第13章 城市地下空间防灾减灾技术PPT.pptxVIP

城市地下空间建设新技术;闫治国 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系;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;隧道及地下空间安全问题的特点：;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10 min。火源起向下风侧约260 m，向上风侧约170 m隧道衬砌管片表面被熏黑。造成约15 m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25 mm;1968年，德国汉堡莫尔费雷特（Moorfleet Tunnel）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;;;2000年，瑞士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;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1 m的铸铁水管破裂;;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;地层-结构体系热力耦合问题; 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;混凝土强度：C50 抗渗等级：P10 塌落度：50±10 cm;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;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;; 火灾高温时衬砌管片内温度场的传播分布规律; 初始荷载状态对管片火灾高温力学性能的影响; 火灾高温导致的衬砌环内力重分布; 接头位置对衬砌环火灾高温破坏模式的影响; 轨道交通9号线桂林路站—宜山路站区间隧道工程 外径：6.2 m，衬砌厚：350 mm，环宽：1.2 m 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：1.0 Mpa;13.2 地下结构防火安全技术 ; 管片混凝土高温爆裂; 管片混凝土高温爆裂; 管片混凝土高温爆裂; 管片纵向接头变形; 管片纵向接头螺栓、止水带温度变化; 管片纵向接头螺栓、止水带温度变化; 管片接头手孔、嵌缝封堵方法及性能评估; 管片接头手孔、嵌缝封堵方法及性能评估;火灾条件下盾构隧道的荷载由两部分组成：衬砌结构自身的温度应力和外层土中水汽化而产生的汽压力以及土体膨胀产生的膨胀力;（3）结构-地层耦合体系火灾试验研究（2） ;火灾条件下，由于地层中水分汽化而产生的蒸汽压力，将对地下结构产生额外的压力;火灾高温下地下周围地层土体力学行为;火灾高温下大直径装配式衬砌结构体系渐进性破坏的机理： 1）火灾高温作用过程中，温度在衬砌结构内呈现渐进性扩散增加的过程，使得衬砌结构体系的混凝土、钢筋、接头连接螺栓等力学性能也在时间上呈现出出渐进性劣化的过程，逐渐从初始值向失效状态过渡； 2）由于火灾时衬砌内温度场分布的不均匀性不仅表现为沿衬砌结构厚度上的不均匀，同时也表现为衬砌结构体系不同部位温度分布的不均匀，使得衬砌结构体系的破坏表现出空间上的渐进性演变过程； 3）火灾高温作用过程中，衬砌结构体系各位置初始受力状态不同，衬砌结构体系各位置达到破坏状态的时间也不一致。衬砌结构体系表现为从最先破坏的薄弱环节开始，随着内力重分布和转移，破坏状态逐渐蔓延，在空间上衬砌结构体系呈现出渐进性破坏的现象； 4）由于衬砌结构体系的变形的延迟，在火灾高温作用过程中，由于荷载的变化及内力重分布，衬砌结构体系的变形、内力状态都处在逐渐调整、演化的过程； 5）衬砌结构体系与周围地层之间的相互作用及渐进性调整与演化。 ;（4） 管片火灾高温力学特性计算理论与模型 ;（5） 管片接头火灾高温力学特性计算理论与模型 ;;;抗爆裂复合盾构隧道管片;空间比较封闭，自然排烟困难，火灾发生后升温速度快，易爆发成灾 ; 现有的防火疏散救援措施有：设置了监控系统、固定消防系统、疏散通道以及其他的结构防火措施，同时还制定了火灾疏散预案。 存在的不足之处和问题： ;13.3 隧道火灾动态火灾预警救援技术;13.3 隧道火灾动态火灾预警救援技术;13.3 隧道火灾动态火灾预警救援技术;大断面隧道足尺火灾试验研究;高海拔寒区特长隧道现场火灾试验研究;4. 本技术的优点;独立光纤光栅感温火灾探测系统;13.3 隧道火