城市地下空間防災(zāi)減災(zāi)技術(shù).ppt

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1、城市地下空間建設(shè)新技術(shù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊中心2014年10月24-26日全國注冊土木工程師（巖土）繼續(xù)教育必修教材全國師資培訓(xùn)班閆治國同濟大學(xué)土木工程學(xué)院地下建筑與工程系第13章城市地下空間防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)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)提綱隧道及地下空間安全問題的特點：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)模化、網(wǎng)絡(luò)化、深層化的趨勢

2、13.1概述2005年上海市地鐵某標(biāo)段盾構(gòu)隧道進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)?；馂?zāi)持續(xù)了約10min?；鹪雌鹣蛳嘛L(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25mm13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)1968年，德國漢堡莫爾費雷特（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（SummitTu

3、nnel）鐵路隧道火災(zāi)中，隧道內(nèi)最高溫度達到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（EuroTunnel）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，最高溫度達到1000℃,大火持續(xù)了55h，隧道結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重損壞，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

4、圣哥達公路隧道火災(zāi)中，隧道內(nèi)溫度達到了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營特別是處于高水壓、軟弱地層等情況下的盾

5、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)混凝土強度：C50抗?jié)B等級：P10塌落度：50

6、±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13

7、.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13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)襯砌環(huán)鋼筋混凝土及鋼纖維管片襯砌管片及襯砌環(huán)火災(zāi)試驗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)高溫導(dǎo)致的襯砌環(huán)內(nèi)力重分布13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)接頭位置對襯砌環(huán)火災(zāi)高溫破壞模式的影響13.2地下結(jié)構(gòu)防火

8、安全技術(shù)軌道交通9號線桂林路站—宜山路站區(qū)間隧道工程外徑：6.2m，襯砌厚：350mm，環(huán)寬：1.2m環(huán)間連接：17根M30縱向螺栓；塊間連接：2根M30環(huán)向螺栓管片混凝土等級：C55，抗?jié)B等級：1.0Mpa（2）地鐵盾構(gòu)隧道管片足尺火災(zāi)試驗研究13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)13.2地下結(jié)構(gòu)防火安全技術(shù)管片混凝土高溫爆裂5-20min175-500?C26-51mm13.1-55.7%1