咪的公路隧道火灾数值模拟及安全应急疏散研究

发布时间：2020-08-14 15:57

【摘要】：公路隧道建设的高速发展,使得交通量迅速增加。大量长大型公路隧道的不断出现,使得公路隧道的灾害,尤其是公路隧道火灾,成为了影响公路隧道安全使用的重大隐患。分析曾经发生过的公路隧道火灾资料可以发现,每5000万辆·公里就会发生一次公路隧道火灾事故。本文依托在建咪的螺旋公路隧道工程,通过理论分析、数值模拟等方法,对在20MW火灾规模下,咪的螺旋隧道的温度、烟流控制以及人员疏散进行系统研究分析,本文的主要研究成果如下:(1)统计公路隧道运营期重大火灾事故数据,分析引起隧道火灾事故的原因。(2)分析公路隧道火灾通风理论以及目前隧道工程中常用的通风方式,结合咪的螺旋隧道的具体工程参数,建立咪的螺旋隧道三维数值模拟模型,确定数值模拟边界条件,对咪的上行、下行螺旋隧道火灾模式下进行数值模拟分析。(3)对咪的上行隧道和下行隧道分别进行数值模拟研究。按照隧道工程设计规范中对隧道临界风速的设计要求,分别对上行隧道、下行隧道进行六种工况条件下的数值模拟研究。通过分析不同工况情况下上行、下行隧道的烟气扩散情况,分别确定咪的上行隧道和下行隧道的临界风速大小,分别为3.6m/s、4.8m/s。(4)在临界风速的条件下,分别研究咪的上行隧道和下行隧道发生火灾时,温度以及烟气浓度在隧道纵向方向上的分布规律,并根据人体对温度以及烟气浓度的最大忍耐值,确定咪的上行隧道和下行隧道在发生火灾是的可用安全疏散时间ASET为900s,为后续的人员应急疏散研究提供数据支持。(5)在20MW火灾规模下,通过采用理论分析的方法,分析确定咪为的螺旋隧道发生火灾后,进行人员应急疏散时的必需疏散时间RSET,为645s,结合可用安全疏散时间ASET,讨论咪的螺旋隧道施工设计方案中的人行、车行横通道设计是否合理。(6)提出在正常运营情况下以及发生拥堵现象情况下,咪的螺旋隧道突发火灾时的人员疏散方式,并提出咪的螺旋隧道突发火灾时的救援实施建议。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U458.1
【图文】：

风险事故,运营安全,公路隧道,场景

8 2008京珠高速公路大宝山隧道追尾起火引发爆炸 2 人死亡2 辆车被烧毁，隧道结构受到严重伤害9 2008宝成铁路 109 隧道地震 2 人受伤隧道受损10 2009 秦岭-终南山货物起火无隧道封闭 1 小时11 2010 无锡惠山隧道客车自燃24 人死亡，19 人受伤客车烧毁12 2014山西晋城晋济高速追尾，导致车辆起火31 人死亡、9 人失踪42 台车辆及煤炭等货物被引燃引爆，隧道严重损坏13 2015广州广河高速凤凰山隧道6 辆轿车相撞后其中 2 辆轿车起火无 2 车起火烧毁14 2015河南郑尧高速始祖山隧道轿车自燃无 2 车起火烧毁

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2 咪的隧道工程概况及隧道火灾通风理论分析2 咪的隧道工程概况及隧道火灾通风理论分析2.1 咪的隧道工程概况咪的村特长隧道位于建水县至元阳段高速公路于苟街互通和与龙岔互通之间，隧道为双线分离式隧道，左线（Z3K35+076～Z3K38+906）长 3830m，右线（K35+110～K39+080）长 3970m，,该隧道为螺旋隧道，进出口高差约 80m，隧道纵坡为-2.08%、-2.05%（单向坡）隧道进口轴线方向 147°，最大埋深 366m，属深埋特长隧道。从初勘地质资料来看，隧道区以花岗岩为主，隧道进口右侧约 50m为乡村公路，经 5-7#施工便道可至洞口，总体进口交通较便利，出口位于乡村公路里侧，交通便利。图 2.1 为咪的螺旋隧道卫星图。

示意图,坐标,示意图,人员疏散

图 3.3 坐标示意图Fig.3.3 The numerical simulation coordinates FDS5.0 的 EVAC 软件中，在进行人员疏散时为标准，并且为了能够将本文的模拟结果应温度、CO 浓度分布规律时，均选择离地面隧道发生火灾时，温度、CO 浓度的纵向分布下游 20m、80m、150m、230m 处进行采点情况如图 3.4 所示。

【参考文献】