地下空间安全问题及管理对策探讨

　第6卷　第1期

2010年2月　　地下空间与工程学报

　　ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringVol.6　　Feb.2010　

地下空间安全问题及管理对策探讨

彭　建

1,2

3

,柳　昆

1,2

,阎治国,彭芳乐

21,2

(1.同济大学地下空间研究中心,上海　200092;2.同济大学地下建筑与工程系,上海　200092)

摘　要:随着我国地下空间开发利用的快速发展,的地位。,安全问题,按灾害成因列举国内外相应的实例,灾减灾管理对策。最后,在整体层面上,。

关键词:地下空间;::A　

文章编号:1673-0836(2010)01-0001-07

DiscussiononSafetyProblemsofUndergroundSpace

andAppropriateManagingMeasures

PengJian

1,2

,LiuKun

1,2

,YanZhiguo,PengFangle

21,2

(1.ResearchCentreforUndergroundSpace,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;

2.DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

Abstract:Withthefastdevelopmentofexploitationandutilizationofundergroundspace,thesafetyproblemsbecomemoreandmoreimportant.Thispaperintroducedcommoncharactersaboutsafetyproblemsofundergroundspacefirstly,andthenanalyzedsafetyproblemsofdifferentkindsofundergroundestablishment,enumeratedseveralcorrespondingexamplesaboutthecauseofdisasters,summarizedthecharacteristicsoftheirsafetyproblems,broughtforwardsomemanagingmeasuresaboutdisastermitigation.Lastly,asawhole,thispaperbringsforwardeightmanag2ingmeasuresaimingatsafetyproblemsofundergroundspace.

Keywords:undergroundspace;safetyproblems;disastermitigation;managingmeasures

1　前言

地下空间的利用中,自不待言最为重要的是确保安全。一般来说,我们把地下空间利用过程中事故、灾害的潜在危险性称为地下空间安全问题。地下空间安全问题的种类与地上设施相近,但其特征及影响却存在很大的不同。

地下空间在安全问题方面的一般特征如下:(1)由于地下设施规划是局部性的,容易产生死角。若死角多,则发生犯罪的可能性增大,而且一旦发生犯罪却很难发现。

(2)因为避难方向朝上,出口就受到限制。这

便增大了老年人和残疾人等群体避难的难度。另外,没有窗户等特定的逃生口,这使逃生的人群只能从限定的出口进行避难。

(3)外部的灭火、救援活动很难进行。外部很难把握设施内的状况,且不能利用云梯车和直升机等工具救援。

(4)烟与热、有害气体、水等易堆积,排出较困难。地下空间一旦浸水,将会造成很大的损失。煤气泄漏很可能引起爆炸,换气不足则很可能造成使用者缺氧、中毒。

3

收稿日期:2009212226(修改稿)

作者简介:彭　建(1985-),男,硕士研究生,从事地下空间开发利用及其规划研究。E2mail:[email protected]基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAJ27B02-02)。

2地下空间与工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　第6卷

(5)易引起恐慌。地下空间中若停电或弥漫2.1.3　蔓延防止对策

烟雾,则会大大影响行人的视野,再加上空间的封

闭性,很易造成恐慌。

(6)与地上设施相比,灾害发生后就更难恢复。

对于不同的地下空间利用形态与选址条件,其安全问题的重要性是不同的。有实例表明,在流动人员较多的设施内,火灾和爆炸会造成很大的灾害。目前为止,还没有地下设施遭遇大的地震灾害的案例,其抵抗大地震的性能还有待证实。近年来,地下设施正向大规模、多功能的趋势发展,这使空间的迷路性提高。并且对于不同设施相互连通的区域,管理者也会不同,变得复杂,。

综上所述调查到设计综合研究。

应重视的安全问题及其管理对策。

划定防火区域,巧用地下空间密闭的灭火特性。2.1.4　管理对策

(1)加强防灾设施设备验收;(2)加强烟火、可燃物管理;(3)加强防灾训练、防灾指导;

(4)加强扩建或改造工程中的防灾管理;

(5)加强员工管理;

(6),考虑建立综合防

[1]

,1　[1]

isesofundergroundstreetsinJapan

1967.10.19

发生地点名古屋站前地下街某料理店

概　　要

锅中猪油着火,并在排气管内燃烧,致使烟扩散到各

1988.7.21

处。

大阪梅田地下排气管内残留的垃圾着火,街咖喱店大阪站前地下街

导致导管内冒出浓烟。烧毁了3个临时店铺,约

18m,浓烟仅在数分钟内就

2

2　地下街安全

地下街的安全问题,主要包括火灾、爆炸、犯罪、本身固有的灾害(如有毒气体的流入、酸性物质、浸水、建筑物的结构损伤等)。地下街是流动人员很多的地下设施,其防灾减灾措施以人的生命安全为主要目的,一般主要研究火灾与爆炸。2.1　火灾与对策

1989.12.27

弥漫了整个空间。

国内地下街由于利用历史较短,几乎没有火灾记录。考查国外尤其是日本的地下街利用历史,我们发现其不乏火灾事例,其中较大事故情况如表1。由火灾案例可知,着火原因多是餐饮店厨房的烟扩散。因为烟与有毒气体很难从地下空间中排出,使得使用者很难辨清方向而易造成恐慌。另外,对于较大规模的地下街,还应考虑到火源位置的确认、人员的搜索、避难引导、消防活动的困难性等。

地下街的防火安全对策,主要考虑从着火、初期扩大、蔓延、管理、避难五个方面进行研究。2.1.1　着火防止对策

(1)特定区域禁止携带点火器具,如打火机;(2)禁止携带易燃物;

(3)地下街内部装饰采用不燃化材料。2.1.2　初期扩大防止对策

(1)及早发现与通报;

(2)设置自动灭火设备;

图1　综合防火管理

Fig.1　Integratedmanagementforfire

2.1.5　避难对策

(1)明确避难者的位置与避难的线路。可提

高地下街内部照明度、引入自然光或设定标志空

间;

(2)阶梯部分应采取防排烟措施,在连续避难时,由于门处于打开的状态,故要防止烟的进入;

