公路隧道超长距离纵向排烟试验研究

为研究5 km以上公路隧道超长距离全射流纵向排烟可行性与有效性,依托全长6 015 m的羊鹿山隧道,在不利于排烟的左线隧道（单向下坡）内开展20 MW现场火灾全射流纵向排烟试验。试验期间自然风速为1.0~1.6 m/s,与通风排烟方向相反,表现为排烟阻力。研究表明：左洞内开启6组射流风机时,洞内沿程风速约为3.5 m/s,开启12~15组风机时,下坡隧道内沿程风速约为5.5~7.0 m/s;20 MW油盘火试验从点火开始到烟气全部排出洞外的时间约为30 min。根据现场火灾排烟试验,对于羊鹿山隧道,在保证人员安全的情况下,采用全射流纵向排烟是可行的。     

城市交通联系隧道组合排烟模式烟气控制研究

通过对各城市公路隧道进行调研并根据规范要求,选定城市交通联系隧道尺寸,并以此为原型建立1∶3的缩尺试验台,通过对烟气温度变化及烟气蔓延状况进行分析,研究城市交通联系隧道发生火灾时采用组合排烟模式的烟气控制效果。结果表明:城市交通联系隧道岔路口上游发生火灾时,采用纵向排烟和单点排烟协同作用的控制模式下,能够把烟气有效控制在主隧道上,保证其余支路不受影响。     

纵向通风城市交通联系隧道限制风速研究

城市交通联系隧道由于结构特殊性,在进行通风排烟设计时,既要考虑阻止火灾烟气逆流,还要防止火灾烟气过度蔓延,针对该问题引入限制风速的概念。以某UTLT为实例,利用经验公式计算得到临界风速值,在此基础上通过CFD数值模拟,分析了不同纵向风速条件下隧道内火场温度及烟气的分布情况,并结合火灾烟气蔓延距离提出了小汽车火灾的限制风速建议值,以期为此类隧道的通风排烟设计提供参考。     

重点排烟坡度隧道纵向机械补风量研究

合理的纵向机械补风量,可有效保障重点排烟隧道火灾烟气控制效果。基于有效排烟和人员疏散安全两大原则,将烟气蔓延长度、最小清晰高度处能见度以及排烟效率作为判定合理纵向机械补风量的关键性判据。采用FDS6.2对1%、3%和6%坡度隧道下不同排烟量和补风量组合下的80组工况进行模拟计算。结果表明:当隧道坡度为1%、3%和6%时,机械补风量分别占排烟量的50%～70%、70%～100%及90%～120%;坡度小于1%时,坡度隧道与水平隧道的合理补风量和排烟量间比例关系基本一致,当坡度大于1%时,两者合理比例关系随坡度的增大呈现线性增长趋势,与水平隧道时相比其坡度修正系数K_Q可取0.8+0.2λ。     

城市长大公路隧道火灾纵向排烟分析研究

隧道火灾是公路交通安全的重大隐患。本文以某长大城市公路隧道作为工程研究对象,针对其不同规模和风速的火灾工况,以能见度为评价指标,使用CFD数值模拟手段对其隧道火场逃生环境进行安全分析与评价。该隧道盾构段长3390m,外径14.5m,特殊火灾工况下采用完全纵向通风。研究表明,当隧道发生火灾时,纵向排烟模式能够控制烟气蔓延,大断面隧道的上部空间维持稳定的烟气层,隧道下部环境有利于疏散逃生和消防救援。     

Y字型隧道纵向通风排烟临界风速研究

为了研究分岔隧道在采取纵向通风排烟系统时各匝道所需临界风速,设计合流型和分流型两种Y 字型分岔隧道。数值模拟设定30 MW 火灾规模,对比Y 字型隧道各匝道的临界风速与单坡坡度隧道临界风速的理论值,并分别对匝道内2 m 和6.2 m 处的纵向温度进行分析。结果表明,对于非着火匝道,当匝道内的临界通风风速与单坡度隧道的理论值相当时,能保证烟气不通过岔口蔓延到该匝道;对于合流型隧道的着火匝道,其临界风速小于单坡度隧道的临界风速理论值;分流型隧道的着火匝道所需临界风速大于同等单坡度隧道的临界风速理论值。     

隧道渐扩段火灾纵向排烟关键参数研究

针对城市隧道日益增多的引流渐扩段,利用数值模拟分析渐扩段发生火灾时,烟气回流长度、临界风速、火风压等纵向排烟关键参数特征。研究表明为控制渐扩隧道烟气回流,需考虑火源处风速——有效风速,入口处临界风速可根据最宽截面处发生火灾,即最不利工况时的有效临界风速进行折算。在相同有效风速下,渐扩隧道烟气回流长度更短,回流长度差距最大的情况可达到60 m左右,对消防设计和火灾救援产生明显的影响。渐扩隧道火风压会随有效风速的增大,先增大后减小,当有效风速增大到临界风速后趋于稳定的数值。由于隧道渐扩段烟气回流速度更快,烟气的惯性力项越大,火风压也越大。     

