基于FDS的双洞单向隧道火灾温度变化及烟气扩散分析

为应对隧道火情的发生,避免不必要的人员伤亡和财产损失,分析隧道内温度变化和烟气蔓延特性,选择合适纵向风速和烟气蔓延控制方案具有重要的研究价值。为此,采用PyroSim软件,建立公路隧道模型进行FDS数值模拟。模拟最大热释放功率为20 MW的火灾,在三种不同的纵向通风强度下,观测烟气的逆流长度,确定3.5 m/s为此次模拟的临界风速;在三种不同的纵向风下,依据发生火灾时隧道内温度场变化和烟气的扩散蔓延特点,以及人员的疏散和火灾救援影响;模拟隧道烟气控制方案时,为不让烟气通过横通道蔓延至辅隧道中影响人员疏散,确定合适的主辅隧道的纵向通风强度起着十分重要的作用。

双洞单向公路隧道交通风模型试验研究

分析了双洞互补式隧道通风中车辆交通风的应用范围,计算得出车辆交通风风速。根据交通风大小设计模型试验方案,并对该系统进行数据采集分析。通过数值模拟结果与实验数据对比分析,得出了双洞单向公路隧道模型试验中在射流通风均匀段模拟车辆交通风是可行的。

近间距双洞单向隧道洞口火灾烟气流动分析

对洞口间距小,双洞单向公路隧道火灾排烟工况进行研究,通过对不同工况火灾隧道排烟风速及运营隧道通风速度下的火灾烟气流动利用计算流体动力学进行模拟分析,得出了双洞单向隧道排烟风速与通风风速之间的影响关系,并利用该关系对排烟及通风设计进行了优化,有效地减少了非着火隧道的吸入烟气量,确保了运营隧道的空气品质。结果对该类型公路隧道工程排烟通风设计具有一定参考价值。

长大双洞公路隧道联络通道间距设置研究

为了更有效且经济地对双洞单向公路隧道联络通道的设置间距进行确定,本研究首先结合PHOENICS计算软件建立了某特长双洞单向公路隧道的计算模型,并对隧道内的火灾烟雾场及温度场进行了模拟研究;进而以修正的Crane模型及FED死亡模型为基础,以"高温-CO"叠加伤害为原则,通过微元积分的手段对火灾温度及CO浓度进行了进一步的修正,从而推导出了人员逃生过程中的生命损失值模型;再以荷兰学者在Benelux隧道内所进行的火灾人员疏散实验研究为基础,结合蒙特卡洛法给出了逃生人员的疏散时间及疏散速度的分布情况,最终将以上所得研究结果进行联立,得出了"联络通道间距—人员死亡概率"关系曲线。研究表明:双洞单向公路隧道发生火灾时,其通风风速超过临界风速时才会有利于下游温度及CO浓度的控制,否则通风将会对下游人员的逃生形成负作用。当环境风速为0 m/s且逃生距离为200 m时,人员逃生失败概率为1.008 65%;当环境风速为2.0 m/s且逃生距离为400 m时,人员逃生失败概率最大,其大小为3.319 91%。最终结合风险评价等级得出了长大双洞隧道联络通道间距应小于320 m为宜。

特长公路隧道双洞互补式通风技术研究

特长公路隧道上、下行线普遍存在通风负荷不均匀的问题,是隧道通风领域的一个难点。双洞互补式通风是一种新出现的结构形式,该通风方式根据“双洞互补”原理,充分利用隧道上、下行线间存在的较大通风差异,解决了特长公路隧道单坡隧道取消竖(斜)井情况下的通风难题,经济效益和社会效益显著。