(3)特别针对负伤者、残疾人引入机械式避难装置;

(4)紧急避难时期扩大广播声音,引入在职人员管理系统。2.2　爆炸与对策

地下空间,因其密闭性一旦发生爆炸,在限定的通道、出入口等区域,将会集中爆炸的能量。

对于地下街爆炸的事故此处举一日本实例。

2010年第1期　　　　　　　　　　　　彭　建,等:地下空间安全问题及管理对策探讨3

1980年8月16日发生的静冈站前黄金街的煤气

爆炸事件,如图2

。

3　地下停车场安全

3.1　火灾与对策

地下停车场出现火灾的主要原因有人为纵火、吸烟的不注意、机动车电气系统的不完备、停车场内电缆破损等。由于电气系统的线路涂层、轮胎、薄片以及内部装饰等大都是由合成树脂制成的,将导致燃烧会出现大量的烟,一旦地下停车场内充满

了烟,即使起用排烟设施,长的时间,件。对于发,,

图2　[2]

Fig.2　Explosionscene,并且在能和外界充分换气,由于空气充足,燃烧很可能长时间持续。

表2列举了一些地下停车场火灾事例。

表2　地下停车场火灾事例

Table2　Firecasesinundergroundparks

,管理系统复杂,故很难把握整体状况。一次爆炸后,第二次爆炸发生又扩大了损伤程度,煤气供给停止达3小时。由爆炸引起的风暴摧毁了58栋建筑,比火灾摧毁1

[1]

栋建筑的影响程度大很多。

地下街的防爆安全对策,主要考虑以下几个方面。

2.2.1　设置煤气泄漏警报设备

发生时间发生地点概　　要

车内部发动机出现故障导致

1981.6.22

日本尼托大楼

起火,使地下一层出现火灾,且烟向整个大楼扩散,7辆车被烧损[1]。

由于电缆烧损,排烟设备在火

对特定的地下街,如总面积超过1000m的地下街、准地下街必须安装感知煤气泄漏的传感器。2.2.2　紧急时停止煤气供应

在紧急时,特别是地震时能停止煤气供应以防止其扩散,煤气输送装置

[2]

2

1990.5.14

日本御殿山大楼群

灾发生后30分钟时就不能使用,使地下三层起火,4辆车被烧损[1]。

如图3所示

。

海口宜欣

2008.11.27

广场

电焊火花引燃柴油,致地下二层停车场发生火灾,但无人员伤亡。

因为用电量过大,致使一根电

邯郸光明

2008.12.12

商贸中心

图3　煤气输送装置

Fig.3　Gastransportinginstallation

缆燃烧,且因停车场顶部有大量包有易燃橡胶皮的电缆,火势迅速蔓延,引发局部火灾,所幸无人伤亡。

停车场因电线过热致一辆小

2.2.3　整备煤气餐饮店

尽量不使用煤气。

2.2.4　引入了外界光线等

创建开放的空间以削弱地下空间密闭性这一对爆炸不利的因素的影响。2.3　其他危险性及其对策

2009.4.12

南宁百货大楼北楼

车起火燃烧,浓烟弥漫到了商场内。大火很快被扑灭,所幸没有造成人员伤亡。

2009.6.2

昆明宝善街

某地下停车场,可能是破损的电线接触到堆积的杂物导致着火。

此外,地下空间除了火灾与爆炸外,还存在停电、地震、人心恐慌、水灾等灾害,因篇幅原因,其对策在此不作研究。

　　以上为地下停车场火灾的特征,其防火安全对策,主要考虑以下几个方面:

4地下空间与工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　第6卷

(1)利用耐火材料建造地下停车场与地下街

表4　道路与铁路隧道火灾事例

Table4　Firecasesintunnels

的连通空间;

(2)开口部区域,如特别避难阶梯以及同等级别以上的防灾地段,须设计具有防烟性能的设施。

(3)对于地下停车场,除连通地下街的出入口外,须设计不少于2个直接通向地上的阶梯。

(4)定期检查停车场内电缆等设施的质量。(5)加强对地下停车场中施工作业的管理。3.2　其他危险性及其对策

地下停车场发生的火灾以外的事故如表3所示。关于地下停车场的潜在危险,与地下街类似的地方有很多。与地下街不同的是人员的流动较少。因此,与人来人往的地下街相比,能会发生犯罪事件V常监视,生。

表3　Table3　Accidentsinundergroundparksexceptforfire

发生时间发生地点概　　要

东名高速4辆大型卡车与2辆客车相继

1979.7.11日本坂隧追尾,189辆车被引燃,灭火用

道了130小时[1]。

日本名神卡车与侧壁相撞,所载涂料燃

1980.4.17尾原第一烧而引起火灾,后面的一辆卡

隧道,1人死亡[1]。12

成铁,。消防官

9天8夜才完成救援任务。

2009.7.26

兰新线乌列车在隧道内发生火灾,致使鞘岭隧道

1700多名乘客徒步逃生。

　　隧道的防火安全对策,主要考虑以下几个方面:

(1)采用不燃化材料设计列车;

(2)加强对携带危险物的车辆的通行管制及

发生时间发生地点概　　要

地下二层停车场中过激派

1990.3.14

东京港区三烧毁三辆车。烟充满至大会堂大楼

楼六层附近。1名消防员死亡[1]。

炸弹恐怖袭击,使地铁站天井落下,而发生火灾并停电

[1]

车辆行驶的交通管制;

(3)利用隧道间的横向联络通道疏散人群并加强相关设施的运作;

