地下空间规划设计城市地下空间防灾与安全ppt课件.ppt

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1、第八章城市地下空间防灾与安全,人民交通出版社,城市地下空间规划设计,本章概要,01城市地下空间的主要灾害类别,02城市地下空间防火与安全,03城市地下空间防爆与安全,04城市地下空间减震与安全,05城市地下空间防洪与安全,1.1 城市地下空间主要灾害类别,第一节 地下空间主要灾害,据统计，地下空间的灾害成因，有设计、设备、安全管理问题，也有自然灾害和人为破坏等。早在二十世纪九十年代，就有专家对地下空间可能涉及事故进行了重视程度评价。火灾及其次生灾害被誉为最危险的地下空间灾害。,第八章城市地下空间防灾与安全,地下空间危险性因素的重视程度评价,主要灾害种类和主要危险性因素关系,1.1城市地下空间主

2、要灾害类别 （1） 地下空间火灾灾害,第一节 地下空间主要灾害,火灾是地下空间中发生频率最高的灾害，几乎占了地下空间事故总数的1/3。对地下空间而言，火灾不仅会导致设施瘫痪和大量人员伤亡，还可能造成地下结构和地面建筑损毁，其修复耗费巨大，是最不容忽视的地下空间灾害。1995年10月28日，阿塞拜疆的巴库地铁因地铁机车电路故障，列车三、四节车厢交接处着火，由于司机缺乏经验，把车停在隧道里，最终造成558人死亡，267人受伤。2000年10月26日，我国北京协和医院北配楼地下停车场发生火灾，过火面积达500多平方米，导致30人被困，其中3人窒息死亡。2003年02月18日，韩国大邱市地铁中央路站，

3、因精神病患者放火引燃座椅上的塑料物质和地板革导致火灾，导致135人死亡，137人受伤，318人失踪。,第八章城市地下空间防灾与安全,1.1城市地下空间主要灾害类别 （2）地下空间爆炸灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,我国地下空间的开发利用是从早期大规模构筑以防空袭为主的人防工程开始的。随着地下空间的进一步开发与利用，地下空间正从纯防战争需要，走向平战结合需要，一些地下空间已然成为公共活动场所，如城市地下交通设施及地下商业系统等。这些地下空间一般处于大城市或特大城市的市中心地带，人流比较集中，成为了恐怖分子的主要袭击和最容易袭击目标。,1.1城市地下空间主要灾害类别

4、（2）地下空间爆炸灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,1995年07月25日，位于巴黎市中心巴黎圣母院附近的圣米歇尔地铁站内一辆满载旅客的列车驶进站台，第六节车厢突然爆炸起火，当场造成4人死亡，62人受伤，其中14人伤势严重。2004年02月06日，俄罗斯莫斯科地铁遭受自杀式恐怖袭击，一枚炸弹在地铁通道内爆炸并引发大火，造成40人死亡，134人受伤。2005年07月07日，英国伦敦6处地铁在早高峰期遭恐怖爆炸袭击，同时在地面上有双层公共汽车也发生爆炸，事发后，伦敦13条地铁线全部停运，此次爆炸共造成56人死亡，近30人失踪，700多人受伤。2011年04月11日，白俄

5、罗斯首都明斯克发生地铁爆炸事件，爆炸物被身份不明的人士放置在奥克佳布里斯卡娅地铁站内一条长凳下。爆炸发生时，正值下班高峰期，导致11人遇难，126人受伤，其中22人伤势严重。,1.1城市地下空间主要灾害类别 （3）地下空间地震灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,一般认为，地震对地下空间结构的影响很小，地下结构的震害相对于地面结构也较轻，因此人们长期以来都认为地下空间具有良好的抗震性能。然而1995 年日本阪神地震中，以地下轨道交通车站、区间隧道为代表的大型地下空间结构首次遭受严重破坏，充分暴露出地下空间结构抗震能力的弱点。我国大部分地区为地震设防区，根据地震烈度分布资

6、料，在全国300多个城市中，有一半地区位于地震基本烈度为7度或7度以上地震区，23个百万以上人口的特大城市中，有70%属于7度或7度以上地区。像北京、天津、西安等大城市都位于8度的高烈度地震区。因此在地下空间的规划设计及建设中做好防震减灾措施显得极其重要。,地震中隧道破坏,1.1城市地下空间主要灾害类别 （4）地下空间洪水灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,一个城市发生洪灾后，首先会殃及地下空间。所谓水往低处流，在洪水到来之时，地面建筑尚属安全的情况下，地下空间则会发生局部灌水，乃至波及到整个相连通的地下空间，甚至会直达多层地下空间的最深层。此外，但由于周围地下水位上

