公路隧道火灾预警及烟雾防控与安全疏散研究与展望

公路隧道由于自身结构狭长、密闭、内部交通环境复杂等特点，使得发生火灾时火势极易蔓延并产生高温有毒烟雾，对被困人员造成严重的生命安全和财产威胁。对隧道火灾探测、火灾发展、火灾烟雾控制以及隧道发生火灾时人员安全疏散等方面的研究现状进行阐述，具体包括火灾探测系统的优化更新，隧道火灾烟雾远近场分界点、火灾烟雾回流层长度和烟雾层厚度等关键参数的确定，以及隧道火灾人员安全疏散的影响因素和提高安全疏散效率的方法。建议深入研究集成式火灾视频图像探测技术（VID），更新迭代智能化通风控制系统，并利用VR训练系统提升隧道管理人员的应急指挥能力，提高隧道火灾安全疏散效率。     

公路隧道火灾人员逃生条件研究

公路隧道火灾中对人员危害最大的是烟气。在已有的隧道火灾人员逃生研究中,关于烟雾对人的伤害大都是以某一气体的绝对浓度为判断指标,但是在隧道火灾过程中,不仅隧道内的烟气浓度在变化,而且逃生人员的位置也在改变。在研究隧道火灾过程人员的逃生时,应该同时考虑隧道内烟雾浓度的变化和逃生人员在隧道内逗留时间,即必须考虑有害气体在人体内的累积程度。文章在已有的LC_(50)指标值、N-气体模型预测值、FED模型预测值的基础上,给出了一个更为合理的公路隧道火灾时的人员安全逃生判别条件,为公路隧道火灾时的人员逃生研究提供了技术支持。     

隧道火灾与烟雾控制

为研究隧道火灾的特性,从而在设计和运营管理中做到更好地预防及控制火灾,国外进行了很多隧道火灾的模拟试验,介绍一些试验的情况及研究的结论。     

生命值与伤害值概念下的公路隧道火灾人员逃生安全风险研究

公路隧道发生火灾时,高温和烟气同时危及逃生人员和消防人员的生命安全。在已有的火灾烟气和高温下人员逃生条件的基础上,文章定义人员伤害值、生命值概念,提出了一种新的同时考虑高温和烟雾的隧道火灾人员逃生安全风险辨识条件。以某隧道大巴车火灾为例,建立数值计算模型模拟不同火灾工况下隧道的温度场以及烟雾场,依据建立的人员逃生安全风险判定条件得到了火灾时下游人员逃生动态过程的受伤害程度以及不同位置处消防人员受伤害情况。研究结果表明:适当提高通风风速有利于下游人员逃生;逃生过程中CO对人的伤害占主导作用;通风风速大于2.5 m/s时,上游消防人员有足够的时间进行灭火作业;通风失效时,消防人员灭火时长不宜超过360 s。     

公路隧道交通安全措施探索

保障公路隧道的交通安全不仅事关隧道内司乘人员的生命安全,对隧道本身的结构安全同样有很大的影响。从公路隧道的总体设计、交通工程设施、防火、隧道内装、洞口增减光设施、火灾的预防与救援、隧道的运营管理、宣传教育和交通法规等多方面对影响公路隧道交通安全的因素和相关措施进行了探讨,旨在为公路隧道交通安全措施的研究提供一些思路。     

长大公路隧道的防火救灾对策

文章根据公路隧道火灾的原因和特点,将公路隧道的防火救灾对策系统划分为指导思想、火灾安全等级、宣传教育、交通管理、通风控制、监控与消防系统、建筑材料与附属设施,以及灭火救援体系八个子系统,对应于每一个子系统,提出了详细的防火对策;针对不同的火灾安全等级,给出了我国长大公路隧道的防火设施配置表和危险物品运输时的交通控制表;完善了公路隧道灭火救灾的组织流程,并提出了公路隧道防火救灾预案的研究原则、研究内容以及具体的研究思路。     

特长公路隧道通风设计若干问题与对策

目前,我国在特长公路隧道的通风设计中,在隧道自然风阻力计算、根据稀释烟雾计算隧道需风量、送排式通风系统中“不应有短道回流”和通风斜井倾角选用等方面存在一定的问题。文章在对问题进行分析论证的基础上提出:(1)隧道自然风阻力应由自然风等效压差确定,在缺少工程实地观测资料的情况下,假定隧道自然风阻力为常量,并在10~30 Pa之间取值;(2)依据稀释烟雾计算隧道需风量时,在公式中应引入烟雾的质量浓度或烟雾的体积浓度,并用其替代公式中的一般烟雾浓度;(3)竖井送排式通风系统中宜变短道顺流为有控制的回流;(4)隧道通风斜井的倾角不要受矿山常用的斜井倾角的限制,应视隧道的具体工程条件灵活取用。     

山岭公路隧道结构的耐火极限与防火保护问题

在我国公路行业标准、规范中缺乏对山岭公路隧道耐火极限与防火保护的相应规定.发生火灾时,首先应采取应对措施,保证隧道结构不会出现连续坍塌或严重掉块伤人情况,使司乘人员逃生疏散及消防人员救援与灭火具有足够的时间.火灾后隧道结构损伤应可进行维修,且其维修成本及因此中断营运的损失应可接受.通过对影响耐火极限与防火保护的诸多因素进行分析,并结合我国国情,提出了山岭公路隧道耐火极限为1～2 h,一般应以隧道结构失去稳定性为判断标准,按此标准隧道结构一般无需附加防火层保护等建议.     