(4)管理上情报联络要及时。4.2　地铁火灾与对策

1993.2.26

美国纽约世贸中心大楼广州海珠区

。

地铁火灾大致可以分为车辆火灾和车站火灾,如表5、表6。

表5　地铁隧道火灾事例

Table5　Firecasesinmetrolines

2006.7.20赤岗路金丰

修建中深达10m的地下停车场毒气泄漏,致2死2伤。

花园

2009.7.22

天津小白楼暴雨淹没整个地下停车场,朗香街

带来很大财产损失。

发生时间发生地点日本近

概　　要

隧道内配电盘电缆燃烧,但旧隧道起到作为避难、救援线路的作用,死者1人,负伤者48人[1]。

从布鲁克林车站开往曼哈顿的列车脱轨,导致80余名旅客受伤[1]。

因人为纵火,死者198人,负伤者147人[4]。

因地铁车厢电路短路而发生火灾,造成19人死亡[4]。地铁列车最后一节车厢脱轨,引起火灾,导致至少120人受伤。

　　浸水一般速度较慢,人们避难的时间会很充裕。但是,对于地下停车场,车辆浸水则很可能会给使用者带来很大的财产损失。并且地下停车场中缺氧、中毒事故也很多,如换气不充分导致使用者死亡。

地下停车场中其他危险性的相关对策,主要考虑加强对地下停车场的管理。

1988.9.21铁生驹

隧道

2000.6.21

美国纽约韩国大邱市法国辛普朗美国芝加哥

4　道路与铁路隧道、地铁的安全

4.1　道路与铁路隧道火灾与对策

2003.2.182005.8.6

随着换气技术、开挖技术的进步,国内外出现了更为长大的隧道,而灾害危险发生的可能性也相应增加。道路与铁路隧道火灾事例如表4。

2006.7.11

2010年第1期　　　　　　　　　　　　彭　建,等:地下空间安全问题及管理对策探讨5

表6　地铁车站火灾事例

Table6　Firecasesatmetrostations

表7　道路与铁路隧道的其他事故事例

Table7　Accidentsintunnelsexceptforfire

发生时间发生地点伦敦国

概　　要

烟蒂投入电梯内引起火灾,并以电梯为媒介扩大,死者31人[1]。

配电所电器设备故障引发火灾,火灾直接损失20.6万元。电路故障引燃了物品,一号线停运约半小时,但无人员伤亡。

发生时间发生地点日本首都

概　　要

1987.11.18王十字

1981.7.22高羽田隧海底隧道浸水,交通中断[1]。

车站广州地

1999.7.29铁东山

口站上海黄

2009.5.16陂南路

道

因交通堵塞,一千多米的隧道

日本太子

内充满热量与尾气,16人因一

1988.8.13龙野环绕

氧化碳中毒和热辐射而死

城山隧道

亡[1]。

湘黔铁路4人死

1998.7.隧道,。

吉突然断电停驶,致使近500名乘客被困海底长达6小时。

站

　　总结事例,归纳地铁火灾原因如下:

(1)车辆的电气故障、、路短路、。

(2)、超负荷供电等产生电火花(3)采暖、照明等电气设备不符合规定使用或发生故障。

(4)人为事故,如携带危险品、吸烟、违章作业、恐怖主义等。

相应的地铁火灾对策有以下几个方面:

(1)严格按防火规范设计地下铁道,强调建筑、结构、机电专业的通力合作。

(2)制定严格的防火制度。如健全防火组织、普及消防知识、加强安全教育等。

(3)加强日常的管理和维护。

(4)合理选用建筑材料,做好装饰材料的阻燃

[4]

表8　地铁其他灾害事例

Table8　Disastersinmetroexceptforfire

发生时间发生地点美国宾夕法尼亚州

概　　要

满载的地铁脱轨并撞击到铁柱上,导致4人死亡,162人负伤[1]。

水道管破裂大量水涌入地铁车站。2号线停运半天到一天半[1]。

1990.3.7

1991.10美国纽约

1992.10.4

墨西哥墨从加油站开始,地铁就开始漏西哥城

油,6个车站被封闭[1]。某地铁车站内沙林毒气事故致12人死亡,5000多人受伤[4]。

车站人数过多,54人被踩死[4]。

地铁爆炸造成80多人死亡[4]。

1995.3.20东京

处理,尽量不用可燃材料。

(5)科学划分防火间隔与防火分区。

(6)正确选择消防设备,并按规定配备必要的消防器材和防火、灭火设备。

(7)完善地下铁道的防排烟设计,合理设置排烟设备。

(8)设置消防用水,做好通风、空调防火。(9)采取各种措施,做好人员的安全疏散。4.3　其他危险性及其对策4.3.1　道路与铁路隧道

1999.5白俄罗斯

2005.7.7英国伦敦

5　共同沟等安全

共同沟通常为无人设施,最令人担心的是收容的电线、配管发生损伤,引起大范围的供给停止,致使城市功能瘫痪。

5.1　火灾与对策

共同沟内一般禁火,但是仍然存在因漏电导致的着火危险与焊接作业时的着火危险等,如表9所示的火灾事例。电缆一旦着火将会产生大量的烟,且电力电话线受灾时,灾害将会大面积蔓延,使间接损失变大。共同沟地下洞道内易发生电缆火灾,这会产生大量的烟和有毒气体,致使空间变为高热

关于道路隧道火灾以外的主要灾害如表7所示。如交通事故、水灾以及气体中毒等。4.3.2　地铁

关于地铁火灾以外的主要灾害如表8所示。这些灾害的对策参见相应火灾对策。

6地下空间与工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　第6卷

缺氧状态,且出入口空间狭小,给消防带来极大的

困难。故预防第一,但还应重视电缆燃烧蔓延的防止措施与异常监视系统的完善。为防止火灾等蔓延,煤气导管须与其他公益物件分开放置进行埋设。

表9　共同沟・洞道管线火灾事例[1]

Table9　Firecasesinutilitytunnels

采用通俗简单的平面规划。例如从地上引入自然

光线和设置标志性空间(如地下中庭、地下广场)等。

表10　建筑物地下室的火灾事例

(火灾向上蔓延的事例)[1]

Table10　Firecasesinbasements(casesoffireexpandingup)

发生时间

1968.9.23

发生地点机美国纽约电话局

概　　要

致四个区停电。

地下电缆因短路发生火灾,燃烧达至三层,230名消防队员因烟气中毒,10万条线路中断。

发生时间发生地点

概要(火源●延烧部分烟扩散部分

耐火构造地上/地

)