7、升，工程衬砌长期被饱和土所包围，在防水质量不高的部分同样会渗入地下水，早期修建的一些人防工程，就是因为这种原因而报废，严重时甚至会引起结构破坏，造成地面沉陷，影响到邻近地面建筑物的安全。,地下空间水灾现场,1.1城市地下空间主要灾害类别 （4）地下空间洪水灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,1992年12月，美国纽约市遭遇强大风暴袭击，导致洪水淹没地铁系统，造成地铁临时停用。1998年05月，韩国首尔遭受特大暴雨袭击，约80万m3水侵入淹没11km内的11个地铁站，造成电气设施和通信系统瘫痪。2001年09月，纳莉台风使得台北捷运系统地下街遭受水灾，由于排水设计不当使

8、雨水溢流至地下街内部，造成设备损坏，部分地下街停业近3个月，造成严重的经济损失。2006年01月，巴西里约热内卢突降暴雨，造成商场外面的地下排水管道突然大量涌水，大水冲破地下车库铁门，涌入车库，最高水位达2.2m，致5人不幸遇难。2010年5月，广州特大暴雨，造成7人死亡，38间房屋倒塌，35个地下车库不同程度被淹，1409辆车受淹或受到影响，造成重大损失。,1.2 城市地下空间的灾害的特点（1）地下空间洪水灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,地下环境的最大特点是封闭性，除有窗的半地下室，一般只能通过少量出入口与外部空间取得联系，给防灾救灾带来许多困难。首先，在封闭的

9、室内空间中，容易使人失去方向感，特别是那些大量进入地下空间但对内部布置情况不太熟悉的人，迷路时有发生。在这种情况下一旦发生灾害，心理上的惊恐程度和行动上的混乱程度要比在地面建筑中严重得多。其次，在封闭空间中保持正常的空气质量要比有窗空间困难得多，进、排风只能通过少量风口，在机械通风系统发生故障时很难依靠自然通风的补救。此外，封闭的环境使物质不容易充分燃烧，在发生火灾后可燃物的发烟量很大，对烟的控制和排除都比较复杂，对内部人员的疏散和外部人员的进入救灾都是不利的。,1.2 城市地下空间的灾害的特点（1）地下空间洪水灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,地下环境的另一个特点

10、是处于城市地面高程以下，人从室内向室外的行走方向与在地面多层建筑中正好相反，这就使得从地下空间到地面开敞空间的疏散和避难都要有一个垂直上行的过程，比下行要消耗体力，从而影响疏散速度。同时，自下而上的疏散路线，与内部烟和热气流自然流动的方向一致，因此人员的疏散必须在烟和热气流的扩散速度超过步行速度之前进行完毕，由于这一时间差很短暂，又难以控制，给人员疏散造成很大困难。这个特点使地面上的积水容易灌入，难以依靠重力自动排水，容易造成水害。,1.2 城市地下空间的灾害的特点（1）地下空间洪水灾害,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,综上所述地下空间灾害的特点体现在以下几个方面： （

11、1）封闭性，相对于地面建筑发生的灾害更难防御，也更难救灾； （2）地下使人感到脱离地面，有隔离感，易迷失方向，给灾害发生时的疏散人群造成困难； （3）位于地面以下，灾害发生时设备毁损、通信不良给救援工作造成困难； （4）火灾是地下空间的主要灾种，火灾产生的火、热、烟和有害气体的控制和排除，是灾害救助的最大难题，也是造成损失的主要因素；（5）地下与地上建筑相连、相通，当灾害发生对上部建筑将会构成很大威胁。 因此，应当从地下环境的特点出发，按照不同的使用性质和开发规模，采取严格的综合防灾措施，才能保障平时使用中的安全，做到防患于未然。,1.3 城市地下空间的灾害的相关性,第一节 地下空间主要灾害,

