单洞双向公路隧道火灾人员疏散救援研究

为了研究单洞双向公路隧道在发生火灾时隧道内部人员的逃生问题,首先结合PHOENICS计算软件建立了某特长单洞双向隧道的计算模型,其次参考实际情况选取了5 MW、20 MW及30 MW下的共计27种火灾计算工况,通过计算得出了火灾的烟雾场、温度场、CO、能见度以及控制风速的情况。进一步结合以上研究成果,并借助于Pathfinder人员疏散软件,以Crane修正模型及FED死亡模型为基础,同时以“高温CO”叠加伤害为原则,进一步从上述27种工况中选取10种典型计算工况对人员的疏散逃生情况进行了分析研究。研究得出:对于火灾规模为20 MW时,在交通堵塞的情况下人员能够在613.5 s内安全疏散,且无人员死亡;当火灾规模为30 MW时,在交通堵塞的情况下,主隧道纵向通风风速为1.0 m/s和2.0 m/s时,人员不能安全疏散,主隧道纵向通风风速为3 m/s时,人员能安全疏散,但疏散速度最慢的人员安全性难以保证,故建议30 MW火灾下主隧道的纵向通风风速应大于3 m/s。     

基于风险分析的长大隧道火灾安全疏散

火灾是近年来发生在长大隧道内令人倍受关注的灾害问题,对火灾发生情形下的人员疏散及救援等问题进行研究,显得非常必要.目前长大隧道内的逃生方式大致有以下几种情形,联络通道式、横通道式、车道板式和竖井逃生洞口等.本研究进行基于风险理论指导下的火灾疏散技术研究,将火灾发生情形下的风险制定为四级,分别为:可忽略的,稍加关注的,严重的与灾难性的.并进行基于2级火灾风险等级反向设计隧道逃生结构,运用CFD技术对发生于隧道内的火灾风险事故进行模拟,对长大隧道联络通道式结构间距进行优化设计,得到结论:在通风速度为3.0m/s情形下,联络通道间距设计为100m以下时,能满足火灾时的安全疏散,并指出这样的疏散方式所构成的风险等级,虽然是可被社会接受的,但仍然在建设期需予以考虑.     

长大双洞公路隧道火灾模式下横通道风流研究

在具有横通道连接的双洞公路隧道中 ,当有一条线路发生火灾时 ,救灾过程中需要打开横通道把人群和车辆疏散到另一条线路 ,此时两条隧道内的通风网络发生了改变。借助火灾模型试验 ,研究了火灾时双洞隧道内不同风速组合 ,横通道风速的变化 ,并将研究成果应用于秦岭终南山特长公路隧道防灾工程     

长大双洞公路隧道火灾模式下横通道风流研究

在具有横通道连接的双洞公路隧道中，当有一条线路发生火灾时，救灾过程中需要打开横通道把人群和车辆疏散到另一条线路，此时两条隧道内的通风网络发生了改变。借助火灾模型试验，研究了火灾时双洞隧道内不同风速组合，横通道风速的变化，并将研究成果应用于秦岭终南山特长公路隧道防灾工程。     

高海拔单洞+服务隧道横通道间距设置研究

以火灾工况下人员安全疏散作为控制标准,同时考虑高海拔对烟雾扩散以及人员逃生速度、心理等因素的影响,建立随机停车最不利工况下火灾计算模型以及人员逃生计算模型,分别计算人员逃生可用安全疏散时间及必需安全疏散时间,研究海拔超过3 500 m单洞+服务隧道满足乘车人员全部安全逃生的最佳横通道间距。计算结果表明:在高海拔地区隧道内列车发生火灾且随机停车模式下,将计算所得人员逃生可用时间与人员逃生必需时间进行对比,为保证人员疏散安全,此类铁路隧道横通道间距应250 m设置一道。计算结果可为类似高海拔隧道横通道间距设计提供参考。     

高海拔隧道防烟策略及疏散通道间距探讨

为了确定高海拔环境下特长公路隧道的服务隧道防烟通风策略及人员疏散通道最佳间距,采用FDS和Pathfinder建立了主隧道+服务隧道的通风排烟及人员疏散仿真模拟平台,分析50 MW火灾规模下隧道内烟气运动规律及人员疏散过程,基于克拉尼公式和FED准则综合判定ASET(可用安全疏散时间)。针对低氧气环境下人员运动效率低下的这一背景情况,对人员疏散速度进行折减,进一步确定RSET(必须安全疏散时间)。结果表明:服务隧道内纵向风速1.6 m/s可保证服务隧道内1 200 s时间范围内无烟,考虑高海拔地区火灾增长系数的折减,人员可用安全疏散时间呈现为“W”形,下游200 m处可用安全疏散时间最少,结合人员必须安全疏散时间分析,人行通道间距宜设置为200 m。     