美国洛杉沟内电缆起火,并引起爆炸,导

.9.日本西下柄59145m2烧损面积34676m2通过自动扶梯通风口一举延烧到上层耐火构造地上8层/地下1层

死者0名负伤者20名总面积16744m2烧损面积81m2机械室着火

耐火构造地上8层/地

日本船下2层

桥东武死者3名负伤者0名

2

1975.2.27

1984.4.4

大阪市城,灭火花了17

1974.2.17

日本爱知癌中心

1984.11.16

东京世田小时。通信电缆烧坏约200m,谷电话局

9.3万条线中断,银行等网络系

统受到破坏,产生社会性灾害。

　　国内共同沟建设还处于初级阶段,其防火对策应多向发达国家学习,如日本道路协会制定了《共同沟设计指南》,做好了各种警报设备、监视设备、灭火设备、避难诱导设施以及防火分区的设置。5.2　其他危险与对策

共同沟中的危险性还有水灾、有害气体、结构本身破坏等。对于共同沟,管理者等须考虑埋设公益物件的种类和沿线的道路状况等,有必要时还应设置防灾设备等。

1986.

6.14某百货总面积67582m烧损面

店积117m2

地下变电室高压变压器着火。

7.2　安全的垂直避难线路———楼梯、电梯、自动扶

梯

为实现垂直方向上的安全避难,应详细设计楼梯、电梯、自动扶梯。在封闭的地下空间中,逃生楼梯应能与外界充分换气。为使地下空间内部空间明确化,中央部楼梯宜设计成开放构造。在深层地下空间,逃生电梯宜结合通畅的换气大厅共同建造。

7.3　防灾分区与安全避难场所

6　其他设施安全

包括建筑物地下室、地下文化、教育、体育设施

等的安全。本文仅探讨建筑物地下室的安全,其火灾的特征表现为火灾层的上下层也会同时受延烧和烟的扩散,这可能使整个建筑物处于危险。如表10所示。

地下空间中应设计安全避难场区域,特别是对于流动人员较多的地下设施,应设计一定的人员滞留空间

[5]

7　地下空间安全问题管理对策

地下空间的防灾对策,就是针对地下空间灾害而进行的地下设施设计、防灾设备设置以及避难线路设计。针对地下空间安全问题,研究得出如下管理对策:7.1　明确的内部构成以及避难系统

地下设施易产生位置丧失感和黑暗不安感。为了克服这些对避难不利的缺点,紧急避难系统须

。到避难结束以后,因为各层还存在一

定的热和烟,这样的安全避难场所便能确保滞留者的安全。同时,避难场所须设计成耐火墙壁且通气良好

[6]

。

7.4　紧急用照明

停电时因没有能引入外界光线的窗户,紧急用照明就不可缺少。紧急用照明在停电后10秒内应开启,且宜采用萤光物质

[7]

。

2010年第1期　　　　　　　　　　　　彭　建,等:地下空间安全问题及管理对策探讨7

7.5　有效的监测、警报以及通信系统

nese))

[2]　陈强,陈桂香,尤建新.对地下空间灾害问题管理的

在任何一种设施中,避难的关键在于避难的时间。而对于地下设施,这种情况表现得更为显著。通过有效的监测、警报以及双方向通信系统,可以准确传达紧急状况下的情报与指示。7.6　有效的排烟与供气处理

探讨[J].地下空间与工程学报,2006,2(1):52-55.

(ChenBaiqiang,ChenGuixiang,YouJianxin.StudyontheDisasterManagementofUndergroundSpace[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering,2006,2(1):52-55.(inChinese))

[3]　地下空間利用研究 ー•.地下都市 ・

应设计能从火灾区域机械排烟的有效排烟系统,且能为相邻区域供给外界气体。机械排烟系统的设计原则包括:为防止烟的循环须隔断通常的供气处理系统;火灾发生区域须直接把烟排出到外部;火灾的相邻区域须100%供气,只能采用正压力。7.7　有效的灭火系统

他灭火系统用。,[8]

生区域,11平方英尺。7.8　耐火建筑与有害物质的限制

地下构造物应通过耐火材料与方法建造。在可能居住的地下设施中,尽量不要放置有害物质与助燃性物质。

若能充分地研究并实现以上对策,地下空间安全问题的防灾系统的性能将会得到很大改善,并将很有可能达到与地面空间同等程度的安全。

への挑戦[M].東京,清文社,1989.(Research

CentreforUndergroundspaceon.Thechallengetooundcity[nese)

.[J].上

1989.(inJapa2

,2008:45-49.(PengFan2

.Thehazardsofmetrofireandassociatedcounter2measures[J].nese))

[5]　奚江琳,李晓东,王海龙.全球背景下地下公共空间

Proceedingsofthecivictechnological

week’sforuminShanghai,2008:45-49.(inChi2

的反恐问题[J].地下空间与工程学报,2008,4(2):

380-382.(XiJianglin,LiXiaodong,WangHailong.UrbanUndergroundPublicSpaceagainstTerroristicAt2tackunderGlobalizationBackground[J].4(2):380-382.(inChinese))

[6]　谢金容,吴涛,陈志龙.地下空间防火避难空间设计

Chinese

JournalofUndergroundSpaceandEngineering,2008,

初探[J].地下空间与工程学报,2006,(7):1204-1207.(XieJinrong,WuTao,ChenZhilong.StudyonRefugeSpacefortheFireSafetyofUndergroundSpace[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngi2neering,2006,(7):1204-1207.(inChinese))[7]　薛华培.简论地下空间的防火与安全疏散设计[J].

