小半径曲线公路隧道火灾温度模拟及烟气控_制研究-开题报告

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1、中南大学研究生学位论文选题报告（学位论文工作计划）题目名称：小半径曲线公路隧道火灾温度模拟及烟气控制研究姓名：邹继辉学号：134811124攻读学位：工学硕士学科专业：消防工程学院(系、所)：土木工程学院所在教研室(科研所)：防灾科学与安全技术研究所指导教师：赵望达填写日期：2015年10月25日1414（选题报告由研究生填写，原件交研究生助理处）2015年6月25日一、课题来源、国内外研究现状与水平及研究意义、目的。（附主要参考文献）（1）课题来源：江西省南昌市红谷过江隧道建设（2）国内外研究现状随着国家经济的不断发展，2014年至2015年，国家继

2、续全面深化交通运输改革，大力推进“四个交通”发展，在这样一种新常态下，交通运输各项事业实现稳中有进。公路交通作为一种主要的交通运输方式，在过去的几年中持续发展，大量的公路隧道被修建。截止2014年底，全国公路隧道为12404处、1075.67万米，同比上一年增加1045处、115.11万米，其中，特长隧道626处、276.62万米，长隧道2623处、447.54万米[1]。在新的隧道设计理论和新的技术设备的推动作用下，为了提高车辆行驶的高效、快捷，已经完全打破了过去宁愿提高成本，增加隧道长度也要保证隧道直线的规则，各种复杂隧道相继出现，其中包括多匝道、

3、小半径弧形隧道等。例如，位于京昆高速（G5）雅安至西昌段间，建成于2010年5月6日的两座螺旋形隧道分别为干海子隧道和铁寨子I号隧道，这两座小半径双螺旋曲线隧道是国内首次修建的高速公路螺旋形隧道，也是世界首创的设计[2][3][4]。该隧道具有：（1）长度长，干海子隧道长，铁寨子号隧道长；（2）平面线形曲率半径小，最小曲率半径为600m；（3）旋转角度大，干海子隧道总转角约168°，铁寨子号隧道总转角约280°；（4）纵坡大，两隧道纵向坡度在2.425%一2.9%等特点[2][3]。而正在施工且预计2017年6月竣工的红谷过江隧道工程规划位于江西南昌，

4、在南昌大桥和新八一大桥之间，即从现在中山桥—中山西路往西位置上修建红谷隧道，穿越赣江可与红谷滩上的红谷六路（现怡园路）相连接。由南昌市区进红谷滩的车流和人流不必再走八一大桥和南昌大桥，由市区（中山桥）一带跨赣江进出红谷滩只需10分钟左右。红谷过江隧道作为南昌市2014年重大重点工程项目，隧道北线全长约2650米，南线全长2665米，匝道总长2510米，沉管段总长1305米。该隧道东岸共有7条匝道，包括部分主线段均为曲线隧道，曲率半径最小处在150米以下。这样设计主要是为了实现快速通过赣江的同时实现与现有交通完美对接，另外，曲线隧道的设计，可以避开不良地

5、质以及避免占用商业繁华带，节约成本，优化土地资源[5][6][7]。公路隧道的不断增长，越来越复杂的隧道交通在给人们带来出行方便的同时，衍生出大量的技术难题，火灾时及时将烟气排出隧道确保人员安全的合理通风设计便是其中之一。隧道是一个相对封闭的空间，仅能通过两端洞口出入，当发生火灾时，14烟气和热量极易在隧道内聚集，内部温度上升快，供氧不足，有毒气体快速增加，对生命安全和隧道结构造成极大威胁。目前，规范的设计主要针对直线隧道,缺乏对曲线尤其小半径曲线隧道各通风设计参数的指导，因此，给包括干海子隧道、铁寨子I号隧道以及红谷过江隧道在内的曲线隧道通风系统的设

6、计带来了一系列的问题。国内外对长隧道、特长隧道（含救援站）的火灾通风研究较多且已成熟，但对其他形式的隧道如含匝道的曲线隧道通风的研究并不多。由于曲线隧道的线性不同于直线隧道，隧道内火灾烟气流动及蔓延规律也与直线隧道有所区别。研究小半径曲线隧道对隧道火灾的救援及人员疏散都有指导意义，同时也为以后的曲线隧道、螺旋隧道火灾通风设计提供一定的经验基础。关于小半径曲线隧道火灾工况下通风排烟的主要研究方法有数值分析法、理论研究、经验公式法[8-13]。1.2.1国外研究现状最先研究公路隧道通风技术的是英国流体力学研究学会（BFRA）。1973年，英国流体力学研究学

7、会（BFRA）流体力学中心发起和组织了国际车辆通风和空气动力学研讨会，在会上，各国隧道通风专家汇聚一堂，展示自己的研究成果并深入讨论[14]。针对火灾时期的隧道通风状态及烟气控制等问题，在国外，除了采用了大量模型试验、数值模拟和理论分析等方法进行研究外，有少部分学者还采用在废弃的隧道内开展全尺寸试验的方法对隧道火灾发展以及通风排烟控制效果等内容进行研究[15-18有多种通风方式转到纵向通风然后搜集纵向通风、烟气逆流长度、隧道烟气温度的外文文献]。最早的隧道火灾实验是1965年进行的奥芬耐格(Ofenegg)隧道火灾试验，该实验调查了不同通风条件下的火灾

8、发展和烟流运动。奥地利于1974-1975年间在废弃的Zwenberg隧道内进行的火灾试验，发