城市长宽水下隧道在功能定位、地理位置等方面有其特殊性,具有建设条件受限、结构复杂的特点,一旦隧道内发生火灾,若烟气不能及时排出,将对人员生命安全构成严重威胁,对此本文开展城市长宽水下公路隧道集中排烟系统研究,探究合适的城市长宽水下隧道火灾排烟系统,为今后长宽水下隧道通风排烟系统的设计、施工和更进一步的研究提供参考。本文的主要研究工作如下:根据隧道水下暗埋段长、横向尺寸宽等特点,建立起隧道数学物理模型。查阅相关文献,确定火灾烟气控制指标。通过理论计算并且结合隧道结构、地理位置、车流状况和周围环境,确定模拟时间、火灾规模、火灾发展速率的等参数。根据隧道结构特点和火源的不同位置,分析火灾排烟方案。利用FDS模拟软件,对三种不同集中排烟模式的排烟效果进行研究,分析不同火灾场景下,隧道内速度场、温度场、能见度场、CO浓度分布情况,对比火灾烟气控制指标,探究最合理的排烟方案。结果表明:三种排烟模式均能满足烟气控制指标,其中双侧集中排烟模式的排烟效果最好。对双侧集中排烟模式下,隧道内烟气流动特性进行分析,并对不同车道上方烟气分布规律进行研究,确定火灾烟气控制的最不利车道。研究了不同排烟量、纵向风速、排烟口参数对火灾排烟效果的影响,在满足烟气控制指标的前提下,考虑烟气对人员疏散逃生的影响和节约能耗等因素,探究最合理的排烟方案。结果表明:隧道内采用“侧向集中排烟+纵向风”模式最合理的排烟方案为排烟量200m~3/s、纵向风速1.5m/s、排烟口个数6个、排烟口面积6m~2、排烟口间距70m、排烟口开启方式为上游2个下游4个。对火源位于斜坡段时烟气控制策略进行研究,通过分析不同排烟量、纵向风速、排烟口开启方式下,隧道内烟气蔓延特性,提出可通过增大排烟量、减小风速、改变排烟口开启方式的措施,优化烟气控制方案。