单洞双向公路隧道火灾通风排烟控制研究

摘要

虽然近年来，由于经济发展，运输业需求，人民生活便利的需要，出现了大量的双洞单向公路隧道。但在我国西部地区，因为地形、经济等原因，仍然有大量的单洞双向公路隧道。单洞双向隧道内一旦发生火灾，与双洞单向隧道相比，由于其对向行车的特点，将造成更加严重的后果。而在隧道火灾中，烟气对疏散救援的影响很大。单洞双向公路隧道对向行车，以及地形的复杂性、隧道存的不同坡度，使得现在普遍使用的通风控制策略都不是很合适。
　　本文主要研究单洞双向公路隧道在不同坡度条件下的通风控制。并根据通风方向的不同分为向隧道上坡方向吹风和向隧道下坡方向吹风两种情况，拟定了20MW火源功率下的火灾场景，运用FLUENT软件建立了单洞双向公路隧道的模型进行数值模拟，对其烟气场和温度场特性进行分析研究。同时模拟依托工程不同吹风方向的临界风速。以前述研究为基础，给出合适的通风控制策略。主要内容包括：⑴开展沿隧道上坡方向供风排烟研究，得到不同坡度、风速条件下的隧道火灾烟气蔓延距离特性、温度场特性等；⑵开展沿隧道下坡方向供风排烟研究，得到不同坡度、风速条件下的隧道火灾烟气蔓延距离特性、温度场特性等；⑶开展沿某隧道上、下坡方向供风时的临界风速研究，并与经验公式计算的没有坡度的临界风速进行比较分析；⑷基于前述研究成果，提出单洞双向公路隧道通风排烟控制原则，形成单洞双向公路隧道不同自然风速、风向条件下的火灾通风排烟组织方案。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 隧道发展现状

1．1．2 隧道火灾特点

1．1．3 隧道火灾起因和危害

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 不同国家双向交通通风策略规定

1．4 研究内容

1．5 研究方法及技术路线

第2章 隧道火灾数值模型的建立

2．1 数值模拟软件理论基础

2．1．1 计算流体动力学基础

2．1．2 数值模拟软件FLUENT

2．2 火灾场景分析

2．3 数值模型的建立

第3章 单洞双向隧道火灾上坡向通风排烟特性研究

3．1 不同坡度条件下烟气场特性

3．1．1 不同坡度条件下烟气蔓延距离分析

3．1．2 不同坡度条件下烟气横断面云图分析

3．2 不同坡度条件下温度场特性

3．2．1 不同坡度条件下火源处温度分布

3．2．2 不同坡度条件下沿程温度分布

第4章 单洞双向隧道火灾下坡向通风排烟特性研究

4．1 不同坡度条件下烟气场特性

4．1．1 不同坡度条件下烟气蔓延距离分析

4．1．2 不同坡度条件下烟气烟气横断面云图分析

4．2 不同坡度条件下温度场特性

4．2．1 不同坡度条件下火源处温度分布

4．2．2 不同坡度条件下沿程温度分布

第5章 单洞双向公路隧道临界风速特性分析

5．1 临界风速基本理论

5．1．1 烟气逆流与临界风速

5．1．2 临界风速的判定依据

5．1．3 临界风速经验公式

5．2 隧道坡度对临界风速的影响

5．2．1 临界风速模拟隧道模型的建立

5．2．2 上坡向通风临界风速

5．2．3 下坡向通风临界风速

第6章 单洞双向公路隧道防灾救援体系

6．1 单洞双向公路隧道防灾救援体系

6．2 单洞双向公路隧道事故执行策略

6．3 单洞双向公路隧道通风控制策略

6．3．1 网络通风基本原理

6．3．2 Ⅰ区段发生火灾

6．3．3 Ⅱ区段发生火灾

6．3．4 Ⅲ区段发生火灾

6．3．5 Ⅳ区段发生火灾

结论与展望

主要研究结论

展望

致谢

参考文献