羊八井高海拔公路隧道火灾模式人员安全疏散技术研究

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随着我国西部大开发战略的深入实施,西部高速公路建设日新月异,作为重要组成部分的高海拔公路隧道正在不断增加。研究运营隧道火灾工况下的人员安全疏散技术,对于保障隧道内人员安全逃生具有重大意义。而高海拔地区具有“低温、低气压,低含氧量”等特点,对人员运动能力及隧道火灾发展规律等均有较大的影响。本文以海拔4250m的西藏羊八井隧道为依托工程,通过资料调研、数值计算以及现场试验等手段对高海拔公路隧道火灾模式人员安全疏散技术进行研究,主要的研究结论如下:(1)对比分析平原地区(西南交通大学九里校区)及羊八井隧道燃烧试验,相同的燃烧物质在平原及高海拔地区燃烧时,羊八井隧道较平原地区燃烧时间长186s,燃烧热释放速率低143%。利用FDS软件建立了高海拔隧道火灾模型,探明了高海拔隧道内火灾烟气浓度、烟气扩散速度及温度等燃烧特性发展规律。(2)明确了隧道火灾人员安全疏散可用时间判定标准,利用FDS软件分析羊八井隧道不同火灾工况,得到了不同火灾规模人员安全疏散可用时间。给出了人员疏散阶段所有火灾规模均采用0.5m/s对吹风流的通风方案。(3)对羊八井隧道人员疏散速度进行了现场试验,得到了不同性别年龄人员有烟及无烟状态下疏散速度。利用Pathfinder软件得到了不同设计年份的人员安全疏散必需时间。对比分析不同火灾规模人员安全疏散可用时间和必需时间,得到10MW及20MW火灾规模下人员可安全疏散,30MW火灾规模下,建议将人行横通道间距改为170m。(4)明确了排烟阶段羊八井隧道不同火灾规模临界风速。分析了高海拔环境因素对隧道风机效率的影响,得到了不同火灾规模临界风速对应的风机控制模式。
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