公路隧道通风系统的防灾响应

从公路隧道通风系统的设计着手,对隧道发生火灾时洞内通风系统作用于风流的响应时间及污染物的影响长度进行了分析计算.依据隧道内异常情况的要求,提出了对现有通风系统的设计进行评估的基本思路和方法.根据通风系统灾害情况下不同风流组织的响应时间,对比现有风机的基本性能及运转情况,提出了公路隧道在防灾设计方面的思路及存在的问题,以及"对通风系统的响应需作出明确规定;发生火灾时应慎重考虑风机的反转工况"等建议.     

近水平红层公路隧道围岩分级指标初探

在公路隧道设计和施工中,准确的隧道围岩分级是评价隧道稳定性、确保隧道建设与运营安全的前提。在近水平红层公路隧道的施工中,采用现行公路隧道围岩分级方法对近水平红层围岩进行分级,分级结果与围岩自稳能力所反映出的隧道实际围岩级别之间有很大差异。文章在分析近水平红层公路隧道围岩工程特性的基础上,研究了造成分级结果差异的原因,尝试对围岩分级指标中的地下水影响修正系数进行修正,增加了层厚影响系数,使现有公路隧道围岩分级方法适用于近水平红层公路隧道的围岩分级。利用实际工程对分级指标的适用性进行初步验证,采用修正后指标进行围岩分级得到的结果,能够满足近水平红层公路隧道设计与施工中对围岩稳定性评价的要求。     

乌池坝特长公路隧道通风方案设计

文章简要介绍了乌池坝特长公路隧道的工程概况,对目前最为常用的全射流通风以及斜、竖井加射流风机组合的分段纵向通风方式进行了对比、分析和研究,并充分考虑了正常运营、交通阻塞、火灾和换气四种不同工况下隧道内气流组织、通风及其控制等要求,提出了推荐方案:右线采用斜井集中排出式 竖井送排式 射流风机纵向通风,左线采用斜井集中排出式 射流风机纵向通风。本通风方案采用了一井两用的设计思路,即左线斜井同时对左线隧道和右线隧道进行集中排风;此外,考虑左线入口段火灾时的排烟,从右线竖井处设置了专用排烟通道连接左线。在满足通风要求的基础上,重点研究了通风运营成本及运营安全、火灾排烟及火灾通风控制等关键问题。     

关于隧道火灾时火风压计算方法的讨论

文章通过采用试验资料确定温度场,试提出一个较为简单明晰的火风压计算公式.公式表明火风压由三部分组成,烟气的热压差在隧道纵坡较大时占的比例较大,是火风压的主要组成部分;火风压与隧道纵坡成正比关系.文章还结合通风计算算例,发现火灾工况一般不会控制通风设计;提出的计算火风压方法使用方便,原理较为明淅,适合于设计中应用.     

地铁隧道烟气控制模式可行性分析

本文介绍和分析了当前地铁区间隧道烟气控制模式的可行性,指出地铁隧道的火灾探测、确认等基础环节薄弱导致烟气控制模式实现困难;并从与信号制式及地铁运能的角度分析了烟气控制模式对地铁线路运营效率的影响。     

公路隧道消防问题浅析

国内近年发生多起公路隧道火灾事故,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,我国公路隧道运营安全工作仍面临着较大压力和挑战。当前公路隧道消防系统存在诸多不足,主要表现为缺少技术规范、理论指导,消防设施较少考虑水源情况,消防工程建设的全程监管不到位,运营管理制度不健全。文章对公路隧道消防系统存在的主要问题进行分析,并提出相应的措施。     

高烈度地震区公路双连拱隧道地震动力响应研究

针对目前尚未对高烈度地震区双连拱隧道这种特殊的结构形式进行具体深入的动力响应研究的现状,从土-结构相互作用模型出发,运用数值分析方法对连拱隧道进行了三维弹塑性分析,主要研究水平方向上传播的剪切波所引起的双连拱公路隧道的地震动力响应。从计算结果看出,随着埋深的增加,双连拱隧道衬砌的水平位移逐渐减小,衬砌内力逐渐增大,而变化趋势逐渐平缓;随着中墙厚度的增加,隧道衬砌水平方向的位移峰值逐渐增大,因此建议采用2.2 m厚中墙。研究结果表明,连拱隧道衬砌的仰拱、墙脚及拱肩为抗震的薄弱环节。     

汶川地震公路隧道洞口段震害机理及抗震对策研究

汶川地震中震区公路隧道洞口段破坏严重,严重影响了震区生命线工程的畅通.为提高震区公路隧道洞口段的抗震能力,结合公路隧道洞口段震害情况对其震害机理进行了研究.研究结果表明,洞门、边仰坡及明洞震害主要是地震惯性力作用造成的:软岩隧道洞口段衬砌震害主要是地震惯性力和强制位移造成的.文章根据隧道洞口段的震害机理,提出了相应的抗震对策.研究结果对于进一步研究高烈度地震区公路隧道震害机理及抗震对策都有着重要的意义.     

地铁区间隧道火灾自然排烟模式的研究与应用

成都南部地铁区间隧道采用地面开口的自然通风模式,在国内尚属首次。文章对区间隧道在火灾工况下,通风竖井间距、隧道中隔墙,以及风口阻力系数对自然排烟通风效果的影响进行了数值模拟分析,为区间隧道的结构选型提供了科学的依据。     

烟台西山城市公路隧道设计与施工

比较山岭公路隧道而言,由于城市人口、设施较为密集,隧道施工对周边环境影响较大,因而城市公路隧道在设计、施工等方面应有更高的要求,即在充分考虑隧道使用功能以及工程造价的同时,应尽可能将隧道施工对周边环境产生的影响降至最低。因此,坚持“以人为本”、重视隧道景观设计、加强环境保护将成为城市公路隧道建设的重要理念。文章结合烟台市西山隧道工况,介绍了城市公路隧道设计方案、施工方法以及环境保护措施。