8　结论

我国的地下空间利用历史还比较浅,能够引起

人们重视的灾害很少,但这并不代表将来不会发生如前所述的灾害,而一旦发生,将是致命的。特别是现代城市中的各种地下设施,由于流动人员很多,更需要我们在规划、设计、管理等多个层面上重视地下空间的安全问题,尽量做到防患于未然。期望本文提出的管理对策能对地下空间安全问题的研究作出一些参考和建议。

参考文献:

[1]　土木学会.地下空間の [M].東京,丸善

(株),1995.(Civilassociation.Undergroundspacede2sign[M].Tokyo,Maruzen(kabu),1995.(inJapa2

地下空间,2003(3):323-326.(XueHuapei.Con2

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[8]　 ・L? ー , ?C? ー

.地下空間の [M].东京,山海堂,

1995.(RaymondL.Sterling,JohnC.Carmody.Un2dergroundSpaceDesign[M].1995.(inJapanese))

Tokyo,Yamaumido,

　第6卷　第1期

2010年2月　　地下空间与工程学报

　　ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringVol.6　　Feb.2010　

地下空间安全问题及管理对策探讨

彭　建

1,2

3

,柳　昆

1,2

,阎治国,彭芳乐

21,2

(1.同济大学地下空间研究中心,上海　200092;2.同济大学地下建筑与工程系,上海　200092)

摘　要:随着我国地下空间开发利用的快速发展,的地位。,安全问题,按灾害成因列举国内外相应的实例,灾减灾管理对策。最后,在整体层面上,。

关键词:地下空间;::A　

文章编号:1673-0836(2010)01-0001-07

DiscussiononSafetyProblemsofUndergroundSpace

andAppropriateManagingMeasures

PengJian

1,2

,LiuKun

1,2

,YanZhiguo,PengFangle

21,2

(1.ResearchCentreforUndergroundSpace,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;

2.DepartmentofGeotechnicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

Abstract:Withthefastdevelopmentofexploitationandutilizationofundergroundspace,thesafetyproblemsbecomemoreandmoreimportant.Thispaperintroducedcommoncharactersaboutsafetyproblemsofundergroundspacefirstly,andthenanalyzedsafetyproblemsofdifferentkindsofundergroundestablishment,enumeratedseveralcorrespondingexamplesaboutthecauseofdisasters,summarizedthecharacteristicsoftheirsafetyproblems,broughtforwardsomemanagingmeasuresaboutdisastermitigation.Lastly,asawhole,thispaperbringsforwardeightmanag2ingmeasuresaimingatsafetyproblemsofundergroundspace.

Keywords:undergroundspace;safetyproblems;disastermitigation;managingmeasures

1　前言

地下空间的利用中,自不待言最为重要的是确保安全。一般来说,我们把地下空间利用过程中事故、灾害的潜在危险性称为地下空间安全问题。地下空间安全问题的种类与地上设施相近,但其特征及影响却存在很大的不同。

地下空间在安全问题方面的一般特征如下:(1)由于地下设施规划是局部性的,容易产生死角。若死角多,则发生犯罪的可能性增大,而且一旦发生犯罪却很难发现。

(2)因为避难方向朝上,出口就受到限制。这

便增大了老年人和残疾人等群体避难的难度。另外,没有窗户等特定的逃生口,这使逃生的人群只能从限定的出口进行避难。

(3)外部的灭火、救援活动很难进行。外部很难把握设施内的状况,且不能利用云梯车和直升机等工具救援。

(4)烟与热、有害气体、水等易堆积,排出较困难。地下空间一旦浸水,将会造成很大的损失。煤气泄漏很可能引起爆炸,换气不足则很可能造成使用者缺氧、中毒。

3

收稿日期:2009212226(修改稿)

作者简介:彭　建(1985-),男,硕士研究生,从事地下空间开发利用及其规划研究。E2mail:[email protected]基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAJ27B02-02)。

2地下空间与工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　第6卷

(5)易引起恐慌。地下空间中若停电或弥漫2.1.3　蔓延防止对策

烟雾,则会大大影响行人的视野,再加上空间的封

闭性,很易造成恐慌。

(6)与地上设施相比,灾害发生后就更难恢复。

对于不同的地下空间利用形态与选址条件,其安全问题的重要性是不同的。有实例表明,在流动人员较多的设施内,火灾和爆炸会造成很大的灾害。目前为止,还没有地下设施遭遇大的地震灾害的案例,其抵抗大地震的性能还有待证实。近年来,地下设施正向大规模、多功能的趋势发展,这使空间的迷路性提高。并且对于不同设施相互连通的区域,管理者也会不同,变得复杂,。

综上所述调查到设计综合研究。

应重视的安全问题及其管理对策。

划定防火区域,巧用地下空间密闭的灭火特性。2.1.4　管理对策

(1)加强防灾设施设备验收;(2)加强烟火、可燃物管理;(3)加强防灾训练、防灾指导;

(4)加强扩建或改造工程中的防灾管理;

(5)加强员工管理;

(6),考虑建立综合防

[1]

,1　[1]

isesofundergroundstreetsinJapan

1967.10.19

发生地点名古屋站前地下街某料理店

概　　要

锅中猪油着火,并在排气管内燃烧,致使烟扩散到各

1988.7.21

处。

大阪梅田地下排气管内残留的垃圾着火,街咖喱店大阪站前地下街

导致导管内冒出浓烟。烧毁了3个临时店铺,约

18m,浓烟仅在数分钟内就

2

2　地下街安全

地下街的安全问题,主要包括火灾、爆炸、犯罪、本身固有的灾害(如有毒气体的流入、酸性物质、浸水、建筑物的结构损伤等)。地下街是流动人员很多的地下设施,其防灾减灾措施以人的生命安全为主要目的,一般主要研究火灾与爆炸。2.1　火灾与对策

1989.12.27

弥漫了整个空间。

国内地下街由于利用历史较短,几乎没有火灾记录。考查国外尤其是日本的地下街利用历史,我们发现其不乏火灾事例,其中较大事故情况如表1。由火灾案例可知,着火原因多是餐饮店厨房的烟扩散。因为烟与有毒气体很难从地下空间中排出,使得使用者很难辨清方向而易造成恐慌。另外,对于较大规模的地下街,还应考虑到火源位置的确认、人员的搜索、避难引导、消防活动的困难性等。

地下街的防火安全对策,主要考虑从着火、初期扩大、蔓延、管理、避难五个方面进行研究。2.1.1　着火防止对策

(1)特定区域禁止携带点火器具,如打火机;(2)禁止携带易燃物;

(3)地下街内部装饰采用不燃化材料。2.1.2　初期扩大防止对策

(1)及早发现与通报;

(2)设置自动灭火设备;

