特长水下铁路隧道火灾蔓延规律的模型试验研究

摘要

随着水下隧道建设的发展和施工技术进步,特别是近年随着过江水下隧道的优点日益凸显,水下长、特长隧道也越来越多。但是,在我国高速铁路特长水下隧道的火灾蔓延的试验研究和理论分析等方面基本上是空白,水下隧道防灾关键技术研究迫在眉睫。本文以狮子洋水下特长隧道为工程背景,利用Froude模拟理论建立长度为52.5m的缩尺寸隧道模型进行火灾试验,开展特长水下铁路隧道火灾蔓延规律的模型试验研究,研究成果如下:
　　 (1)在火源功率为63KW、不同隧道坡度下,开展一系列火灾现场试验,测量了模型隧道火灾烟气的温度场、速度场和烟气浓度场,得出了无通风排烟和纵向通风排烟下隧道拱项处温度、速度场和2m高处能见度纵向分布规律等。
　　 (2)在火源功率为63KW、不同隧道坡度和不同纵向通风风速下,开展隧道拱顶附近最高温度试验,并将试验数据与Kurioka理论预测模型进行对比分析并修正,得出修正后的隧道拱项最高温度理论预测模型。
　　 (3)通过理论分析、结合经验公式,建立了烟气回流长度理论模型和临界风速理论模型,将理论模型预测的结果与模型试验数据及前人建立的理论模型预测结果进行对比分析,结果表明,三者之间结果比较接近,本文所建理论模型能够满足工程预测的需要。
　　 本文通过缩尺寸隧道模型现场试验,对特长客运专线水下盾构隧道的综合防灾设计及制定相应的防灾救援预案,具有极其重要理论价值和实际指导意义。