內(nèi)容：火災(zāi)對襯砌管片的損傷機(jī)理、襯砌管片高溫性能、襯砌管片接頭高溫性能火災(zāi)場景：溫度－時間曲線選用HC曲線混凝土管片、接頭火災(zāi)試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*研究內(nèi)容：襯砌環(huán)火災(zāi)高溫時（高溫后）的力學(xué)性能、承載能力、破壞模式、破壞機(jī)理火災(zāi)場景：溫度－時間曲線選用HC曲線混凝土襯砌環(huán)火災(zāi)試驗(yàn)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*火災(zāi)高溫時襯砌管片內(nèi)溫度場的傳播分布規(guī)律13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*初始荷載狀態(tài)對管片火災(zāi)高溫力學(xué)性能的影響13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)*火災(zāi)謀高溫末導(dǎo)致飯的襯砌扭環(huán)內(nèi)租力重寬分布13撐.2地下草結(jié)構(gòu)弦防火仇安全桐技術(shù)*接頭莖位置泰對襯砌辰環(huán)火殿災(zāi)高胞溫破雅壞模匆式的影榨響13龍.2地下孔結(jié)構(gòu)渾防火另安全說技術(shù)*軌道譜交通知9號頓線桂巴林路逃站—炊宜山療路站晴區(qū)間脫隧道病工程外徑算：6尾.2鐮m廣，襯授砌厚陪：3剪50壘m驅(qū)m，蒼環(huán)寬潔：1茄.2軟m環(huán)間枕連接盼：17根M3裳0縱向隊(duì)螺栓弟；塊脖間連譯接：2根M3聽0環(huán)向著螺栓管片擱混凝度土等倒級：C5營5，抗葉滲等晨級：1.秋0千Mp螞a（2）地拘鐵盾血構(gòu)隧包道管片睡足尺赤火災(zāi)耍試驗(yàn)研究13召.2地下墨結(jié)構(gòu)頃防火灣安全臺技術(shù)*13若.2地下潛結(jié)構(gòu)塵防火虛安全寸技術(shù)*管片騎混凝融土高溫甲爆裂5-州20電mi存n17困5-萬50境0?C26梨-5鎮(zhèn)1m孤m13攏.1描-5于5.桂7%13厭.2地下盯結(jié)構(gòu)柏防火照安全恭技術(shù)*管片覽混凝康土高溫伴爆裂13抓.2地下亂結(jié)構(gòu)謙防火撫安全朝技術(shù)*管片導(dǎo)縱向盟接頭勉變形接頭送張角乘變化13去.2地下壩結(jié)構(gòu)籮防火筆安全隸技術(shù)*管片牧縱向接頭圍螺栓悶、止緊水帶壤溫度軋變化接頭盜螺栓13魔.2地下?lián)]結(jié)構(gòu)帝防火孔安全亦技術(shù)*管片容縱向接頭快螺栓柳、止晝水帶爆溫度絨變化接頭蚊止水禍帶13改.2地下誼結(jié)構(gòu)愈防火鞠安全肢技術(shù)*火災(zāi)純高溫到下地訪下周師圍地層鄰?fù)馏w槍力學(xué)樣行為（3）結(jié)眼構(gòu)-地層顫耦合滿體系窯火災(zāi)卸試驗(yàn)痕研究（4）13木.2地下翼結(jié)構(gòu)住防火費(fèi)安全掛技術(shù)*火災(zāi)合高溫選下大兄直徑鑼裝配究式襯砌骨結(jié)構(gòu)邪體系樂漸進(jìn)訓(xùn)性破應(yīng)壞的機(jī)妻理：1）火農(nóng)災(zāi)高靠溫作落用過個程中擴(kuò)，溫奧度在鐮襯砌稠結(jié)構(gòu)撇內(nèi)呈濾現(xiàn)漸態(tài)進(jìn)性螺擴(kuò)散司增加習(xí)的過軍程，調(diào)使得逢襯砌效結(jié)構(gòu)蜜體系將的混肺凝土絲式、鋼哥筋、呆接頭凈連接落螺栓侮等力揉學(xué)性呀能也貫在時量間上盈呈現(xiàn)將出出漸進(jìn)主性劣瓦化的過洞程，酸逐漸皺從初嗓始值泉向失僻效狀靜態(tài)過薦渡；2）由揭于火攔災(zāi)時精襯砌青內(nèi)溫智度場卷分布橋的不頸均勻贊性不此僅表遣現(xiàn)為專沿襯朝砌結(jié)貌構(gòu)厚機(jī)度上役的不衣均勻趁，同扯時也堡表現(xiàn)吹為襯顏砌結(jié)秩構(gòu)體漸系不調(diào)同部艇位溫應(yīng)度分僻布的扯不均誰勻，行使得理襯砌赴結(jié)構(gòu)熄體系勵的破王壞表貸現(xiàn)出空間示上的觸漸進(jìn)匪性演刷變過程黎；3）火區(qū)災(zāi)高忍溫作陣用過狗程中弦，襯桂砌結(jié)甩構(gòu)體嬌系各陰位置章初始證受力割狀態(tài)洋不同范，襯映砌結(jié)伸構(gòu)體喊系各砍位置秤達(dá)到屢破壞猜狀態(tài)樸的時番間也架不一露致。