图1　综合防火管理

Fig.1　Integratedmanagementforfire

2.1.5　避难对策

(1)明确避难者的位置与避难的线路。可提

高地下街内部照明度、引入自然光或设定标志空

间;

(2)阶梯部分应采取防排烟措施,在连续避难时,由于门处于打开的状态,故要防止烟的进入;

(3)特别针对负伤者、残疾人引入机械式避难装置;

(4)紧急避难时期扩大广播声音,引入在职人员管理系统。2.2　爆炸与对策

地下空间,因其密闭性一旦发生爆炸,在限定的通道、出入口等区域,将会集中爆炸的能量。

对于地下街爆炸的事故此处举一日本实例。

2010年第1期　　　　　　　　　　　　彭　建,等:地下空间安全问题及管理对策探讨3

1980年8月16日发生的静冈站前黄金街的煤气

爆炸事件,如图2

。

3　地下停车场安全

3.1　火灾与对策

地下停车场出现火灾的主要原因有人为纵火、吸烟的不注意、机动车电气系统的不完备、停车场内电缆破损等。由于电气系统的线路涂层、轮胎、薄片以及内部装饰等大都是由合成树脂制成的,将导致燃烧会出现大量的烟,一旦地下停车场内充满

了烟,即使起用排烟设施,长的时间,件。对于发,,

图2　[2]

Fig.2　Explosionscene,并且在能和外界充分换气,由于空气充足,燃烧很可能长时间持续。

表2列举了一些地下停车场火灾事例。

表2　地下停车场火灾事例

Table2　Firecasesinundergroundparks

,管理系统复杂,故很难把握整体状况。一次爆炸后,第二次爆炸发生又扩大了损伤程度,煤气供给停止达3小时。由爆炸引起的风暴摧毁了58栋建筑,比火灾摧毁1

[1]

栋建筑的影响程度大很多。

地下街的防爆安全对策,主要考虑以下几个方面。

2.2.1　设置煤气泄漏警报设备

发生时间发生地点概　　要

车内部发动机出现故障导致

1981.6.22

日本尼托大楼

起火,使地下一层出现火灾,且烟向整个大楼扩散,7辆车被烧损[1]。

由于电缆烧损,排烟设备在火

对特定的地下街,如总面积超过1000m的地下街、准地下街必须安装感知煤气泄漏的传感器。2.2.2　紧急时停止煤气供应

在紧急时,特别是地震时能停止煤气供应以防止其扩散,煤气输送装置

[2]

2

1990.5.14

日本御殿山大楼群

灾发生后30分钟时就不能使用,使地下三层起火,4辆车被烧损[1]。

如图3所示

。

海口宜欣

2008.11.27

广场

电焊火花引燃柴油,致地下二层停车场发生火灾,但无人员伤亡。

因为用电量过大,致使一根电

邯郸光明

2008.12.12

商贸中心

图3　煤气输送装置

Fig.3　Gastransportinginstallation

缆燃烧,且因停车场顶部有大量包有易燃橡胶皮的电缆,火势迅速蔓延,引发局部火灾,所幸无人伤亡。

停车场因电线过热致一辆小

2.2.3　整备煤气餐饮店

尽量不使用煤气。

2.2.4　引入了外界光线等

创建开放的空间以削弱地下空间密闭性这一对爆炸不利的因素的影响。2.3　其他危险性及其对策

2009.4.12

南宁百货大楼北楼

车起火燃烧,浓烟弥漫到了商场内。大火很快被扑灭,所幸没有造成人员伤亡。

2009.6.2

昆明宝善街

某地下停车场,可能是破损的电线接触到堆积的杂物导致着火。

此外,地下空间除了火灾与爆炸外,还存在停电、地震、人心恐慌、水灾等灾害,因篇幅原因,其对策在此不作研究。

　　以上为地下停车场火灾的特征,其防火安全对策,主要考虑以下几个方面:

4地下空间与工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　第6卷

(1)利用耐火材料建造地下停车场与地下街

表4　道路与铁路隧道火灾事例

Table4　Firecasesintunnels

的连通空间;

(2)开口部区域,如特别避难阶梯以及同等级别以上的防灾地段,须设计具有防烟性能的设施。

(3)对于地下停车场,除连通地下街的出入口外,须设计不少于2个直接通向地上的阶梯。

(4)定期检查停车场内电缆等设施的质量。(5)加强对地下停车场中施工作业的管理。3.2　其他危险性及其对策

地下停车场发生的火灾以外的事故如表3所示。关于地下停车场的潜在危险,与地下街类似的地方有很多。与地下街不同的是人员的流动较少。因此,与人来人往的地下街相比,能会发生犯罪事件V常监视,生。

表3　Table3　Accidentsinundergroundparksexceptforfire

发生时间发生地点概　　要

东名高速4辆大型卡车与2辆客车相继

1979.7.11日本坂隧追尾,189辆车被引燃,灭火用

道了130小时[1]。

日本名神卡车与侧壁相撞,所载涂料燃

1980.4.17尾原第一烧而引起火灾,后面的一辆卡

隧道,1人死亡[1]。12

成铁,。消防官

9天8夜才完成救援任务。

2009.7.26

兰新线乌列车在隧道内发生火灾,致使鞘岭隧道

1700多名乘客徒步逃生。

　　隧道的防火安全对策,主要考虑以下几个方面:

(1)采用不燃化材料设计列车;

(2)加强对携带危险物的车辆的通行管制及

发生时间发生地点概　　要

地下二层停车场中过激派

1990.3.14

东京港区三烧毁三辆车。烟充满至大会堂大楼

楼六层附近。1名消防员死亡[1]。

炸弹恐怖袭击,使地铁站天井落下,而发生火灾并停电

[1]

车辆行驶的交通管制;

(3)利用隧道间的横向联络通道疏散人群并加强相关设施的运作;