高海拔双向行车公路隧道火灾控烟风速研究

雀儿山隧道为高海拔双向行车公路隧道,发生火灾后需要兼顾火灾点两侧人员的疏散,烟气控制较单向行车隧道复杂。采用FDS软件对雀儿山隧道进行火灾三维数值模拟,研究了高海拔双向行车公路隧道火灾时的烟气流动规律和能见度分布规律。研究结果表明:高海拔隧道火灾烟气流动比低海拔隧道速度快;纵坡隧道发生火灾时,若不采取任何控烟措施,烟流在火风压效应的作用下会从高洞口排出,而烟流沿下坡方向的蔓延距离仅在10 m左右,火灾烟气沿火灾点两侧蔓延极不对称;当隧道高洞口控制风速过大或横通道内控制风速过小时,易出现烟气蔓延对称性不佳或烟气窜入横通道,故二者应合理取值;当隧道高洞口施加0.5 m/s的风速、横通道施加1.0 m/s的风速时,烟气在火灾点两侧基本呈对称蔓延,且火灾两侧的能见度也基本对称;建议类似于依托工程的单洞双向行车公路隧道火灾疏散救援阶段,隧道高洞口风速控制在0.5 m/s左右、横通道内风速控制在1.0 m/s左右,以利于人员逃生。     

公路隧道火灾逃生距离及逃生风险分析

公路隧道火灾工况下的人员疏散逃生涉及多方面复杂因素,而影响到逃生设计方案的可靠性。基于国内外相关隧道疏散模拟试验的统计分析结果,依据风险管理规范相关规定,采用Monte Carlo随机数值试验方法对疏散逃生设计进行模拟分析,并对火灾工况下人员逃生风险等级与逃生距离的关系进行分析。通过分析得出,火灾工况下人员逃生的风险可接受的逃生距离区间为(0,380]m,风险勉强可接受的逃生距离区间为(380,445]m,这一结果虽与国内外公路隧道规范中逃生通道间距的取值范围基本一致,但由于其与特定人员荷载、逃生方式等密切相关,因此,在公路隧道逃生通道间距的设计上应充分考虑这些因素的影响,而不是简单地采用某一固定不变的上限或下限值。     

海底特长隧道利用横通道控烟技术研究

摘 要：为了解决特长海底隧道发生火灾时的排烟问题,提出利用服务通道和联络横通道辅助送风的通风方案。利用火灾动力学模拟软件（FDS）,建立隧道火灾通风模型,通过研究通风排烟时服务隧道内补风量与横通道开启数量对火灾烟气的控制效果,确定通风系统的技术参数。结果表明：火灾发生时,事故隧道内纵向通风风速2 m/s,同时开启火源上游3 个横通道,并在服务隧道两端各施加1.3 m/s 纵向通风风速,既可将烟气控制在火源一侧,同时不影响人员安全疏散,其控烟效果与通风网络解算结果一致。采用横通道辅助送风的通风方案,控制特长海底隧道内火灾烟气蔓延是具有理论可行性的。     

长大型公路隧道结构防火及消防安全探讨

介绍了近年来国内外典型公路隧道火灾案例,阐明了隧道火灾的特点及危害。分析了火灾条件下公路隧道的结构损伤情况,提出相应的防火保护措施。介绍了隧道火灾中烟气的蔓延规律,由此引出目前国内外普遍采用的两种隧道火灾排烟模式并进行对比分析,对不同火灾功率条件下的临界风速和诱导风速进行合理取值。初步探讨了人员逃生中疏散救援通道的设置方式,包括疏散通道的构成方式及人(车)行横通道的合理间距。     

考虑人员逃生公路隧道火灾控制风速研究

公路隧道火灾人员逃生与控制风速关系密切。本研究基于PHOENICS软件,建立了矩形、圆形及马蹄形断面下二、三及四车道9种计算模型,选取了大客车(20 MW)及无载重货车(30 MW)2种火源释放率, 选取了2.0 m/s、2.5 m/s、3.0 m/s、3.5 m/s及4.0 m/s的入口风速共计40种主要常见火灾工况,考虑了纵向通风对人体极限温度承受值的影响,采用了杨涛修正的动态火源释放率曲线及周勇狄修正的克拉尼公式,选用了适当的人员逃生条件,给出了每种工况8个特征时刻的10个特征点的温度值及曲线图,给出了燃烧5 min、12 min、30 min后火源处的纵横断面温度云图及中轴面烟气云图,给出了对应于火源燃烧位置上下游8个特征位置下人员逃生的忍受时间与逃离时间。研究得出:在基于人员逃生条件下矩形断面隧道在火源释放率为20 MW时二车道控制风速为3.0 m/s,三、四车道均为2.5 m/s;30 MW时二、三、四车道控制风速均为3.5 m/s,圆形与马蹄形断面隧道在火源释放率为20 MW时二、三、四车道控制风速均为3.5 m/s,30 MW时二车道控制风速均为4.0 m/s,三、四车道均为3.5 m/s。在火灾发生1 min后,人员以1 m/s从火源上下游进行疏散均可安全逃生。     

