不同通风方式下地铁区间隧道火灾烟气特性分析

为了解不同通风方式下隧道火灾烟气的运移情况,开展了管道热烟实验;进行了不同通风方式下火灾烟气运移的数值模拟;分别采用理论计算和数值模拟方法得到了不同火源热释放速率的纵向临界风速。结果表明:纵向风速较小时管道中的烟气呈现层状运动,风速较大时烟气分层现象消失;车厢内烟气的温度高于车厢外相同高度的烟气温度;采用数值模拟得到的临界风速低于弗洛德临界模型的计算结果;相同火灾功率时压入式通风临界风速比抽出式通风临界风速略小。当隧道内产生速度不小于2 m/s的纵向风时,可将烟气限制在火源的下游隧道。     

纵向通风水平隧道火灾烟气流动特性研究

地铁隧道火灾烟气控制是城市公共安全的一个重要组成部分。在分析地铁隧道火灾烟气流动主要影响因素的基础上，将地铁隧道通风和排烟系统作为一个整体考虑，引入地铁隧道火灾烟气的浮力效应和热阻效应，建立了隧道通风网络火灾模拟的数学模型，分析了地铁隧道火灾烟气逆流的临界条件、临界流速、隧道风流及烟流流速与火灾强度的变化关系，为地铁隧道火灾烟气控制和事故应急处理提供科学依据。     

地铁区间隧道顶部热烟气温度分布

通过调查统计重庆地铁6号线区间隧道的断面形式,引入隧道断面形状系数ζ,建立断面形状系数ζ1的模型实验台。采用模型实验与FDS模拟相结合的方法,探讨地铁隧道采用纵向排烟系统时,不同热释放速率及排烟速度的条件下区间隧道内烟气温度纵向分布特征。研究结果表明:Kurioka模型适用于断面形状系数ζ≥1的地铁区间隧道,对于断面形状系数ζ1的地铁区间隧道,需要对Kurioka模型进行修正。对于断面形状系数ζ≥1的地铁区间隧道,顶棚上游烟气温度纵向分布服从指数衰减规律。然而,对于断面形状系数ζ1的地铁区间隧道,顶棚上游烟气温度虽然也服从指数衰减规律,但需要进行模型修正。修正值Kζ与断面形状系数ζ之间满足线性关系,顶棚上游烟气温度沿纵向衰减速度,随隧道断面形状系数的增大而增大。     

地铁列车行驶速度对火灾烟气温度特性的影响

采用缩尺实验台研究运行地铁车厢顶部着火后的温度分布特征,设定12.34,15.60,18.25,21.47和25.10 kW 5种火源功率,在0,40,60和80 km/h这4种不同列车运行速度下进行实验,分析顶棚最高温度、温度衰减区域及其下降速率。研究结果表明:当速度≤60 km/h时最高温度点均在火源点上方,风速增加后火焰朝着下风向蔓延,距离火源点0.9 m的位置是温度下降最剧烈的区域。根据不同实验工况测得温度分布情况,判定列车以4种速度运行时,发生火灾后车厢的高危区域。当运行列车发生火灾后,进行人员疏散时可以根据划分的危险区域选择安全的疏散方向和区域,为火灾的应急处置和人员救援提供优化方案。     

青岛地铁1号线长大地铁区间隧道通风模型研制与实验

为了验证长距离大断面隧道通风系统的可靠性,自主设计了地铁区间隧道通风模型实验系统.该实验系统源自青岛市地铁1号线瓦屋庄站至贵州路站区间隧道,其中,胶州湾下海域段的长度为3.49 km.在长大地铁区间隧道通风排烟实验模型的基础上,进行了2种不同通风机组合及其变频调节实验,完成了通风排烟实验及其数据测定.结果表明:与压入式通风机相比,联合抽出式通风机更有利于排烟,并能形成压抽混合通风机组合及其通风系统.所得结论丰富了长大过海地铁区间隧道通风排烟理论     

高速公路隧道纵向通风的智能控制

高速公路隧道内的 CO浓度、可见度等环境参数是保证隧道正常运行所需要控制的重要参数 ,通过高速公路隧道通风来保证这些参数在安全的范围内。通风设备是高速公路隧道运营中电能消耗的主要设备 ,是节能的主要对象。高速公路隧道是一个带滞后的大惯性对象 ,存在许多不确定干扰。本文在分析隧道纵向通风特点的基础上 ,提出了一种隧道纵向通风的智能控制方法 ,该智能控制方法基于模式识别和最优控制理论 ,具有较强的鲁棒性和因后期隧道改造而变动的适应能力 ,达到了安全和节能的目的。     

