长大区间隧道火灾烟气输运规律研究

The urban rail transit plays an important role in modern city public transportation, because of its advantages on the aspects of large capacity, high speed, energy conservation and environment protection. As the rising of long metro tunnel in recent years, fire smoke transport has been drawn greater attention. Most of the studies on smoke transport in long tunnel are focus on road tunnel and railway tunnel, but systematic and in-depth study on metro tunnel is lacking in report. Based on theoretical analysis, this project will establish the physical and mathematical models for long metro tunnel, build a small-scale model tunnel which can express the characteristics of tunnel length and frictional drag, and develop a comprehensive field-network coupling model that apply to long metro tunnel. The major objective of this project is to conduct research on the distribution of smoke temperature, velocity and pressure through the small-scale model experiments and numerical simulation, and analyze the characteristics of smoke transport under the conditions of tunnel length, fire source and ventilation mode. The results of the research can provide a theoretical foundation for optimizing the design and operation of smoke control system in long metro tunnels.

城市轨道交通因其运量大、速度快、节能和环保等特点，已成为现代城市公共交通系统的骨干。近年来随着长大区间隧道的出现，其火灾烟气输运规律，受到高度关注。目前有关长大隧道烟气输运规律的研究主要针对长大公路、铁路隧道，而对长大区间隧道烟气输运规律缺乏系统深入的研究。本项目在理论分析基础上，构建典型长大区间隧道物理模型和数学模型，搭建反映隧道长度和沿程阻力特征的小尺寸实验平台，建立适用于长大区间隧道的场网-耦合计算模型。通过小尺寸实验和数值模拟，研究长大区间隧道内火灾烟气温度场、速度场、压力场的分布，获得隧道长度、火源条件、通风条件多因素影响下的长大区间隧道烟气输运规律，为优化长大区间隧道烟气控制系统设计和和运行管理提供理论支撑。

城市轨道交通因其运量大、速度快、节能和环保等特点，已成为现代城市公共交通系统的骨干。近年来随着长大区间隧道的出现，其火灾烟气输运规律，受到高度关注。本项目基于理论分析结合小尺寸实验和数值模拟结果，深入研究了长大区间隧道烟气输运规律。开展的主要研究包括：1）针对长大区间隧道中出现的单洞双向加中隔墙的非对称断面隧道，开展了非对称断面隧道火灾烟气输运规律研究；2）针对目前大量关注火源下游的温度分布忽视火源上游温度分布的情况，开展了长大地铁区间隧道纵向通风下火源上下游顶棚温度分布研究；3）针对长大区间隧道纵向通风下火源下游的烟气出现的分层沉降现象，开展了下游烟气分层规律及烟气层高度计算方法研究； 4）对于无中间竖井长大区间隧道设置射流风机接力排烟的情况，开展了火灾情况下控制烟气的最佳风机间距设置研究；5）针对无中间竖井长大区间隧道会出现多列列车追踪运行的特殊情况，开展了多车运行产生的活塞风变化规律及其影响因素研究；6）针对隧道火灾中的烟气控制问题，开展了新型挡烟方式——空气幕，在隧道火灾中挡烟可行性研究；7）对于山地城市中新出现的一端封堵的特殊隧道，开展了发生火灾情况下的温度分布研究；8）对于连接长大区间隧道的深埋车站，开展了站台发生火灾烟气流动规律和烟气控制研究。上述系列的研究为优化长大区间隧道烟气控制系统设计和和运行管理提供了理论撑。