上海市域高速铁路隧道火灾疏散研究

上海市域高速铁路为城际列车和地铁列车共线运行的运营模式,通过数值模拟得到不同通风方式、火源位置、疏散口间距下的人员可用安全疏散时间和必需安全疏散时间,分析人员疏散安全性,为安全疏散设施设置方案提供决策依据。结果表明：地铁列车火灾比城际列车火灾更危险;火灾发生时列车火源位置应尽量停靠在两疏散口之间,且隧道内进行通风排烟;疏散口间距设置为300 m满足城际列车和地铁列车人员安全疏散要求。     

基于FDS的公路隧道火灾可逆射流风机通风疏散研究

随着我国公路隧道从高速建设期转变为建设与管理并重期,可逆射流风机在隧道通风系统中得到广泛应用。为探究可逆射流风机在隧道火灾下通风运行方式对人员疏散的影响,依托广东山隧道,采用5,20 MW两种火源功率,研究不同射流风机运行方式下隧道中部区域烟气、温度、CO体积分数及能见度的变化特性。结果表明,自然风和射流风机的出口气流均会破坏烟气-空气分层结构。在隧道内部1 m/s纵向自然风的影响下,面对不同功率火源,射流风机运行模式与人员疏散方向应随之改变。     

深圳前海地下道路人员逃生疏散研究

深圳市前海地下道路,具有地下立交、多点进出、变截面、长度特长等突出的结构特点,其火灾特性、疏散救援组织等更为复杂,因此需对地下道路逃生疏散结构设计的合理性进行研究。首先对地下道路疏散通道逃生出口通行能力、大型车辆人员疏散时间关键参数进行了现场实验研究,其次采用CFD软件模拟地下道路火灾烟气发展规律并确定可用安全疏散时间ASET,最后采用STEPS软件模拟地下道路人员疏散逃生所需安全疏散时间RSET。结果显示地下道路发生火灾时,人员基本8 min内可以疏散到无火灾隧道,但为保证人员均能在危险到来前安全疏散,应及时开启通风系统,以保证温度、CO浓度及可见度均在忍耐范围内。     

高海拔隧道紧急救援站人员疏散特征及规律研究

为得到高海拔环境下特长铁路隧道内紧急救援站人员疏散的特征及规律,综合考虑高海拔环境、恐慌心理、火灾因素、人员年龄性别组成以及列车结构等因素,采用Pathfinder人员疏散仿真模拟技术,对人员疏散速度随海拔高度的变化规律及修正关系进行研究,分析了不同海拔高度紧急救援站内各结构参数耦合变化下的人员疏散时间等关键参数的变化规律。研究表明:(1)随着海拔高度提升,人员疏散速度逐渐降低,海拔高度由1 km上升至5 km时,疏散速度海拔平均修正系数α₁由1下降至0.616;(2)随着心理压力值增加,人员疏散速度不同程度加快,疏散速度恐慌修正系数α₂为1.346;(3)海拔高度3 km以上时,人员疏散速度折减明显,海拔高度为3 km、4 km和5 km对应的人员疏散速度与平原地区相比分别降低了约12%、23%和38%;(4)海拔高度越高、紧急救援站横通道宽度越小、间距越大,则出口处聚集现象越严重,人员疏散率降低;(5)海拔高度3 km时,紧急救援站疏散横通道的间距不宜大于60 m,海拔高度4 km和5 km时,其间距不宜大于50 m,横通道宽度均不宜小于3.5 m。     

公路隧道滞留人员密度和疏散时间预测研究

为研究公路隧道突发火灾事故下滞留人员的密度与疏散时间,结合火灾应急响应时间与处置要求,引入交通波传播理论,考虑交通流状态、人员组成、车辆组成等因素,提出滞留人员密度计算方法,并以人员密度、大巴车疏散时间等为参数,构建人员疏散时间预测模型,分析不同交通流条件下的疏散时间,通过实例计算与数值仿真,验证了模型的有效性。结果表明：基于交通波理论提出的滞留人员密度计算方法,能准确地计算出隧道突发火灾事故后的人员密度分布,符合真实场景中的非均匀分布特征;采用人员疏散时间预测模型,能快速预测公路隧道人员疏散所需时间,预测结果与仿真结果基本一致。     

单向长隧道极端条件下火灾安全疏散研究

为研究严重交通堵塞及逆向自然风对隧道火灾时烟控效果的影响,并为逃生楼梯的参数设计提供依据,针对通风井排出式纵向排烟区段,考虑火灾点正对隧道中部一处楼梯的最不利情况,利用仿真软件建立了二车道长隧道计算模型,并对模型的准确性进行了验证。结果表明:严重交通堵塞单独作用或与逆向风共同作用导致隧道排烟阻力增大,相比于一般隧道状况,应开启区段所有风机,且二者共同作用下的可用时间最少、安全性最低;通过疏散分析,得到火灾下游第1个楼梯为最不利逃生出口,同一楼梯间距下的平均通过率基本持平,各疏散场景下的整体平均通过率与楼梯宽度间呈较好的单指数函数关系,最佳楼梯纵向间距随楼梯宽度的增加线性增大。