地铁区间隧道火灾烟气流动控制的数值模拟及分析

以广州地铁某矩形截面的区间隧道为研究对象,假设当一列车在隧道内发生火灾时,根据列车停泊的哪位置和火灾的部位,立即启动列车后方车站的隧道风机向隧道内送风,启动前方车站的隧道风机排风,在隧道内形成一股与行车方向相同的气流,带走火灾烟气至前方车站的活塞风井而排至室外.采用PHOENICS 3.5软件模拟在此通风模式下,火灾发生60 s、180 s和360 s时隧道内烟气的温度和浓度的分布状况.模拟结果表明:在此通风模式下,烟气全部流向下游隧道,没有发生逆流(即烟气向上游人员疏散的方向流动)现象,乘客可以迎着新鲜空气疏散到安全地带.因此,此通风措施得当,人员疏散方案正确.     

公路隧道纵向通风系统局部影响数值模拟

应用CFDesign软件,对公路隧道纵向通风系统中的沿程损失、汇流损失和风机射流作用进行了数值模拟研究.讨论了C.FColebrook公式的适用性和汇流损失、射流风机的影响因素,得出了一些可供设计应用的有益结论.     

双向互为逃生通道的地铁区间隧道通风排烟方式实验研究

为验证发生事故隧道纵向通风、非事故隧道正压送风的气流防烟模式的有效性,通过以类矩形地铁区间隧道为原型,建立了1：3的实体试验平台,对两种纵向通风模式的防烟效果、非事故隧道沿程温度及联络通道口温度变化对比分析。结果表明：事故隧道纵向通风、非事故隧道正压送风这种有效的气流防烟方法既可在无空间设置防火门的地铁区间隧道得以应用,也可以作为常规地铁区间隧道防火门损坏后降低火灾危害的应急手段。可见在有效的正压送风模式下,事故隧道纵向通风临界风速为1.6m/s,1#A联络通道口临界风速为1.7m/s,1#B联络通道口临界风速为1.8m/s,该参数可以为地铁区间隧道风机提供选型依据。     

二郎山公路隧道火灾通风对策

二郎山公路隧道全长4176m，单洞双向行驶。该隧道采用半横向通风系统，是中国目前应用半横向能系统并已建成运营的最长公路隧道。隧道的横通道不仅用于隧道的正常通风，而且在隧道发生火灾时，车辆及人员可以通过其撤离。但发生火灾时，风机运行的方向，以及各横通道隔断门的开闭对火灾控制将产生重大影响，如果发生控制错误，后果不堪设想。结合二郎山公路隧道实际工程，对火灾后的通风对策及应对措施进行了初步探讨。     

纵向排烟对环路隧道火灾排烟效果实验

为了给城市地下交通隧道中存在环路系统提供防排烟系统设计参考依据,以某城一地下交通隧道为例,进行1:3缩尺模型实验,探讨环路隧道中烟气蔓延和温度变化情况。实验得出,在纵向排烟下外环路具有良好的排烟效果,但内环路烟气发生回流,形成烟气环流,因此在环路隧道纵向通风的基础上建议使用外环路排烟方式进行排烟。     

中长公路隧道纵向通风计算模型

运用微分算子法,分析了中长公路隧道中的有害气体浓度的分布规律。以人体安全指标、隧道长度、交通量为主要依据,讨论了中长公路隧道是否需要机械通风的标准,建立了中长公路隧道纵向通风计算模型,并应用工程实例进行验证。结果表明:在近期,该隧道不需要通风;在远期,该隧道需要通风。所提出的计算模型为今后的中长公路隧道通风设计计算提供了参考。图1,参9。     

公路隧道竖井纵向式通风探讨

介绍了公路隧道竖井通风方式的分类和特点，探讨了竖井纵向式通风形式的机理，指出对于双向交通隧道宜采用合流型集中排风式；对于单向交通隧道应采用分流型集中排风式或送排式，对于特长隧道，可以采用数个竖井的送排式通风。     