纵向通风与坡度对隧道竖井排烟影响数值模拟

以某公路隧道为研究对象,采用开启6个竖井的双向均衡排烟模式。利用FDS对纵向通风与坡度影响下的竖井排烟效果进行数值模拟,通过分析不同工况下竖井内的烟气扩散特性、温度场分布及烟气质量浓度变化,获得隧道内竖井排烟速率的变化规律。结果表明:火源位于隧道中间时,在无纵向通风和纵向风速较小时,竖井下方均会出现烟气层吸穿现象,排烟速率较低;风速增加,火源下游的竖井排烟速率较大;风速大于2.0 m/s时,火源下游的竖井出现边界层分离现象,排烟速率降低;改变隧道坡度并不影响竖井下方的自然排烟效果。     

山岭隧道通风排烟设计现场火灾试验

详细介绍某山岭隧道的工程概况以及在隧道内进行的现场火灾试验,参考AS 4391-1999澳大利亚热烟试验标准设计通风排烟试验,并增加了一次全尺寸汽油燃烧试验。通过对隧道内火灾试验时的温度、风速、烟气层高度等进行比较,总结山岭隧道火灾的特点和规律,并为该山岭隧道火灾工况下通风排烟设计方案优化提出建议。     

环形公路隧道火灾集中排烟试验研究

针对目前国内环形公路隧道的特点,通过全尺寸环形公路隧道实体火灾试验,考察了环形公路隧道发生火灾时采用集中排烟方式的排烟效果,分别对上坡和下坡两种工况进行分析,获得了集中排烟的具体方式和参数,结果证明在环形公路隧道火灾中采用集中排烟方式能够有效控制隧道中的烟气,可为人员安全疏散和火灾救援赢得时间,试验可以为相应环形公路隧道防排烟标准制订提供参考.     

地下环形隧道集中排烟模式的试验研究

通过实体火灾试验对地下环形隧道内烟气控制模式开展试验研究,对其排烟性能进行验证。试验采用柴油油盘火模拟汽车火灾,试验段划分为4个防烟分区,排烟方式为"中间排、两侧补",采集火源上、下游烟气温度及蔓延范围和高度。烟气总蔓延长度为210m,烟气层高度维持在2.8m,人员通行高度内基本不受烟气影响;人员可以迎风疏散,疏散安全水平较高。试验结果验证了排烟方案可以将火灾烟气控制在中间两个防烟分区内,满足判定指标要求。     

带长距离停车线地铁隧道区间的通风排烟模式研究

为确定带长距离停车线的地铁区间的通风排烟模式,利用SES软件进行了多种方案模拟分析研究,发现此类区间不宜采用常规的纵向通风方案,会出现烟气左、右线串烟的现象。结合此区域为暗挖区间的优势,采用轨顶土建风道横向排烟模式,满足规范的排烟要求。该研究结果为类似区间通风排烟设计提供了思路,在今后设计中,应结合工程实际需求,在满足规范规定的通风排烟要求的前提下,从线路条件、土建条件、地面条件、经济性、安全性等多方面考虑最优方案。     

隧道通风与排烟

隧道通风与排烟地下工程的主要威胁来自火灾烟气，最近英国几起地下工程火灾惨案增强了人们对运输繁忙的地下隧道配备高效通风设施重要性的认识。过去十年中，世界范围内重要隧道工程的数量、规模和复杂程度都有明显的提高，隧道高效通风系统的重要性获得普遍承认，与其相...     

丹麦理工大学研究车辆堵塞在隧道纵向通风排烟控制中的影响

正丹麦理工大学团队利用1∶30小尺度隧道模型,采用氦-空气混合气体作为烟羽流,对车辆堵塞如何影响隧道纵向通风排烟系统开展了系统性研究。研究表明,当隧道内出现车辆堵塞时,临界风速作为阻塞比的函数会减小。车辆堵塞的相对规模和火源的相对位置会对临界风速产生逆作用。此外,烟气分层尺寸也明显地受车辆堵塞的影响。整个试验和方法证明可以很好地模拟隧道火灾中的相关现象,并为车辆堵塞对隧道火灾的     