12、第八章城市地下空间防灾与安全,灾害的发生一般都不是孤立的，自然灾害和人为灾害、原生灾害和次生灾害、地面上部空间灾害和地下空间灾害往往会相互影响（如图所示）。如爆炸往往引起火灾、火灾引起爆炸并造成空气污染、施工事故引起火灾和爆炸、水灾破坏地下网线从而影响交通和通讯等等。它们之间都存在着一定的内在联系，往往都是相伴发生的。因此仅考虑单灾种对地下空间安全的影响，不能反映实际，是片面的、不科学的。,1.3 城市地下空间的灾害的相关性,第一节 地下空间主要灾害,第八章城市地下空间防灾与安全,通常地下空间的灾害都可能诱发次生灾害，火灾、爆炸或者水灾都有可能引起停电、通讯不良，从而增加减灾和疏散救援的难度。

13、（如图）,地下空间灾害与次生灾害,2.1 城市地下空间火灾事故分类,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,地下空间火灾事故主要分为地铁及地下民用建筑火灾和地下隧道及车库火灾两大类。,隧道内行驶车辆起火、漏油、撞车等引发火灾,电气设备故障、电路短路、违章使用火源等引发车库内汽车起火、爆炸或火灾,2.2 城市地下空间火灾的特点,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,1. 地下空间火灾的燃烧的特点地下空间是在地下通过开挖、修筑而成的建筑空间，其火灾的燃烧与地面建筑不同。（1） 燃烧状况地下空间火灾的燃烧状况是由外界的通风所决定的，由于出入口数量少，氧气

14、供给不足，地下空间燃烧为不完全燃烧。（2） 烟气流动状况地下空间内部烟气流动状况复杂，受地面风向、风速的影响而变化，尤其是对于具有两个以上出入口的地下空间，通常会自然形成排烟口与进风口。当地下空间开口较多时火灾燃烧速度也比较快。,2.2 城市地下空间火灾的特点,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,疏散困难,疏散困难,2.2 城市地下空间火灾的特点,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,扑救困难,消防人员无法直接观察地下空间中起火部位及燃烧情况。,灭火路线少，除了有数的出入口外，别无他路。,出入口又极易成为“烟筒”，消防人员在高温浓烟情况下难以接

15、近着火点。,可用于地下空间的灭火剂比较少,地下空间火灾中通讯设备相对较差，步话机等设备难以使用，通讯联络困难。,照明条件比地面差很多。,2.3 城市地下空间防火基本原则,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,地下空间防火应以预防为主，火灾救援以内部消防自救为主。,1.设置防火防烟分区及防火隔断装置为防止火灾的扩大和蔓延，使火灾控制在一定的范围内，地下建筑必须严格划分防火及防烟分区。防烟分区不大于、不跨越防火分区。地下空间必须设置烟气控制系统，设置防烟帘和蓄烟池，有助于控制延期蔓延。排烟口应设在走道、楼梯间及较大的房间内。当地下空间室内外高差大于10m时，应设置防烟楼梯间

16、，在其中安置独立的进风排烟系统。,2.3 城市地下空间防火基本原则,第一节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,2.设置火灾自动报警和自动喷水灭火系统等消防设施地下空间火灾主要依靠其自身的消防设施控制并扑灭，应全面设置火灾自动报警系统，并利用联动响应的灭火设施和排烟设备，控制火势蔓延和烟气扩散。3.保证人员安全疏散地下商业空间安全疏散允许时间不超过3min，地下空间必须设置数量足够、布置均匀的出入口。每个出入口所服务的面积大致相当，出入口宽度要与最大人流强度想适应，以保证快速通过能力。地下空间布局要尽可能简单、清晰、规则，避免过多的曲折。同时，发挥消防电梯在地下空间尤其是相对

17、深层地下空间的疏散作用。结合残疾人无障碍出入口的设置，做好消防机器人和轻型消防装备及灭火救援通道的预留。,2.3 城市地下空间防火基本原则,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,5.内部建设与装修选用阻燃材料及新型防火材料城市地下空间装修材料应选用阻燃、无毒材料，禁止在其中生产或储存易燃、易爆物品和着火后燃烧迅速而猛烈的物品，严禁使用液化石油气和闪点低于60的可燃液体。6.提高相关人员的消防素质应对主管人员和有关的工作人员进行消防安全知识和技能培训，使其具备火灾预防、扑救和逃生知识，尤其对于一些日常的火灾隐患，应能够及时发现和消除。,4.设置可靠的应急照明装置和疏散指示

