张长锐

(河北工业大学，天津 300401)

0 前 言

京沈客运专线是我国正在营建的连接北京至沈阳的重要铁路干线，其未来将承载环渤海经济区与东北工业基地之间主要的客流集散功能，同时将成为连结华北、华东、中南与东北经济区的交通纽带。全线纵贯三省、市，线路从首都北京起始，向东北方延伸依次经由河北省的承德市、辽宁省的朝阳市、锦州市和阜新市，最终到达其省会沈阳市。京沈客运专线是我国“四纵四横”铁路网络中的重要部分，即将成为连接山海关内外的重要交通动脉。

1 工程概况

京沈客运专线设计拥有目前亚洲最大型的动车检修基地——新建北京至沈阳铁路客运专线星火动车所检查库(见图1)。

图1 检查库平面图

本项目总建筑面积达50 697 m2，可同时为10线20列动车提供检查修理的服务。星火动车所检查库由三部分组成，除了主跨动车检查库外，两侧边跨还设置了具备辅助功能的后勤空间，其中主跨检查库建筑面积为39 644 m2，两个边跨建筑面积为11 053 m2，建筑主体高度为14.6 m。检查库的主跨，采用了排架结构，钢筋混凝土矩形立柱承载的拱形钢屋架实现了大跨度的空间设计，其边跨的结构采用钢筋混凝土框架体系，增强了结构的稳定性与检修的功能性融合。顺轨道方向，主跨长468.0 m，可同时满足2列8节编组的动车进库检修作业。垂直轨道方向，主体空间分为三跨：33.0 m+33.0 m+18.0 m，两侧边跨分别为9.0 m跨度，可同时停泊10组动车。

检查库主跨为单层空间，轨道标高为±0.000 m。主体建筑檐口标高为10.9 m，屋面天窗最高点标高为14.6 m。两边跨的屋面结构标高分别为8.5 m和6.75 m。“10线”检查库主跨分为三跨，跨内的相邻轨道间距为8.5、7.0 m两种，轨道与建筑的结构柱的净间距为5.5 m和5.0 m两种。

2 建筑细部设计

2.1 屋顶的构造做法

检查库主体屋顶采用轻钢屋架，其上铺设0.65 mm厚压型钢衬板，采用不小于0.25 mm的聚烯烃涂层纺粘聚乙烯膜充当隔汽层，保温层则选用100 mm厚的玻璃丝绵保温板，防水透汽层选用0.49 mm厚纺粘聚乙烯和聚丙烯膜，屋面面层使用0.8 mm厚YX70-468型氟碳喷涂镀铝锌钢板。

2.2 检修沟的构造做法

动车的检修沟设计采用独立“Y”型钢筋混凝土基础承载，其基础底部厚度为1m，双排加筋现浇成型。侧翼为“L”型300 mm厚钢筋混凝土现浇槽沟护墙。基础之上架设700 mm高的轨道桥墩，脚踏板安装在桥墩腰部，方便人员检修，桥墩顶部铺设铁轨。

3 检查库消防策略研究

在设计过程中，根据《铁路工程设计防火规范》(TB 10063-2007)(2012版)的标准，检查库建筑火灾危险性设定为丙类厂房，其耐火等级为二级。检查库内安装了固定消防炮灭火系统，根据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)最大防火分区应控制在16 000 m2范围以内，厂房内安全疏散长度为80.0 m。在主跨范围内当动车组停放检修作业时，人员在垂直轨道方向上由于辅助用房的存在导致疏散困难，而延轨道方向疏散距离又过长，如何调和平面设计与上述国家规范之间的冲突，成为本项目在消防安全策略研究层面的重要课题。那么，为了判定此项设计是否成立，我们需要对项目进行先期防火规范不满足的附加论证。

3.1 消防设计方案的引入

该项目在分析防火问题时引入“消防设计方案”的目的在于保障以下几个层面顺利得以实施：①预防火灾发生；②及时发现火情；③可灵敏触发的报警系统；④人员有序地疏散；⑤控制与消灭火情。所以，“消防设计方案”可以在检查库无法满足《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)要求的特殊情况下，将问题化解成若干技术性的模块预案，即在保证人员安全撤离的同时尽量控制火情，将损失降低到最小限度并保证结构安全。

3.2 人员疏散安全判定依据

建筑的防火性能研究最终目标是保证人员的安全疏散，使得整个建筑系统(涵盖消防系统)在火灾发生时为所有人员提供足够的逃离时间，使其不受火灾的侵害。我们将人员疏散所需时间用参数量级——Tescape表示，将火势发展超出人体耐受极限的时间用参数量级——Trisk表示，那么这两个量级之间的变化关系会引出第三个参数量级，即安全裕度——Ts，这是在防火设计中为人员疏散预设的安全余量。由此，我们可以得出一个火灾发生后保证人员安全疏散的参数公式：

Tescape+Ts

式中，Tescape的时间维度可以细化为三个阶段：感知火灾、疏散行动准备、疏散行动到达安全区域。在火灾发生后，Ts代表了排除火情不确定性所需要的安全保证系数。如图2所示。在火灾场景假设分析中，我们将典型的火灾发生地点定位在如图3所示的A至F点位上，这六个虚拟起火点涵盖了整个检修空间中最为不利的疏散点位。如果假设火灾仅仅从A至F点中的一个点开始发生(多点同时起火的可能性被认为可以忽略)，经计算人员疏散的最长时间(Tescape)需要476 s，而假设在自动灭火装置失效的前提下，以上各区域火灾危险来临的最短时长(Trisk)经测算为1 200 s，大大超出了人员疏散所需的最长时间。根据上述分析，在检修库大空间中任意一点的火灾安全疏散具备充裕的安全裕度(Ts)。

图2 火灾发展与人员疏散的参数分析图

图3 典型火灾起火点示意图

3.3 防火分区的设置

鉴于以上的分析，对于检查库的总体消防区域分隔我们确定了以下几点标准。

1)主库空间和两侧边跨中没有疏散条件的空间统一划归一个扩大的防火分区。

2)在首层边跨中具备独立疏散入口的空间将成为独立的防火分区，但与主库空间应以不低于3.0h的防火墙加以分隔，其所开设的洞口应设置甲级防火门、窗。

3)在扩大防火分区中，凡危险性较大的辅助车间与配件仓储空间，都采用耐火等级不低于2.0h的防火隔墙和甲级防火门、窗与主库空间进行分隔。

4)二层的边跨办公空间按照现行规范设置防火分区，并在主检查库和其之间设置耐火等级不低于3.0h的防火墙或甲级防火门、窗实施分隔。

4 结 语

本文通过对新建京沈客运专线星火动车所检查库设计的介绍，从工程角度分析了“十线”动车检查库超大空间的设计特点和消防设计的策略。从铁路建设的专业视角对检查库的空间功能配置和防火策略的研究过程做了较为详实的介绍，对多线动车检修空间的设计提出了可借鉴的模式探索，希望在已经来临的高铁时代有效促进国家基础设施建设的工程效率。

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