(4)管理上情报联络要及时。4.2　地铁火灾与对策

1993.2.26

美国纽约世贸中心大楼广州海珠区

。

地铁火灾大致可以分为车辆火灾和车站火灾,如表5、表6。

表5　地铁隧道火灾事例

Table5　Firecasesinmetrolines

2006.7.20赤岗路金丰

修建中深达10m的地下停车场毒气泄漏,致2死2伤。

花园

2009.7.22

天津小白楼暴雨淹没整个地下停车场,朗香街

带来很大财产损失。

发生时间发生地点日本近

概　　要

隧道内配电盘电缆燃烧,但旧隧道起到作为避难、救援线路的作用,死者1人,负伤者48人[1]。

从布鲁克林车站开往曼哈顿的列车脱轨,导致80余名旅客受伤[1]。

因人为纵火,死者198人,负伤者147人[4]。

因地铁车厢电路短路而发生火灾,造成19人死亡[4]。地铁列车最后一节车厢脱轨,引起火灾,导致至少120人受伤。

　　浸水一般速度较慢,人们避难的时间会很充裕。但是,对于地下停车场,车辆浸水则很可能会给使用者带来很大的财产损失。并且地下停车场中缺氧、中毒事故也很多,如换气不充分导致使用者死亡。

地下停车场中其他危险性的相关对策,主要考虑加强对地下停车场的管理。

1988.9.21铁生驹

隧道

2000.6.21

美国纽约韩国大邱市法国辛普朗美国芝加哥

4　道路与铁路隧道、地铁的安全

4.1　道路与铁路隧道火灾与对策

2003.2.182005.8.6

随着换气技术、开挖技术的进步,国内外出现了更为长大的隧道,而灾害危险发生的可能性也相应增加。道路与铁路隧道火灾事例如表4。

2006.7.11

2010年第1期　　　　　　　　　　　　彭　建,等:地下空间安全问题及管理对策探讨5

表6　地铁车站火灾事例

Table6　Firecasesatmetrostations

表7　道路与铁路隧道的其他事故事例

Table7　Accidentsintunnelsexceptforfire

发生时间发生地点伦敦国

概　　要

烟蒂投入电梯内引起火灾,并以电梯为媒介扩大,死者31人[1]。

配电所电器设备故障引发火灾,火灾直接损失20.6万元。电路故障引燃了物品,一号线停运约半小时,但无人员伤亡。

发生时间发生地点日本首都

概　　要

1987.11.18王十字

1981.7.22高羽田隧海底隧道浸水,交通中断[1]。

车站广州地

1999.7.29铁东山

口站上海黄

2009.5.16陂南路

道

因交通堵塞,一千多米的隧道

日本太子

内充满热量与尾气,16人因一

1988.8.13龙野环绕

氧化碳中毒和热辐射而死

城山隧道

亡[1]。

湘黔铁路4人死

1998.7.隧道,。

吉突然断电停驶,致使近500名乘客被困海底长达6小时。

站

　　总结事例,归纳地铁火灾原因如下:

(1)车辆的电气故障、、路短路、。

(2)、超负荷供电等产生电火花(3)采暖、照明等电气设备不符合规定使用或发生故障。

(4)人为事故,如携带危险品、吸烟、违章作业、恐怖主义等。

相应的地铁火灾对策有以下几个方面:

(1)严格按防火规范设计地下铁道,强调建筑、结构、机电专业的通力合作。

(2)制定严格的防火制度。如健全防火组织、普及消防知识、加强安全教育等。

(3)加强日常的管理和维护。

(4)合理选用建筑材料,做好装饰材料的阻燃

[4]

表8　地铁其他灾害事例

Table8　Disastersinmetroexceptforfire

发生时间发生地点美国宾夕法尼亚州

概　　要

满载的地铁脱轨并撞击到铁柱上,导致4人死亡,162人负伤[1]。

水道管破裂大量水涌入地铁车站。2号线停运半天到一天半[1]。

1990.3.7

1991.10美国纽约

1992.10.4

墨西哥墨从加油站开始,地铁就开始漏西哥城

油,6个车站被封闭[1]。某地铁车站内沙林毒气事故致12人死亡,5000多人受伤[4]。

车站人数过多,54人被踩死[4]。

地铁爆炸造成80多人死亡[4]。

1995.3.20东京

处理,尽量不用可燃材料。

(5)科学划分防火间隔与防火分区。

(6)正确选择消防设备,并按规定配备必要的消防器材和防火、灭火设备。

(7)完善地下铁道的防排烟设计,合理设置排烟设备。

(8)设置消防用水,做好通风、空调防火。(9)采取各种措施,做好人员的安全疏散。4.3　其他危险性及其对策4.3.1　道路与铁路隧道

1999.5白俄罗斯

2005.7.7英国伦敦

5　共同沟等安全

共同沟通常为无人设施,最令人担心的是收容的电线、配管发生损伤,引起大范围的供给停止,致使城市功能瘫痪。

5.1　火灾与对策

共同沟内一般禁火,但是仍然存在因漏电导致的着火危险与焊接作业时的着火危险等,如表9所示的火灾事例。电缆一旦着火将会产生大量的烟,且电力电话线受灾时,灾害将会大面积蔓延,使间接损失变大。共同沟地下洞道内易发生电缆火灾,这会产生大量的烟和有毒气体,致使空间变为高热

关于道路隧道火灾以外的主要灾害如表7所示。如交通事故、水灾以及气体中毒等。4.3.2　地铁

关于地铁火灾以外的主要灾害如表8所示。这些灾害的对策参见相应火灾对策。

6地下空间与工程学报　　　　　　　　　　　　　　　　　第6卷

缺氧状态,且出入口空间狭小,给消防带来极大的

困难。故预防第一,但还应重视电缆燃烧蔓延的防止措施与异常监视系统的完善。为防止火灾等蔓延,煤气导管须与其他公益物件分开放置进行埋设。

表9　共同沟・洞道管线火灾事例[1]

Table9　Firecasesinutilitytunnels

采用通俗简单的平面规划。例如从地上引入自然

光线和设置标志性空间(如地下中庭、地下广场)等。

表10　建筑物地下室的火灾事例

(火灾向上蔓延的事例)[1]

Table10　Firecasesinbasements(casesoffireexpandingup)