18、标志可靠的应急照明装置和完整的疏散指示标志能够大大提高火灾时人员的安全逃生系数。应采用自发光和带电源相结合的疏散标志。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,我国的高规、建规、民用建筑设计通则、汽车库建筑设计规范已做出了相关规定。,1.地下空间分层功能、空间布局地下商业设施不得设置在地下三层及以下，地下文化娱乐设施不得设置在地下二层及以下，当位于地下一层时，地下文化娱乐设施的最大开发深度不得深于地面以下10m，具有明火的餐饮店铺应集中布置，重点防范。地下空间应布局尽可能简洁、规整，每条通道的折弯处不宜超过3处，弯折角度大于90度，便于连

19、接和辨认，连接通道力求直、短，避免不必要的高低错落和变化。 2.耐火等级民用建筑的耐火等级应根据建筑的火灾危险性和重要性等确定，地下、半地下建筑（室）的耐火等级不应低于一级。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,3.防火间距的规定 控制民用地下建筑防火间距的目的是为了有效控制火势蔓延，防止火势烟气从起火地下室迅速蔓延到地面其他建筑。,民用建筑防火间距的规定（m）,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,4.防火分区的划分 为了防止地下建筑发生火灾时扩大蔓延，使火灾控制在一定范围之

20、内，减小火灾所带来的损失，通常采用防火墙划分防火分区。地下空间防火分区面积的划分比地上建筑要求更加严格。对于地下商业建筑的防火分区面积以小为好，然而，由于建设投资和空间使用效率的要求，商业建筑地下空间通常采取把若干小空间划分在一个防火分区内。,地下空间防火分区允许最大建筑面积,注：地下商业建筑应设置有火灾自动报警系统和自动灭火系统。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,5.防烟分区的划分 建筑地下空间的防烟分区是在防火分区内进行划分的，每个防烟分区的建筑面积不 宜超过500m2，防烟分区不应跨越防火分区。防烟分区宜采用隔墙、顶棚下凸不

21、小于500mm的结构梁以及顶棚或吊顶下凸不小于500mm的不燃烧体等来阻止烟气的扩大和蔓延。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,6.安全出入口的要求,由于地下空间具有封闭性的特点，一旦火灾发生，出口是逃离现场的重要节点。因此，从防灾角度出发，地下空间出入口的设计应主要考虑以下几个问题：（1）出入口间距根据地下建筑中可燃物的燃烧时间，计算出人口之间距离，我国防火规范规定，地下直接通向公共走道的房间门距最近的外部出口或封闭楼梯问的最大距离为40m。每个出入口应当均匀布置，使每个出口所服务的而积大致相等。,2.4 城市地下空间防火技术措施

22、,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（2）出入口数量每个防火分区的安全出门数量应经计算确定，且不应少于2个。当平面上有2个或2个以上防火分区相邻布置时，每个防火分区可利用防火墙上1个通向相邻分区:的甲级防火门作为第二安全出口，但必须有1个直通室外的安全出口。地下空间的入口数量首先需要满足防火规范要求，满足规范要求后，还可以根据地下空间布局，在人流密集的区域多设置安全出口，保证紧急情况下人员疏散顺利进行，减少不必要的事故发生。,安全出口借用设计示意图,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（3）出入口宽度地下出

23、入口宽度主要是指门洞总宽度，应分别满足人流、物流的正常出入和人员防灾、紧急疏散两种情况。室内地坪与空外出入口地面高差不大于l0m的防火分区，其疏散宽度指标应为每100人不小于0.75m，室内地坪与室外出入口地面高差大于l0m的防火分区，其疏散宽度指标应为每10人不小于1.0m，楼梯的宽度不应小于对应的出口宽度。地下商店营业部分疏散人数，可按每层营业厅和为顾客服务用房的使用面积之和乘以人员密度指标来计算，其人员密度指标应按下列规定确定：地下第一层，人员密度指标为0.85人/m2 ，地下第二层，人员密度指标为0.80人/m2。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八

24、章城市地下空间防灾与安全,地下室、半地下室的楼梯间，在首层应采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体隔墙与其它部位隔开并应直通室外，当必须在隔墙上开门时，应采用乙级防火门。地下室、半地下室与地上层不应共用楼梯间，当必须共用楼梯间时，在首层应采用耐火极限不低于2.00h的不燃烧体隔墙和乙级防火门将地下、半地下部分与地上部分的连通部位完全隔开，并应有明显标志。,7.疏散楼梯,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,8.排烟口与排烟风道地下空间排烟口与排烟风道的设置要求：（1）排烟口数量。每个防烟分区均应设置排烟口，其数量不少于1个。（2）排烟口