燥襯砌仁結(jié)構(gòu)鎖體系退表現(xiàn)辮為從最固先破孤壞的咽薄弱訊環(huán)節(jié)澤開始天，隨著孫內(nèi)力硬重分尚布和山轉(zhuǎn)移鴉，破冠壞狀亦態(tài)逐勢漸蔓蓮延，柴在空前間上某襯砌渴結(jié)構(gòu)另體系扛呈現(xiàn)脆出漸當(dāng)進(jìn)性鬧破壞斗的現(xiàn)續(xù)象；4）由綿于襯爆砌結(jié)烏構(gòu)體桌系的變形疲的延翻遲，在火物災(zāi)高玩溫作炊用過胡程中渡，由個于荷確載的撞變化肢及內(nèi)挖力重爐分布爽，襯駐砌結(jié)匆構(gòu)體會系的伸變形存、內(nèi)害力狀康態(tài)都閘處在厲逐漸筍調(diào)整劇、演桶化的使過程隆；5）襯旬砌結(jié)皆構(gòu)體戰(zhàn)系與參周圍打地層殺之間佛的相互仁作用搬及漸戰(zhàn)進(jìn)性殲調(diào)整跳與演犯化。13臺.2地下克結(jié)構(gòu)礎(chǔ)防火直安全挽技術(shù)*13輝.3隧道忙火災(zāi)獨(dú)動態(tài)火災(zāi)牌預(yù)警丸救援技術(shù)2.總體脹思路結(jié)合干火災(zāi)滿探測伙器收腸集到寄的數(shù)電據(jù)實(shí)鳴時重康構(gòu)地但下空抬間內(nèi)會火災(zāi)澇情況莊下的三維員溫度懶、煙銀氣場建立火火源買溫升厲曲線它與火前災(zāi)類喇型、其火源傷熱釋彩放速堪率等號重要躲火情欲信息途間的剝關(guān)系根據(jù)丈火勢酸的實(shí)舒際發(fā)蹈展情旁況來戚選擇柱并實(shí)腎時調(diào)敞整疏鄭散方款案，恩從而握達(dá)到喪人員改疏散令的最唇合理急化火情跨信息獲取三維遵溫度煙氣綢場重塑構(gòu)數(shù)字溜化疏散倡預(yù)案*13護(hù).3隧道進(jìn)火災(zāi)障動態(tài)君火災(zāi)診預(yù)警膚救援奧技術(shù)隧道異火災(zāi)方動態(tài)修預(yù)警染疏散運(yùn)救援嫌系統(tǒng)童組成勇及功校能圖*大斷蛙面隧續(xù)道足尺聲火災(zāi)崇試驗(yàn)研究13栗.3隧道?；馂?zāi)勸動態(tài)社火災(zāi)迫預(yù)警紗救援陜技術(shù)3.試驗(yàn)招驗(yàn)證*高海飽拔寒切區(qū)特慕長隧您道現(xiàn)場剛火災(zāi)務(wù)試驗(yàn)研究13咽.3隧道釀火災(zāi)光動態(tài)扎火災(zāi)服預(yù)警沖救援笑技術(shù)3.試驗(yàn)侮驗(yàn)證*4.本技糟術(shù)的顏優(yōu)點(diǎn)13繡.3隧道昌火災(zāi)板動態(tài)否火災(zāi)鵲預(yù)警尼救援務(wù)技術(shù)能提叛供火盼災(zāi)時大量柳的關(guān)栽鍵信鞭息，包撫括火椅源點(diǎn)仰位置末，火世災(zāi)大漢小和傍類型間，溫莫度場丟，煙情氣擴(kuò)魂散范耐圍和抖移動普速度槐，從返而更箱好地爛指導(dǎo)因救援詢疏散淋工作暑。實(shí)時舍性：根鄭據(jù)火飛災(zāi)探基測器仙測得姨的信明息實(shí)匠時地為重構(gòu)尸地下癥空間開內(nèi)的慨三維資溫度堤煙氣份場，節(jié)從而擴(kuò)實(shí)時槽地調(diào)畜整所宜執(zhí)行乓的應(yīng)五急疏織散救撲援預(yù)慣案。合理感性：根挪據(jù)地皇下空籠間內(nèi)渾實(shí)際薪的火查勢發(fā)秩展情斗況來倍選擇唉相應(yīng)招的疏閣散救克援預(yù)冊案，溝從而浙能夠孤保證斗預(yù)案池實(shí)施滴的有蜻效性籍。火災(zāi)津預(yù)警藥系統(tǒng)批運(yùn)行辦狀態(tài)世實(shí)時平監(jiān)測縮慧與評俘估*獨(dú)立析光纖灣光柵壘感溫全火災(zāi)菠探測柿系統(tǒng)13代.3隧道肢火災(zāi)奴動態(tài)苦火災(zāi)懲預(yù)警協(xié)救援辜技術(shù)5.工程咱應(yīng)用*13急.3隧道捐火災(zāi)復(fù)動態(tài)膨火災(zāi)弊預(yù)警猾救援拔技術(shù)5.工程市應(yīng)用獨(dú)立揭光纖劉光柵涌火災(zāi)嶺探測捏系統(tǒng)其布置熱圖*5.工程幸應(yīng)用13播.3隧道運(yùn)火災(zāi)寸動態(tài)擋火災(zāi)直預(yù)警沿救援裹技術(shù)中控洋室*13茫.3隧道愛火災(zāi)往動態(tài)匹火災(zāi)籃預(yù)警賞救援大技術(shù)5.工程黨應(yīng)用現(xiàn)場家火災(zāi)你試驗(yàn)*13擺.4小結(jié)（1）由夏于環(huán)盡境的截封閉拴性，丑交通返隧道寫的火副災(zāi)安河全是哈一個辛非常判重要理的問蹄題（2）火飾災(zāi)高訴溫會副導(dǎo)致混凝普土爆沫裂、