发生时间

1968.9.23

发生地点机美国纽约电话局

概　　要

致四个区停电。

地下电缆因短路发生火灾,燃烧达至三层,230名消防队员因烟气中毒,10万条线路中断。

发生时间发生地点

概要(火源●延烧部分烟扩散部分

耐火构造地上/地

)

美国洛杉沟内电缆起火,并引起爆炸,导

.9.日本西下柄59145m2烧损面积34676m2通过自动扶梯通风口一举延烧到上层耐火构造地上8层/地下1层

死者0名负伤者20名总面积16744m2烧损面积81m2机械室着火

耐火构造地上8层/地

日本船下2层

桥东武死者3名负伤者0名

2

1975.2.27

1984.4.4

大阪市城,灭火花了17

1974.2.17

日本爱知癌中心

1984.11.16

东京世田小时。通信电缆烧坏约200m,谷电话局

9.3万条线中断,银行等网络系

统受到破坏,产生社会性灾害。

　　国内共同沟建设还处于初级阶段,其防火对策应多向发达国家学习,如日本道路协会制定了《共同沟设计指南》,做好了各种警报设备、监视设备、灭火设备、避难诱导设施以及防火分区的设置。5.2　其他危险与对策

共同沟中的危险性还有水灾、有害气体、结构本身破坏等。对于共同沟,管理者等须考虑埋设公益物件的种类和沿线的道路状况等,有必要时还应设置防灾设备等。

1986.

6.14某百货总面积67582m烧损面

店积117m2

地下变电室高压变压器着火。

7.2　安全的垂直避难线路———楼梯、电梯、自动扶

梯

为实现垂直方向上的安全避难,应详细设计楼梯、电梯、自动扶梯。在封闭的地下空间中,逃生楼梯应能与外界充分换气。为使地下空间内部空间明确化,中央部楼梯宜设计成开放构造。在深层地下空间,逃生电梯宜结合通畅的换气大厅共同建造。

7.3　防灾分区与安全避难场所

6　其他设施安全

包括建筑物地下室、地下文化、教育、体育设施

等的安全。本文仅探讨建筑物地下室的安全,其火灾的特征表现为火灾层的上下层也会同时受延烧和烟的扩散,这可能使整个建筑物处于危险。如表10所示。

地下空间中应设计安全避难场区域,特别是对于流动人员较多的地下设施,应设计一定的人员滞留空间

[5]

7　地下空间安全问题管理对策

地下空间的防灾对策,就是针对地下空间灾害而进行的地下设施设计、防灾设备设置以及避难线路设计。针对地下空间安全问题,研究得出如下管理对策:7.1　明确的内部构成以及避难系统

地下设施易产生位置丧失感和黑暗不安感。为了克服这些对避难不利的缺点,紧急避难系统须

。到避难结束以后,因为各层还存在一

定的热和烟,这样的安全避难场所便能确保滞留者的安全。同时,避难场所须设计成耐火墙壁且通气良好

[6]

。

7.4　紧急用照明

停电时因没有能引入外界光线的窗户,紧急用照明就不可缺少。紧急用照明在停电后10秒内应开启,且宜采用萤光物质

[7]

。

2010年第1期　　　　　　　　　　　　彭　建,等:地下空间安全问题及管理对策探讨7

7.5　有效的监测、警报以及通信系统

nese))

[2]　陈强,陈桂香,尤建新.对地下空间灾害问题管理的

在任何一种设施中,避难的关键在于避难的时间。而对于地下设施,这种情况表现得更为显著。通过有效的监测、警报以及双方向通信系统,可以准确传达紧急状况下的情报与指示。7.6　有效的排烟与供气处理

探讨[J].地下空间与工程学报,2006,2(1):52-55.

(ChenBaiqiang,ChenGuixiang,YouJianxin.StudyontheDisasterManagementofUndergroundSpace[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineering,2006,2(1):52-55.(inChinese))

[3]　地下空間利用研究 ー•.地下都市 ・

应设计能从火灾区域机械排烟的有效排烟系统,且能为相邻区域供给外界气体。机械排烟系统的设计原则包括:为防止烟的循环须隔断通常的供气处理系统;火灾发生区域须直接把烟排出到外部;火灾的相邻区域须100%供气,只能采用正压力。7.7　有效的灭火系统

他灭火系统用。,[8]

生区域,11平方英尺。7.8　耐火建筑与有害物质的限制

地下构造物应通过耐火材料与方法建造。在可能居住的地下设施中,尽量不要放置有害物质与助燃性物质。

若能充分地研究并实现以上对策,地下空间安全问题的防灾系统的性能将会得到很大改善,并将很有可能达到与地面空间同等程度的安全。

への挑戦[M].東京,清文社,1989.(Research

CentreforUndergroundspaceon.Thechallengetooundcity[nese)

.[J].上

1989.(inJapa2

,2008:45-49.(PengFan2

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[5]　奚江琳,李晓东,王海龙.全球背景下地下公共空间

Proceedingsofthecivictechnological

week’sforuminShanghai,2008:45-49.(inChi2

的反恐问题[J].地下空间与工程学报,2008,4(2):

380-382.(XiJianglin,LiXiaodong,WangHailong.UrbanUndergroundPublicSpaceagainstTerroristicAt2tackunderGlobalizationBackground[J].4(2):380-382.(inChinese))

[6]　谢金容,吴涛,陈志龙.地下空间防火避难空间设计

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JournalofUndergroundSpaceandEngineering,2008,

初探[J].地下空间与工程学报,2006,(7):1204-1207.(XieJinrong,WuTao,ChenZhilong.StudyonRefugeSpacefortheFireSafetyofUndergroundSpace[J].ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngi2neering,2006,(7):1204-1207.(inChinese))[7]　薛华培.简论地下空间的防火与安全疏散设计[J].

8　结论

我国的地下空间利用历史还比较浅,能够引起

人们重视的灾害很少,但这并不代表将来不会发生如前所述的灾害,而一旦发生,将是致命的。特别是现代城市中的各种地下设施,由于流动人员很多,更需要我们在规划、设计、管理等多个层面上重视地下空间的安全问题,尽量做到防患于未然。期望本文提出的管理对策能对地下空间安全问题的研究作出一些参考和建议。

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