К.т.н. Трофимов В.А., инж.Гулаков П.З. – Повышение устойчивости проветривания при горении подвижного состава в тоннеле метрополитена

Исследования эффективности аварийных вентиляционных режимов при пожарах в тоннелях метрополитена [1,2,3,4], показали, что в некоторых случаях, при остановке горящего состава в тоннеле, возможно опрокидывание вентиляционной струи и поступление пожарных газов на маршруты эвакуации пассажиров.

Анализ возможностей повышения устойчивости, с учетом особенностей эвакуации пассажиров из горящего поезда, позволил предположить, что в качестве регулятора можно использовать пустой состав, остановленный в тоннеле, параллельном аварийному. Проверка эффективности такого способа повышения устойчивости была проведена в условиях Салтовской линии Харьковского метрополитена.

Рис.1 – Упрощенная схема участка тоннелей метрополитена с поездом–регулятором

Эксперименты с остановкой составов в тоннелях на перегоне “Исторический музей” – ВШ 202 и ВШ 115 – ст “Героев Труда”, проводились в ходе оперативно–тактических учений (рис.1). Одной из задач этих учений было моделирование аварийной ситуации, с включением аварийного режима работы системы тоннельной вентиляции и использованием остановленного поезда в качестве регулятора воздухораспределения. В ходе экспериментов определялись аэродинамические параметры остановленных поездов (измерялась потеря депрессии на стоящем составе и расход воздуха в тоннеле с поездом). Депрессия поезда измерялась с помощью резиновой трубки и микроманометра ММН–240, а скорость воздуха – анамометром АПР–2. По этим величинам расчитывалось аэродинамическое сопротивления стоящего поезда. В ходе двух экспериментов были определены сопротивления четырех составов (в составе пять вагонов), при трех режимах работы системы тоннельной вентиляции. Величина этих сопротивлений составила от 0,001 до 0,0016 даПа·с²/м⁶ (таблица 1).

Таблица 1. Аэродинамические сопротивления остановленных поездов

Полученные результаты использовались при компьютерном моделировании аварийных ситуаций , для всех тоннелей Салтовской линии с уклоном 30 – 40 проммиле. Результаты моделирования аварийных вентиляционных режимов в этих тоннелях показали, что остановка поезда в тоннеле повышает устойчивость проветривания параллельного тоннеля в 1,3 – 2,4 раза. Следует отметить, что полученные результаты, отражают только конкретные условия тоннелей Салтовской линии Харьковского метрополитена. Так, сопротивление остановленного поезда, в тоннеле с гладкой бетонной крепью (прямоугольное сечение) составило около 0,001 даПа·с²/м⁶, а в тоннеле закрепленном ребристыми тюбингами (круглое сечение) – 0,0016 даПа·с²/м⁶. Это означает, что полученные величины сопротивлений можно использовать только в расчетах для аналогичных условий, принимая во внимание форму и величину поперечного сечения тоннеля, тип крепи и количество вагонов в составе. Для иных условий необходимо проводить дополнительные исследования.

В ходе экспериментов, одновременно с измерением аэродинамических параметров стоящих составов, определялось направление движения воздуха и депрессия участков метрополитена между поверхностью и станцией (включая входы и эскалаторные ходки). Во всех случаях наблюдалось устойчивое движение воздуха с поверхности к станции, а величина депрессии, в отдельных случаях, достигала 6,0 даПа. Полученные результаты позволяют предположить, что составы, остановленные в тоннелях, можно использовать в качестве регуляторов и при пожарах на станциях. Это обеспечит устойчивое нисходящее движение воздуха по эскалаторным ходкам, предотвращая их задымление, и безопасную эвакуацию пассажиров со станции на поверхность.

Выводы

1. Проведенные исследования позволили определить аэродинамические параметры поезда, стоящего в тоннеле, для условий Салтовской линии Харьковского метрополитена.

2. Доказана возможность использования остановленного состава в качестве регулятора, для повышения устойчивости проветривания на маршрутах эвакуации пассажиров, при пожаре в тоннеле и на станции метрополитена.

3. Для использования, предлагаемого способа повышения устойчивости проветривания, при пожарах в метрополитенах, необходимо проведение специальных исследований и разработка, соответствующих, нормативных документов.

Литература

1. Лебедев В.И., Трофимов В.А. Особенности проветривания тоннелей Киевского метрополитена при пожарах и задымлениях// «Пожежна безпека», сб. науч. трудов, Черкассы: 1999 – с. 91–93.
2. Трофимов В.А., Потетюев С. Вентиляція тунелей Київського метрополітену при пожежах та задимленях// Пожежна безпека, Київ: 1999, – с. 28.
3. Потетюев С.Ю. Особенности определения устойчивости вентиляционного потока при пожарах в тоннелях метрополитена. Сб. науч.тр.– Спец.выпуск– Харьков: ХИПБ.2000–с. 32–35.
4. Потетюев С.Ю., Трофимов В.А. Моделирование вениляционной сети метрополитена на ПЭВМ Сборник трудов международной конференции Спасение 2000, Харьков: 2000–с.323–326.
5. Потетюев С.Ю., Трофимов В.А. и др. К вопросу моделирования чрезвычайных ситуаций в метрополитене. Коммунальное хозяйство городов. Научно–технический сборник.– Техника, Киев: 2000–Вып.22–с. 56–59.