25、位置。排烟口宜设置在吊顶面上或其他排烟效果好的部位，距最远点的水平距离不应超过30.0m。（3）排烟口的形状。当采用机械排烟时，宜与挡烟垂壁相互配合，设计成与地下走道垂直的，长度与走道宽度相同的排烟口。而且，应使排烟口处的吊顶面比一般吊顶面凹进去一些。（4）为防止烟气扩散，提高防烟、防火安全性，要求地下空间内的走道与房间的排烟风道分别独立设置。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,8.排烟口与排烟风道,排烟风道,排烟口,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,9.应急照明装置和疏

26、散指示标志,消防应急照明灯具和灯光疏散指示标志的备用电源的连续供电时间不应少于30min。消防应急照明灯具宜设置在墙面的上部、顶棚上或出口的顶部，在疏散走道的地面最低水平照度不应低于0.5lx，人员密集场所内的地面最低水平照度不应低于1.0lx，楼梯间内的地面最低水平照度不应低于5.0lx。安全出口和疏散门的正上方应采用“安全出口”作为指示标识；沿疏散走道设置的灯光疏散指示标志，应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1.0m以下的墙面上，且灯光疏散指示标志间距不应大于20.0m；对于袋形走道，不应大于10.0m；在走道转角区，不应大于1.0m，其指示标识应符合现行国家标准消防安全标志GB1349

27、5的有关规定。,2.4 城市地下空间防火技术措施,第二节 城市地下空间防火与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,10. 自动报警和灭火装置,（1）地下空间发生火灾，主要依靠自动消防设施进行自救，目前地下空间普遍装置有消火栓。建筑面积大于500m2的地下建筑应设自动喷水灭火系统。（2）地下空间一般应设自动灭火系统，自动灭火系统主要有两大类：自动水灭火和自动气体灭火。具体火灾自动报警系统的设计，应符合现行国家标准火灾自动报警系统设计规范的有关规定。,3.1 城市地下空间火爆炸事故分类,第三节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,3.1 城市地下空间火爆炸事故分类,第三节 城市地下

28、空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,3.可燃性气体爆炸,3.2 城市地下空间爆炸的破坏效应,第三节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（1）对建筑物的破坏建筑结构常为钢筋混凝土结构，在承受近距离爆炸荷载时，除了产生整体破坏外，还可能产生局部破坏，即震塌与破裂。（2）对人员的伤害爆炸冲击波对人员伤害极大，能引起血管破裂，致使皮下或内脏出血、内脏器官破裂， 尤其是肝脾等器官破裂或肺脏撕裂等。高能炸药爆炸冲击波对人员的杀伤作用取决于多种因素，其中主要包括装药尺寸、冲击波持续时间、人员相对于爆炸点的方位、人体防御措施及个人对爆炸冲击波荷载的敏感程度等。,3.3 城市地下空

29、间防爆技术措施,第三节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,针对不同等级的地下空间内爆炸事故，可给出相应的应对措施，措施主要分类三类，即：风险监测预警措施、风险阻断措施和风险缓解措施。具体地下空间防爆技术措施包括：,1.工程技术措施,（1） 安装照明系统 （2） 安装适用的通风系统 （3） 安装闭路电视系统（4） 加强安全意识培训 （5）加强巡逻 （6）对危险材料进行限制 （7）加强人员检查 （8）安装侵入监测系统 （9）制定应急预案 （10）进行全面的紧急响应训练 （11）加强进口防卫 （12）检查人员/车辆（13）使用查弹犬 （14）进行证件校对 （15）移动或固定的爆炸

30、装置探测（16）建立后背通风系统 （17）采取结构加强措施,3.3 城市地下空间防爆技术措施,第三节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,2.应急响应措施,（1）及时准确确定事故应急状态。,（2）快速启动应急组织。,（3）进行事故分析，积极采取各种防护措施降低事故损失。,（5）恰当调动、协调各种应急支援力量。,（6）做好联络、交通运输等后勤保障工作。,（4）做好伤员的救治工作以及事故信息的发布工作。,3.3 城市地下空间防爆技术措施,第三节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,事故的调查是通过一定的现场勘查、人员访问等方式获取相关事故信息的过程。事故评估是指

