巴朗山高海拔单洞对向交通公路隧道火灾疏散救援研究

发布时间：2019-11-30 05:05

【摘要】：随着西部的快速崛起,特别在川藏公路和川藏铁路建设中,高海拔特长隧道越来越多,其中,雀儿山公路隧道海拔高度已达到4300米,风火山铁路隧道拔高度已达到4905米。而高海拔下发生灾难时,人们的逃生能力明显降低。目前,国内外公路隧道设计规范只满足3000米以下海拔高度隧道的防灾救援需要,对于3000米以上海拔高度隧道的防灾救援技术研究很少,没有可以利用的成熟成果。本文以巴朗山高海拔公路隧道为研究对象,以不同海拔高度人体运动耐力衰减规律为基础,以高海拔隧道火灾烟气扩散特征为依据,对隧道火灾工况下运营安全技术进行研究,研究的主要工作、结论如下： (1)结合国内外研究者对高海拔低压、低氧环境火灾特性研究成果,利用CFD软件建立了适用于高海拔条件下的火灾模型,并对火灾的热释放率、烟气浓度、烟气扩散速度、温度发展及烟气流动形态等特性进行了研究。 (2)通过理论分析、数据整理及现场实验等方法,对不同海拔高度下的人员运功耐力进行了研究。研究表明,最大摄氧量与海拔高度之间存在一定关系,可以作为衡量人体运动耐力的指标；并得到了逃生速度公式中的海拔修正系数与年龄修正系数。 (3)从烟气层高度、辐射热、对流热、毒性和能见度5个方面分析,确定了疏散可用时间的判定标准；结合对火灾报警时间、人员响应时间及疏散速度的研究成果,分析得到不同类别人员在无烟状态与有烟状态下的疏散速度。 (4)采用数值模拟手段,对背景工程进行火灾疏散模拟。研究表明：在疏散阶段,中等规模下的火灾均可通过0.5m/s对吹风流的通风方案,将高温烟气控制在一定范围内：30MW火灾规模下,建议将人行横通道间距变为150m。 (5)在灭火阶段,对火灾临界风速与海拔高度之间关系进行了研究。研究表明：不同火灾规模与海拔影响系数之间没有明显关系；建立了考虑海拔因素影响下的临界风速计算公式。通过研究得出,高海拔环境对火灾燃烧特性与人体机能均有明显影响,给高海拔隧道设计、安全运营及规范制定等带来挑战,救援体系的建立还需进一步研究。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U458

【引证文献】