特长公路隧道火灾风险评价及烟雾控制研究

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1、分类号：U4110710-2009021051博士学位论文特长公路隧道火灾风险评价及烟雾控制研究导师姓名职称张生瑞教授申请学位级别博士学科专业名称交通运输规划与管理论文提交日期2018年4月6日论文答辩日期2018年6月7日学位授予单位长安大学1第一章绪论StudyontheFireRiskAssessmentandSmokeControlofLongHighwayTunnelADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorCandidate：cuizheSupervisor：Prof.Z

2、hangShengruiChang’anUniversity,Xi’an,ChinaII摘要随着特长公路隧道建设数量逐年增加，行车密度逐渐增大，隧道火灾成为公路隧道最大的灾害之一。为降低隧道内火灾危害程度、保证交通安全，必须对隧道运营期的火灾风险进行评估以及对隧道火灾烟雾进行有效的控制。本文以米溪梁特长公路隧道为依托，研究其特长公路隧道火灾风险评估以及火灾烟雾控制。本文在定性分析公路隧道交通环境特征的基础上，突出长大公路隧道运营安全特性，以秦岭终南山特长公路隧道和西汉高速公路隧道群为研究对象，分别收集其不同年份的事故资料，从

3、统计分析的角度研究长大公路隧道的事故空间分布、时间分布、事故形态分布、事故车型分布；结合相关数据统计资料分析特长公路隧道的事故原因；针对公路隧道火灾事故，收集国内外相关资料，统计分析其公路隧道火灾事故原因等相关指标，归纳总结特长公路隧道事故致灾机理。其次，通过对常用评价方法的分析对比确定了层次分析与模糊综合评价相结合的隧道火灾风险评价方法基本模型，基于对隧道火灾安全影响因素的分析构建了系统的隧道火灾风险评价指标体系，最后结合专家调查对米溪梁隧道运营安全状况进行了综合评价得出该隧道火灾安全状态良好的结论。在介绍隧道火灾的基础上

4、，从火灾的表现、烟气运动现象，再到理论模型分析比较，总结不同通风方式的特点，统计分析国内外现有的特长公路隧道运营通风方式。结合米溪梁隧道实际工程，借助PyroSim软件平台，建立米溪梁隧道隧道火灾数值模拟场景，对临界风速的影响因素（火源功率、纵坡、阻塞比等）进行数值模拟分析，从而确定了米溪梁隧道特长公路隧道的临界风速，并且对米溪梁特长公路隧道火灾的烟气特征进行数值仿真模拟分析，从温度分布随时间变化、坡度对温度分布影响、纵向通风风速对温度分布影响、通风和坡度共同作用对温度分布影响等角度，分析了特长公路隧道的烟气分布特征。最后，

5、以隧道通风网络为理论基础，借助隧道通风网络计算程序，对米溪梁特长公路隧道运营阶段的运营通风进行了模拟分析，确定了不同交通条件下的通风方案。关键词：公路隧道；隧道安全事故；火灾风险评价；烟气控制；火灾数值模拟；通风模拟。IAbstractWiththetheincreasingnumberofthelonghighwaytunnelsabdthespeedingupoftrafficdensityyearbyyear,tunnelfirebecomesoneofthemostdangerousproblemsfacedbyhi

6、ghwaytunnels.Inordertoreducethedegreeofharmcausedbytunnelfireandensurethesafeandhealthydrivingenvironmentinthetunnel,thesecurestateofthetunneloperationneedstobeevaluatedandfiresmokeinthetunnelshouldbeeffectivelycontrolled.TakingMiXiliangLongHighwayTunnelasanexample

7、,thesafetyevaluationandsmokecontroloflonghighwaytunnelwerestudiedinthispaper.Inthispaper,highwaytunnelsafetyfeatureswerehighlightedonthebaseofanalysingthecharacteristicsofhighwaytunneltrafficenvironment.AccidentdatawascollectedseparatelyindifferentyearstakingtheQin

8、linghighwaytunnelandtheXi’antoHanZhonghighwaytunnelgroupasresearchobjects.Thenthetunnelaccidentspatialdistribution,timedistribution,theaccidentfo