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沉管隧道集中排烟模式下排烟效果研究
| 论文题名： | 沉管隧道集中排烟模式下排烟效果研究 |
| 关键词： | 沉管隧道;集中排烟;隧道宽度;排烟方式;隧道坡度;纵向风 |
| 摘要： | 近年来随着经济增长，我国隧道建设技术得到快速发展，沉管法以其造价低、质量高、工期短等优点快速成为了水下修筑隧道的主要方法。然而沉管隧道一般为“V”字形纵坡，且纵坡较长，隧道空间狭长封闭，一旦发生火灾，烟气蔓延距离更长，不利于人员疏散和火灾救援。集中排烟以其经济性、对污染物的有效控制、同时污染物在隧道中均匀分布的特点与沉管隧道排烟需求有着很好的适应性。如今隧道宽度不断增加，对于不同宽度和坡度下沉管隧道排烟方案的选择值得研究。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法，建立10m宽单向双车道、14.5m宽单向三车道以及18.5m宽单向四车道沉管隧道全尺寸模型，对沉管隧道集中排烟进行以下研究： 首先，本文在相同排烟方式下隧道宽度变化后对烟气特性及排烟效率的影响进行研究，研究发现随着隧道宽度的增大，烟气蔓延速度会随之下降，排烟效率也随之下降。 随后本文又对于沉管隧道在不同宽度下的排烟方式的选择进行分析，对侧壁排烟、顶部排烟以及侧壁排烟加挡烟垂壁三种排烟方式下的排烟效果进行比较，发现顶部排烟由于其结构的优越性，在烟气蔓延速度、温度分布、能见度分布以及排烟效率方面均优于其他两种排烟方式，而在侧壁排烟加挡烟垂壁的方式要比单一的侧壁排烟方式下排烟效果较好。 然后本文通过对不同火源功率下的沉管隧道火灾发展进行分析，发现在同一隧道宽度以及排烟方式下，隧道内烟气层厚度和烟气浓会随火源功率增大增加，排烟效率也会上升。 由于沉管隧道多为“V”形纵坡，本文基于隧道坡度i=0、1.5%、3%的三种隧道坡度下，分析沉管隧道内斜坡段烟气特性和排烟效率的影响及其作用机理，结果表明，在烟囱效应的作用下，当隧道坡度增大时，隧道内的烟气会在坡顶位置聚集，烟气向火源上游蔓延速度加快，隧道内的排烟效率也会随着坡度的增大而下降，对火灾救援和人员疏散产生不利影响。 最后本文通过三种排烟方式配合不同大小纵向风作用对烟囱效应的抑制效果进行研究。经研究发现顶部排烟配合纵向风作用下排烟效果较好，并依据不同速度纵向风作用下的排烟效果提出合理的纵向风速推荐。 |
| 作者： | 肖林旭 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 赵宁雨;李林杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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