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海底沉管隧道火灾烟气控制与疏散救援研究--以深圳前海隧道为例
| 论文题名： | 海底沉管隧道火灾烟气控制与疏散救援研究--以深圳前海隧道为例 |
| 关键词： | 隧道工程;防灾救援;隧道火灾;人员疏散;数值模拟 |
| 摘要： | 近10年来我国沉管隧道建设迎来飞速发展，以港珠澳大桥海底隧道为代表的高质量沉管隧道不断涌现。和山岭隧道相比，沉管隧道断面形式特殊，具有大宽高比的特点，其火灾发展过程与山岭隧道有所区别，目前关于隧道火灾的研究主要集中在山岭隧道，而针对超大跨度沉管隧道的防灾救援方面研究仍较匮乏。鉴于此，本文以沿江高速前海段与南坪快速衔接工程中前海段下沉改造建设项目为依托，采用资料调研与数值模拟相结合的方法，针对海底沉管隧道火灾的排烟技术、人员疏散及消防救援开展了系统研究，主要完成的工作有： (1)对比分析了在同火灾规模、同跨度条件下海底沉管隧道（矩形断面）与山岭隧道（拱形断面）的烟气扩散规律。根据隧道在人眼高度的温度、CO浓度、能见度变化，得到不同纵向风速下的可用疏散时间曲线。结果表明山岭隧道顶部蓄烟能力较强，烟气层下降较慢，人员疏散环境优于沉管隧道；较大风速会破坏烟气层化，烟气下降较快。此外针对前海隧道设置的泡沫-水喷雾系统，通过仿真对比分析了不同布设方式的控火效果。 (2)量化分析了海底沉管隧道发生火灾后人行横通道间距设置对必须疏散时间的影响，两者之间存在显著的线性关系。根据不同间距的可用疏散时间和必须疏散时间曲线对比，结果表明前海隧道人行横通道设置（陆域段间隔250m，海域段间隔80m）能够满足最不利疏散条件下隧道人员安全疏散要求。 (3)建立了深圳市前海地区全尺寸路网模型，模拟得到前海隧道不同位置起火时各消防站的救援行动时间，结果表明与前海地区既有消防救援站相比，在北岸新建大铲湾消防救援站救援距离和救援时间小于其他消防救援站，防灾救援作用最为明显，且只有大铲湾消防救援站满足安全的救援时效要求。 本文通过比较沉管隧道以及山岭隧道烟气扩散规律，对沉管隧道火灾通风控制策略进行优化，建立与设备运行、疏散逃生、消防救援相联动的应急救援方案，以期为今后类似的海底沉管隧道防灾救援以及风险评估提供参考。 |
| 作者： | 孙茂贵 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 钱超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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