离岸特长沉管隧道火灾排烟试验研究

发布时间：2019-08-01 07:36

【摘要】：火灾是海底特长沉管隧道内最大的风险,火灾产生的烟雾是人员死亡的主要原因,不加控制或者控制不当将导致严重的后果。对海底特长沉管隧道侧向集中排烟系统烟雾的控制,成为了运营防灾减灾的核心问题,本论文研究解决海底沉管隧道运营火灾排烟的关键问题。通过国内外调研、理论分析、数值计算和物理试验等多种手段,本论文重点研究4项关键技术:单组排烟口合理排烟量的分析;排烟口开启组数试验分析;排烟阀开启角度分析;不同纵坡模式下火灾烟控方案的研究,提出了沉管隧道在火灾工况下侧向集中排烟系统烟控策略。为港珠澳沉管隧道的侧向集中排烟系统烟控策略提供技术支持,并为编制《离岸特长沉管隧道工程防灾减灾技术》提供依据,社会经济效益显著。主要开展工作如下:1)单组排烟口合理排烟量的研究。对沉管隧道火灾烟气进行有效控制,必须进行排烟,确定单组排烟口合理的排烟量直接关系到烟控效果。通过排烟量的理论计算分析、单组排烟口排烟量数值计算以及增大排烟量对烟气控制效果的影响分析,最后得到沉管隧道火灾时合理的排烟量。2)排烟阀开启角度试验研究。在隧道内发生火灾时,从监控中心启动轴流风机开始排烟,在开启排烟口组数确定的条件下,为了不致隧道内烟气紊乱,保护隧道烟气处于分层状态,使人员车辆尽快逃生,需保证排烟时排烟口烟气流速均匀。由于排烟阀的开启角度与排烟口有效过风面积一一对应,因此,在试验过程中,主要通过物理试验和数值仿真试验,来研究各组排烟口的最优开启角度,以确定最佳的排烟阀设置方案。3)排烟口开启组数试验研究。集中排烟系统中,烟控的关键在于制定合理的通风排烟控制方案,排烟控制主要在于排烟口开启的组数与角度。主要通过数值仿真试验,研究双向轴流风机开启时排烟效果分析,以及单侧轴流风机开启时排烟效果分析,最后提出火灾工况下排烟口的合理开启组数方案。4)侧向集中排烟模式下火灾烟控策略研究。采用FDS火灾动态仿真软件,建立1:1足尺沉管隧道火灾仿真模型。探讨当火灾发生在沉管隧道内不同坡度,应采用哪种排烟组织方式(双向均衡排烟、下游端单向排烟、上游端单向排烟),采取怎样的排烟口开启方案(上游开启1组+下游开启4组、上游开启2组+下游开启3组),以及配合多大的纵向诱导风速。以期为更好地开展隧道火灾烟气控制以及人员安全疏散提供支持。
【图文】：

第一章 绪 论第一章 绪 论近年来，随着高速公路和其他等级公路的快速发展，其中公路隧道的数量整体呈现高速增长，隧道单洞的长度越来越长，隧道建设在迅猛发展的同时，它的确为我们的交通出行带来极大的便利，但是由于交通流量的逐年增长、车辆行驶速度的加快、货运车辆超载现象的日益严重、危险品运输逐年增多及其恐怖主义的发展日趋严重，，使得隧道交通事故呈现逐年上升趋势，随之而来的火灾发生的频率也不断增加，重大、特大火灾事故时有发生。隧道火灾时由于其突发性，火势发展迅速，火灾燃烧时产生大量有毒有害的气体和热量，并形成火风压，风流受火灾动力作用，容易引起其状态紊乱，甚至造成整个通风系统风流状态的混乱，由此造成的损失尤为惨重。隧道内发生火灾案例如下图所示。

本论文以港珠澳大桥海底沉管隧道工程（港珠澳大桥海底沉管隧道示意图如图1-2 所示）为依托，通过理论分析、足尺物理试验、数值仿真试验，对沉管隧道侧向集中通风排烟进行了系统的研究。其研究成果为港珠澳大桥海底沉管隧道侧向集中排烟策略的制定提供参考依据。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U456

【参考文献】

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本文编号：2521623