V形坡度对地铁隧道火灾临界风速的影响

由于穿越隧道、燃气管线和地质条件的工程需要,部分地铁隧道是V形坡度隧道。V形坡度隧道的烟囱效应会增加地铁隧道火灾烟气控制的复杂性和困难。该文采用理论分析和数值模拟相结合的方法研究V形隧道夹角和高差对地铁隧道火灾临界风速和烟气返流长度的影响。研究结果表明,坡度隧道的隧道夹角对地铁隧道火灾临界风速有较大影响,隧道火灾临界风速随着上坡隧道夹角增大而变小,隧道火灾临界风速随着下坡隧道夹角增大而变大;V形坡度隧道自然通风竞争效应会对地铁隧道火灾临界风速有较大影响,隧道火灾临界风速随着上坡隧道高差的增大而变小,隧道火灾临界风速随着上坡隧道夹角的增大而变小。该文的研究结果可以为V形坡度隧道通风防排烟系统设计过程中的火灾临界风速取值提供理论参考和依据。     

冻融温度区间对砂岩声发射特性的影响

为探究冻融作用对砂岩物理力学特性及内部破裂损伤规律的影响,对砂岩开展不同温度区间的冻融循环试验,并对冻融损伤岩石进行单轴加载作用的声发射试验,研究冻融温度区间对岩石物理力学参数及声发射特性的影响。结果表明：随着冻融循环温度区间增长,质量损失率和纵波波速变化率整体上呈先陡后缓的上升趋势,砂岩的峰值强度不断下降且峰值应变逐渐增加,单轴抗压强度和弹性模量逐渐减小,且同一冻融温度区间对弹性模量的影响较单轴抗压强度更为显著,泊松比呈现逐渐增长趋势;声发射振铃计数及累计振铃计数呈现逐渐增长趋势,沉寂期变小,声发射分布时间范围减小,峰值频率呈现向低频发展趋势。研究成果为寒区岩体工程稳定性预测提供实验依据。     

火灾时隧道火风压及其对通风影响的试验研究

借助大比例火灾模型试验，研究了火灾工况下隧道内压力场的发展变化状态及火风压产生的机理，分析了通风速度、火灾规模、隧道坡度和烟流蔓延长度等对火风压的影响规律，以及火灾对隧道通风系统的影响．试验结果表明：火风压随着上述影响因素的增大而单调增大，但增长速率减缓；同时，火灾引起的火风压会极大地影响隧道的正常通风．建议对于长大隧道，发生火灾时，应及时将烟流的蔓延长度控制在尽可能短的范围内，以便减弱火风压对通风系统的影响．     

地铁区间隧道结构防水施工技术

本文针对地铁工程的设计概况,对区间隧道的防水及特殊部位的施工防水处理作阐述。     

近距离交叉穿越地铁区间隧道地震响应影响研究

随着城市化进程的加速及城市地下空间的开发,地铁建设呈网络化,线路间相互交叉工况逐渐增多．为了对近距离交叉穿越地铁区间隧道的抗震设计提供参考,利用有限元软件ABAQUS,并采用时程分析法进行计算分析;对交叉穿越地铁隧道在不同距离下的地震响应进行了研究．结果表明:当上下正交隧道的净距<0.5倍隧道直径时,下部隧道对上部隧道地震响应的影响增大,在地铁抗震设计中应对上下正交隧道的距离进行考虑．      

运动车辆对隧道火灾顶棚射流温度分布的影响

以公路隧道内小轿车着火、客车驶经火源的场景为例,依托某隧道工程建立火灾计算模型,利用重叠网格技术和火灾数值模拟方法,研究了车辆运动速度对隧道火灾温度分布的动态影响规律.结果表明:当车辆以11.11m/s的速度经过火源时,火源中心横、纵截面隧道顶部的烟气温度最低;当车辆诱导气流对温度分布的影响达到最大时,横断面烟气温度呈现出由着火车道至车辆经过车道先降低、后升高的规律;在最高温度点上游15m范围内纵向烟气温度平稳衰减,且在车速为11.11m/s时衰减速率最大.     

地铁区间隧道三维地震反应分析

针对地铁区间隧道结构,基于粘弹性人工边界单元,利用大型通用有限元ABAQUS软件建立了考虑土-结构动力相互作用的地铁区间隧道的三维有限元计算模型,研究地铁区间隧道衬砌结构和车站结构的地震响应及影响因素.分析区间隧道在不同地震波作用下的地震反应,比较SV及P波方式传播的影响,对比分析区间隧道衬砌结构在不同衬砌厚度、采用不同衬砌材料情况下衬砌结构的地震反应.明确了在地震作用下区间隧道容易遭受破坏的一些薄弱部位,设计时应重视这些薄弱部位的抗震设计,对薄弱部位进行加强.总结了一些区间隧道的地震响应规律,对区间隧道的抗震设计具有参考意义.