31、根据收集来的相关事故信息对事故进行分析判断。事故调查与评估的目的主要是寻找事故源头、理顺导致事故发生的各种因素之间的关系、评定损失。,3.事故调查与评估,（1）事故调查现场勘察，查看事故现场状况，拍摄摄录有关的痕迹和物件，收集和妥善处理与事故有关的物证。收集资料，包括向有关人员调查事故经过和原因，并做好询问记录；有关规章制度及执行情况；事故分析，整理和阅读调查资料，分析伤害方式，确定事故的直接原因和间接原因。根据事故后果和事故责任者应负的责任提出处理意见。事故的教训和防范措施建议。,3.3 城市地下空间防爆技术措施,第三节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（2）损失评估,

32、人员伤亡：人员伤亡主要是指地下空间内管理人员、服务人员、使用人员的伤亡情况。工程自身损失：工程自身损失是指在地下空间范围内对地下空间结构、设备等自身要素造成的损失。周边环境损失：周边环境损失指相对于工程自身来说的，更趋向于工程自身之外的周边建筑物或其他基础设施的破坏及人员的伤亡，也包括对地面交通的影响。社会损失：社会损失指事故对社会造成的不良影响和危害，这些影响包括：对企业声誉的影响，政治影响，对政治稳定、社会治安的影响，对社会生活秩序、社会关系的影响，对社会舆论的影响，对社会公众精神与心理的影响等。,4.1 城市地下空间震害特点,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,

33、1.隧道的震害特征（1）衬砌开裂衬砌开裂是最常发生的现象。主要包括衬砌的纵向裂损、横向裂损、斜向裂损、斜向裂损进一步发展所致的环向裂损、底板隆起以及沿孔口如电缆槽、避车洞或避人洞发生的裂损。（2）衬砌剪切破坏对于衬砌剪切破坏，软土地区的盾构隧道主要表现为裂缝、错台，山岭隧道主要表现为衬砌受剪后的断裂、混凝土剥落、钢筋裸露拉脱。,衬砌开裂,衬砌剪切破坏,4.1 城市地下空间震害特点,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（3）边坡破坏造成隧道坍塌这种震害特征多发生于山岭隧道。地震中临近边坡的隧道可能会由于边坡失稳破坏而坍塌。（4）洞门裂损洞门裂损主要发生在端墙式和柱墙式洞

34、门结构中。（5）渗漏水大部分地下结构震害都伴随渗漏水的发生。沙土地区盾构隧道多表现为地下水的渗流，隧道内涌入泥沙等现象。（6）边墙变形和底拱损坏对于地下结构的破坏，当侧压比小于1时，破坏主要发生在边墙；当侧压比大于1时，破坏主要发生在拱部、底部；当侧压比等于1时，洞周都发生破坏，高跨比很小时，情况例外。,4.1 城市地下空间震害特点,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,地下结构中的框架结构震害中，混凝土中柱破坏现象最为突出，虽然各车站震害程度不同，但具体到某个车站，混凝土中柱损坏程度比其他构件更为严重。因此，对于箱形地下轨道交通车站结构，混凝土中柱结构是薄弱环节。,2

35、.地下框架结构的震害特点,（1） 弯曲破坏造成中柱弯曲破坏的一个主要原因是其弯曲延性不足，延性不足意味着混凝土中柱在反复循环载荷作用下，经过几个周期变形后，强度明显下降，塑性铰区域内的混凝土压应力大于其无侧限抗压能力，造成混凝土保护层剥落，进而对搭接的箍筋失去约束作用，无法控制核心混凝土的横向变形，导致压碎区向核心区域扩展，纵向钢筋屈曲，强度迅速降低，最后中柱因无法承载而破坏。,地震造成的弯曲,4.1 城市地下空间震害特点,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（2） 剪切破坏中柱剪切破坏受多种复杂因素影响，混凝土的剪力传递、沿弯曲-剪切斜裂缝处骨料的咬合程度、箍筋水平