纵向通风与竖井自然排烟下隧道火灾烟气特性实验研究

中国逐渐发展成为世界上隧道和地下工程最多的国 家,其长隧道数量和长度跻身世界前列。据统计,火灾中85%的 人员死亡是由热烟气造成的,目前隧道中采用较为广泛的排烟系 统有纵向排烟系统、集中排烟系统和横向排烟系统,而针对长隧道 来说,我国广泛采用的是竖井式纵向通风,因此,研究纵向通风与 竖井排烟综合效应下隧道火灾烟气流动特性及温度分布规律具有 重要意义。本文建立了1：10 缩尺寸竖井隧道模型,主隧道长度 16.5 m,宽度1.3 m,高度0.65 m;竖井通过排烟横通道与主隧道 连接,排烟横通道设置在主隧道侧面中部,尺寸为1.2 m 长、0.6 m 宽、0.4 m 高;竖井横截面为半径0.6 m 的1/4 圆,高4.6 m。在 竖井隧道模型中开展了一系列油池火实验,选取2 种方形燃烧池 （20 cm×20 cm、23 cm×23 cm）作为火源,设置2 个纵向火源位置 （位置A：火源中心线与排烟横通道中心线距离0.375 m;位置B： 火源中心线与排烟横通道中心线距离1.375 m）,7 种纵向通风风 速（0,0.18,0.27,0.35,0.44,0.52,0.69 m/s）,定量分析不同工 况下温度分布及烟气逆流长度。研究结果表明：当无纵向通风时, 火焰与隧道地板垂直,且呈轴对称形态;当有纵向通风时,火焰向 下游偏移,且纵向通风风速越大,火焰向下游偏移越明显;当纵向 通风风速为0 m/s 时,由于竖井的存在,火源上、下游两侧烟气温 度分布并非对称,火源下游（竖井侧）烟气温度下降速度较快,与单 洞隧道烟气温度分布明显不同;随纵向通风风速增加,烟气逆流长 度和烟气温度减小,而最大温度偏移距离整体呈增加趋势;当无量 纲纵向通风风速v′＜0.19 时,主隧道最大温升△Tmax 与Q2/3/ Hef 5/3 呈正比,而当无量纲纵向通风风速v′＞0.19 时,主隧道最大 温升△Tmax 与Q? /(vb1/3Hef 5/3)呈正比,但常数系数均小于Li 等预 测模型中的常数系数;竖井隧道内无量纲纵向烟气温度分布符合 Fan 和Ji 等建立的纵向温度衰减模型,衰减系数k′在1.36~1.63 范围内变化,但其值明显大于单洞隧道纵向温度衰减系数k′;另 外,当火源位于位置A 时,最大烟气温度低于火源位于位置B 时 的最大烟气温度,无量纲纵向烟气温度衰减速度慢于火源位于位 置B 时衰减速度。     

隧道火灾的排烟实验

对火灾时隧道内烟气的排出进行了实验性研究。实验是在 1∶ 2 0倍的隧道模型内进行的 ,模型内在火源的两边设置了两根机械排烟管。首先对排烟管道的位置和通风口形状对系统效能的影响进行了研究 ,然后又测定了不同火灾释热率下排烟系统的效能 ,直到烟气被限制在两根排烟管道内时效能达到 10 0 %。     

山区城市交通隧道的综合利用

城市交通拥挤,愈来愈成为急待解决的问题,同时,山区城市人口日益增加的问题,正引起广泛的注意。四川省自贡市为了解决城市发展的交通问题,按传统的方法设计了双洞交通隧道。每条隧洞包含5.5米宽的车道和3米宽的人行道,加上装饰层洞的净宽达8.9米,净高达7米,洞室断面为53.88米,其利用率仅达70.7%,而每条隧洞还只能行驶单车,并且人行道与车道合流,除存在交通安全问题外,人员行走还必须承受灰尘、废气和噪音的侵害。总之,使用条件不好,功能受到限制,洞室跨度大,衬砌内力大,材料消耗多,造价高。我们针对着城市发展多方面的需要和上述存在的问题,提出了一个山区城市交通综合利用的新隧道方案。     

地铁隧道火灾双点排烟的临界排烟量研究

基于1∶20的缩尺隧道模型进行一系列试验,研究地铁隧道火灾双点排烟系统下烟气温度分布特性及临界排烟量,并研究火源热释放率和风口长度对临界排烟量的影响。试验发现,临界排烟量随火源热释放率的增大而增大,随风口长度的增大呈现出先减小后增大的趋势,这说明存在一个临界风口长度。     

新型隧道排烟过滤装置

最近,挪威一家公司研制出一种用于公路隧道中的新型排烟过滤装置,可在失火等情况下降低弥漫于隧道空气中的烟雾含量,从而进一步提高公路隧道的安全性。据报道,该系统由总部设在挪威首都奥斯陆的“洁净隧道空气国际公司”研制而成。它由充电电池供电,装有红外传感器,一旦传感器探测到隧道空气中出现烟雾成分,自动控制过滤系统就会采用三级过滤的方法来滤清隧道中的烟雾。隧道中的烟雾被系统吸收后,首先将通过一个分离器来清除其中的大颗粒和塑料等碎屑;第二级过滤器则主要通过机械方式去除剩下的尘埃和沙砾;最后一道过滤工序是采用高压来进一…