城市地下空间防灾减灾技术.ppt

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1、城市地下空间建设新技术住房和城乡建设部执业资格注册中心2014年10月24-26日全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材全国师资培训班闫治国同济大学土木工程学院地下建筑与工程系第13章城市地下空间防灾减灾技术13.1概述13.2地下结构防火安全技术13.3隧道火灾动态火灾预警救援技术13.4小结提纲隧道及地下空间安全问题的特点：隧道及地下空间环境较封闭，难及时有效的处置疏散救援困难，容易致群死群伤灾后修复困难安全&防灾国内外地下空间火灾、爆炸等灾害事故......地下空间开发呈现规模化、网络化、深层化的趋势

2、13.1概述2005年上海市地铁某标段盾构隧道进行旁通道冷冻法施工前的准备工作时，由于电焊工不慎，引燃水箱内冷却塔中的塑料散热片，引起火灾。火灾持续了约10min。火源起向下风侧约260m，向上风侧约170m隧道衬砌管片表面被熏黑。造成约15m范围内混凝土管片受到轻度到中度损伤，损伤层厚度最大达25mm13.2地下结构防火安全技术1968年，德国汉堡莫尔费雷特（MoorfleetTunnel）公路隧道火灾中，隧道拱部和边墙混凝土发生了严重的爆裂13.2地下结构防火安全技术1984年，英国萨米特（SummitTu

3、nnel）铁路隧道火灾中，隧道内最高温度达到1500℃，1900m范围的隧道衬砌受到了火灾损坏，其中严重破坏的范围为395m13.2地下结构防火安全技术1996年，英法海峡隧道（EuroTunnel）火灾中，600m～700m长一段衬砌受到不同程度的损伤，其中最严重的50m范围内原本厚45cm的衬砌管片混凝土剥落深度达30～40cm13.2地下结构防火安全技术1999年，勃郎峰公路隧道火灾中，最高温度达到1000℃,大火持续了55h，隧道结构受到严重损坏，拱顶局部沙化13.2地下结构防火安全技术2000年，瑞士

4、圣哥达公路隧道火灾中，隧道内温度达到了1000℃，出事地段隧道顶部塌陷，隧道内部分路段被烧毁13.2地下结构防火安全技术2001年，美国霍华德城市隧道火灾中，隧道结构被严重破坏，火灾造成横贯隧道顶部直径1m的铸铁水管破裂13.2地下结构防火安全技术火灾对衬砌结构的损伤爆裂耐久性降低力学性能劣化内力变化及承载力降低大变形13.2地下结构防火安全技术影响人员疏散和灭火救援工作的开展影响上部建筑以及临近构筑物正常使用功能的发挥降低地下结构的安全性，威胁隧道及地下空间日后的安全运营特别是处于高水压、软弱地层等情况下的盾

5、构隧道、沉管隧道，可能导致密封及防水失效结构的修复和重新组织交通需要花费大量的人力和物力13.2地下结构防火安全技术地层-结构体系热力耦合问题热-力耦合问题火灾高温热致应力结构材料高温性能劣化不连续体系超静定体系结构-地层相互作用13.2地下结构防火安全技术混凝土高温后物理力学性能试验混凝土管片火灾高温时（高温后）力学行为管片接头火灾高温时（高温后）力学行为衬砌环火灾高温时（高温后）力学行为材料层次→构件层次→结构体系层次→结构、地层耦合13.2地下结构防火安全技术混凝土强度：C50抗渗等级：P10塌落度：50

6、±10cm配合比/kg/m342.5水泥水中砂碎石Ⅱ级低钙灰高效减水剂（早强型）NDZ-10004411606381135885.29主筋1Ф10（HRB335，热轧带肋钢筋）箍筋1Ф6.5（HPB235，热轧盘条钢筋）钢纤维2冷拔钢丝型钢纤维，直径0.9mm，长径比L/d=55，掺量60kg/m3（1）衬砌管片、接头及衬砌环1：3火灾高温试验13.2地下结构防火安全技术研究研究内容：火灾对衬砌管片的损伤机理、衬砌管片高温性能、衬砌管片接头高温性能火灾场景：温度－时间曲线选用HC曲线混凝土管片、接头火灾试验13

7、.2地下结构防火安全技术研究内容：衬砌环火灾高温时（高温后）的力学性能、承载能力、破坏模式、破坏机理火灾场景：温度－时间曲线选用HC曲线混凝土衬砌环火灾试验13.2地下结构防火安全技术衬砌环钢筋混凝土及钢纤维管片衬砌管片及衬砌环火灾试验13.2地下结构防火安全技术火灾高温时衬砌管片内温度场的传播分布规律13.2地下结构防火安全技术初始荷载状态对管片火灾高温力学性能的影响13.2地下结构防火安全技术火灾高温导致的衬砌环内力重分布13.2地下结构防火安全技术接头位置对衬砌环火灾高温破坏模式的影响13.2地下结构防火

8、安全技术轨道交通9号线桂林路站—宜山路站区间隧道工程外径：6.2m，衬砌厚：350mm，环宽：1.2m环间连接：17根M30纵向螺栓；块间连接：2根M30环向螺栓管片混凝土等级：C55，抗渗等级：1.0Mpa（2）地铁盾构隧道管片足尺火灾试验研究13.2地下结构防火安全技术13.2地下结构防火安全技术管片混凝土高温爆裂5-20min175-500˚C26-51mm13.1-55.7%1