36、连接产生的桁架机制等都会影响混凝土中柱截面的抗剪强度。（3） 弯剪联合破坏在强烈地震作用下，由于中柱纵向钢筋过早被切断，抗弯强度降低，在离中柱固定端一定位置处形成塑性铰区域。,2.地下框架结构的震害特点,4.2 城市地下空间减震控制技术,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,地下结构的抗减震措施主要包括三类：一类是通过地基加固等手段降低周围地基变形的大小；第二类是通过调整结构参数降低结构的刚度，增强其变形能力；第三类是设置减震装置，在隧道中设置特殊构造拉降低地震时的结构内力。,2.地下框架结构的震害特点,1.地基加固通过地基处理方法提高隧道结构周围地基的强度和模量，能起

37、到减小地基变形从而降低传递到结构上作用力的效果。注浆加固是加固隧道周围围岩的一种有效方法。通过对围岩进行注浆，使围岩刚度相对于衬砌刚度发生变化，从而使衬砌在地震中的响应减小，这是减震的主要途径之一。,4.2 城市地下空间减震控制技术,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（1）采用刚性结构采用刚性结构即大大增加衬砌结构的刚度，做成“刚性结构”。由于衬砌结构的变形受围岩变形控制，而围岩主要是受剪变形作用，其变形规律是：上部大，下部小。因此，当采用刚性结构时，必然使衬砌结构承受更大荷载。同时为了增加地下结构的刚性，必然要增加材料用量，工程费用也随之加大。可见，采用刚性结构并

38、不经济，且破坏危险性较大。（2）采用柔性结构采用柔性结构即大大减少地下结构的刚度，做成“柔性结构”。这样做能有效减少衬砌结构的加速度响应，减少地震荷载，但同时位移会加大，在静载或地震荷载作用下可能显得刚度不足，影响隧道正常使用。,2.调整衬砌结构刚度,4.2 城市地下空间减震控制技术,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（3）采用延性结构采用延性结构即适当控制衬砌结构的刚度，使结构某些构件在地震时进入非弹性状态，并且具有较大的延性以耗散地震能量，减轻地震响应，使地下结构“裂而不倒”。这种方法再很多情况下是很有效的，但也存在诸多局限，比如接头进入非弹性状态，将使衬砌结构

39、变形加大，使内部附属设施严重损坏；另外，若遭遇超过设计烈度的地震时，接头构件发生非弹性变形甚至损坏，震后修复非常困难。,2.调整衬砌结构刚度,4.2 城市地下空间减震控制技术,第四节 城市地下空间减震与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,这属于隔震技术点击诶范畴。隔震技术是近年来发展起来的一种新技术，并且在地面结构抗震工程中取得了显著效果。减震模式的基本构思是：在衬砌的外周边和围岩之间设减震装置，使原有衬砌-围岩系统变成衬砌-减震层-围岩系统，其目的是通过减震层将衬砌与周围介质隔开，从而减小和改变地震对结构的作用强度和方式，以便达到减小结构振动的目的。常用减震装置主要包括：减震器、板式减震层、

40、压注式减震层等。,3.设置减震装置,4.3 城市地下空间消能减震体系,第四节 城市地下空间防爆与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,传统抗震结构，为终止结构地震反应，必导致主体结构及承重构件的损坏、严重破坏或倒塌。消能减震体系中，消能构件或消能装置率先发挥消能作用，大量消耗输入结构的地震能量，从而保护主体结构及承重构件，并迅速衰减结构的地震反应。与传统抗震结构体系相比，消能减震结构体系具有下述优越性：,5.1 城市地下空间洪灾事故分类,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（1）因雨量太大且集中，城市的排水系统不畅或者雨量超过排水设计能力，造成路面积水，地下空间的地面挡

41、水板、沙袋无法抵御高水位，致使雨水漫进地下空间。（2）地下空间的排水系统故障，如架空电缆被台风刮断、遭雷击、电气设备被水淹造成跳闸等各种原因的停电，导致排水能力丧失，从而造成地下空间积水受淹。（3）未能及时落实各类孔口、采光窗、竖井、通风孔等的各项防汛措施，暴雨打进和漫进地下空间，造成地下空间积水受淹。（4）地下空间外面的积水从排出管倒灌而止回阀失效，造成地下空间积水。（5）城市市政改造导致路面标高抬高，路面积水从地下空间采光窗、出入口等裸露部位漫进地下空间。,5.1 城市地下空间洪灾事故分类,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（6）城市大口径自来水管爆裂，大量自来

42、水涌入，造成地下空间水灾。（7）由于地下空间的水泵、管道、阀门、浮球和水位开关等机械故障、管理不善，造成地下空间内部漏水，形成水灾。（8）大型地下空间的沉降缝止水带老化破裂，造成地下水涌入成灾。（9）地下水位的抬高，也会加剧简易地下室的渗漏。（10）由于地下空间的积水和潮湿，使得电气线路的绝缘性能降低，甚至线路浸泡在水中，会导致触电事故，形成二次灾害。,5.2 城市地下空间洪灾的特点,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（1）地下空间洪涝灾害成灾风险大。地下空间具有一定埋置深度，通常处在城市建筑层面的最低部位，对于地面低于洪水位的城市地区，由洪涝灾害引起的地下空间成灾

43、的风险高。如沿海城市多位于流域入海口三角洲地区。（2）灾害发生具有不确定性、难预见性和弱规律性。相对于城市地面建筑空间，地下空间为隐蔽空间，建设和管理的不确定性和受灾风险都高于地面空间。（3）灾害损失大、灾后恢复时间长。,5.3 城市地下空间防洪工程措施,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,地下空间是一个相对封闭的环境，因此地下空间防洪应急设备的布置要与地下空间的防洪特点相对应，应急抢险设备包括防淹门、挡水闸板、潜水泵及水管、电源拖线盘、发电机组、沙袋、挡水板、五金工具、照明器材、雨衣、雨靴、对讲机等。,防淹门目前防淹门有落闸式和平开式两种，其中落闸式又叫升降式。地铁

44、隧道防淹门的操作方式主要以自动控制为主，手动控制为辅。,5.3 城市地下空间防洪工程措施,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,连通口挡水闸板,安全性,目前挡水闸板可采用沙袋、充水橡胶袋、木板、金属闸板等材料组成。 国内使用较为广泛的挡水闸板为铝合金组合闸板，特别是在上海地下 轨道交通车站各出入口作为行业规定使用。这种闸板的特点是安装速度快、耐高压、轻巧易搬、储存方便、防水密闭性高，挡水高度1m以内，可在510min内快速组装完成，单片闸门板高度为1530cm，只需在出入口侧墙部位预先安装闸槽。对于出入口距离超宽时可辅以三角撑架加固，形成组合式挡水闸板。,5.4 集水井

45、和排水泵,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,安全性,集水池有效容积一般按室外排水设计规范和设计手册中规定，不应小于最大一台泵5min的出水量计算，或每小时启动次数不超过6次，这是基于人工操作所需启动时间和避免潜水泵的频繁启动而要求的。集水井的有效水深一般为10001500mm，以保证水泵底有一定的淹没深度，池的高度一般为300500mm，池底距离水泵底保持一定的距离，一般不宜小于300mm。,（1）集水井,5.4 集水井和排水泵,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,集水池内应设水位装置、检修孔口等，并应在集水池入口设拦污格栅等设备。格栅的作

46、用时清除雨水中较大的杂质和漂浮物，以防杂质和漂浮物吸入水泵，损坏泵体，从而延长水泵的使用寿命，有利于水泵的日常维护。集水井中雨水流态会对泵的运行产生影响，由于水泵与雨水收集系统的集水井相连，暴雨时流速较快的雨水径流进入集水井会形成回流、湍流，从而恶化水泵的进水条件，导致水泵效率下降，因此应采取导流等措施改进雨水流态以助于泵站的正常运行，可设置导流板和挡水板等。,（1）集水井,5.4 集水井和排水泵,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（1）集水井,5.4 集水井和排水泵,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,水泵作为地下空间排水的核心直接对排水的运行效率产生影响。一般要求易安装、易维护、运行安全可靠、结构简单、故障率低。地下空间雨水排放水泵宜采用潜水泵，其设计流量在自动控制时应按设计秒流量确定，人工控制时应按最大小时流量确定，水泵数量应不少于2台，以保证有1台备用泵。潜水泵的安装，有悬吊式、斜拉式、自由移动式、轨道式自动耦合安装等形式。目前，小型雨水泵站中潜水泵多采用轨道式自动耦合安装，安装、检修时不需进入集水池，便于维护管理。,（2）排水泵,5.4 集水井和排水泵,第五节 城市地下空间防洪与安全,第八章城市地下空间防灾与安全,（2）排水泵,城市地下（地铁）排水,潜水泵,