， ，，，

(1.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000；2.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410075)

0 引言

特長隧道互補(bǔ)式通風(fēng)采用一個或多個聯(lián)絡(luò)風(fēng)道，將上下行隧道聯(lián)通形成網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)，使需風(fēng)量相差懸殊的兩個單洞中的污染濃度得到平衡，從而降低整座隧道的需風(fēng)量?；パa(bǔ)式通風(fēng)對于交通量不大的雙向分離式特長公路隧道，是一種經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、有效的通風(fēng)方案，近年來在我國逐步得到推廣應(yīng)用，如大別山隧道[1,2]、兩河口隧道[3]、西秦嶺隧道[4,5]等?；パa(bǔ)式通風(fēng)由于采用網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)模式，洞內(nèi)空氣流動較為復(fù)雜，特別是采用單個聯(lián)絡(luò)風(fēng)道時，隧道火災(zāi)的擴(kuò)散特征及相應(yīng)的救援逃生策略更為復(fù)雜。本文結(jié)合安徽省岳武高速明堂山隧道開展單通道互補(bǔ)式通風(fēng)條件下的火災(zāi)擴(kuò)散特征研究。

1 工程概況及通風(fēng)方案

明堂山特長隧道為岳西至武漢高速公路安徽段的控制性工程，采用分離式雙向四車道方案，設(shè)計(jì)速度80 km/h，右線全長為7 531 m，縱坡為+1.994%/240 m、+0.80%/7 291 m；左線全長7 548 m，縱坡為-0.80%/7 309 m，-1.994%/239 m。

根據(jù)隧道近遠(yuǎn)期交通量及組成，計(jì)算獲得不同工況條件下的需風(fēng)量如表1所示。從中可以看出：左線最大需風(fēng)量由換氣工況控制，為410 m3/s，稀釋有害氣體的需風(fēng)量僅為216 m3/s(近期)和256 m3/s(遠(yuǎn)期)；隧道右線最大需風(fēng)量近期由換氣工況控制，為410 m3/s，遠(yuǎn)期由稀釋有害氣體的需風(fēng)量控制，為475 m3/s。左右線稀釋有害氣體需風(fēng)量存在顯著差異(約為1∶1.85)，適合采用互補(bǔ)式通風(fēng)。

表1 明堂山隧道需風(fēng)量計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目需風(fēng)量/(m3·s-1)正常及阻滯工況換氣工況(3次)火災(zāi)工況左線近期216410196遠(yuǎn)期256410196右線近期400409196遠(yuǎn)期475409196

明堂山隧道單通道互補(bǔ)式通風(fēng)方案[6](圖1)具體如下：

1)隧道右線采用單豎井集中送排式通風(fēng)，左線采用全射流風(fēng)機(jī)通風(fēng)，左右線通過12#人行橫洞(距岳西端4 815 m、距武漢端2 716 m)實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)式通風(fēng)。

2)豎井軸流排風(fēng)機(jī)近期配置3臺(2用1備)，總功率近期790.47 kW、遠(yuǎn)期1 042.20 kW；軸流送風(fēng)機(jī)近期配置2臺(1用1備)，總功率近期757.92 kW、遠(yuǎn)期1 061.54 kW。

3)右洞近期配置射流風(fēng)機(jī)22臺，功率合計(jì)660 kW；遠(yuǎn)期配置射流風(fēng)機(jī)26臺，功率合計(jì)780 kW。風(fēng)機(jī)分別布設(shè)在K17+590～K18+610段(7組14臺，含遠(yuǎn)期2臺)、K21+590～K21+760段(2組4臺)、K24+211～K24+721段(4組8臺，含遠(yuǎn)期2臺)。

4)左洞近期和遠(yuǎn)期均配置射流風(fēng)機(jī)54臺，功率合計(jì)1 620 kW。風(fēng)機(jī)分別布設(shè)在ZK17+591～ZK19+121段(1 530 m，10組20臺)、ZK20+655～ZK21+675段(1 020 m，7組14臺)、ZK23+209～ZK24+7739段(1 530 m，10組20臺)。

圖1 明堂山隧道單通道送入式通風(fēng)方案示意圖

2 火災(zāi)模擬分析方案

2.1 模擬分析方法

火災(zāi)模擬分析采用美國科學(xué)院研制的FDS火災(zāi)模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)是經(jīng)歷了多年的發(fā)展及結(jié)合實(shí)際的火災(zāi)參數(shù)修正，目前已經(jīng)成為模擬火災(zāi)的最主要工具，可以模擬三維空間內(nèi)空氣的溫度、速度和煙氣的流動情況等。FDS火災(zāi)動力模擬軟件由兩部分組成，分別是FDS和Smokeview部分。其中，F(xiàn)DS部分主要是用來完成對火災(zāi)場的創(chuàng)建和計(jì)算階段，而Smokeview部分則是對FDS計(jì)算結(jié)果的可視化，以三維動態(tài)的形式顯示火災(zāi)發(fā)生的全過程。

2.2 火災(zāi)危險狀態(tài)判定

火災(zāi)煙氣對人員的危害主要體現(xiàn)在3個方面：高溫、遮光和有毒。對隧道中的人員來說，火災(zāi)危險條件通常按以下情況之一確定：

1)高溫：若隧道內(nèi)某處2 m高度的氣體溫度超過60 ℃，或地面高度處輻射熱通量超過2.5 kW/m3，認(rèn)為已達(dá)到了火災(zāi)危險狀態(tài)。

2)遮光：依據(jù)澳大利亞《消防工程師指引》，若隧道內(nèi)某處能見度小于10 m，認(rèn)為該位置已達(dá)到了火災(zāi)危險狀態(tài)。

3)煙氣毒性：采用通用的簡化處理方法，即和煙氣遮光性判據(jù)結(jié)合使用。

當(dāng)隧道內(nèi)某個位置達(dá)到上述3個條件的任何一個，認(rèn)為該處已經(jīng)達(dá)到了火災(zāi)的危險狀態(tài)。達(dá)到危險狀態(tài)的時間減去著火時間便是該位置的可用人員安全疏散時間。

2.3 火災(zāi)模擬工況

為了保證特長公路隧道的運(yùn)營安全，在運(yùn)營中通常需要對特殊危化品車輛采取禁行或管制通行措施，因而主要火災(zāi)仍是一般客貨車火災(zāi)。不同車型的車輛火災(zāi)，火源功率如表2。模擬分析時主要考慮一輛大型車著火，火源功率為30 MW，火災(zāi)臨界風(fēng)速取3.0 m/s，火源面積5 m×4 m。在部分工況考慮了其他車型車輛的火災(zāi)。具體工況如表3。

表2 不同車型火源功率車輛類型火源功率/MW小型轎車32～3輛小型轎車8小型貨車15大型貨車30

表3 火災(zāi)模擬工況火災(zāi)工況火源功率/MW起火位置通風(fēng)排煙方式130隧道入口段洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s230排煙道上游100m附近洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s330隧道出口段洞內(nèi)3m/s，不開啟排煙口430排煙道上游100m附近洞內(nèi)1m/s，排煙口280m3/s515排煙道上游100m附近洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s左線615排煙道上游100m附近洞內(nèi)1m/s，排煙口280m3/s715隧道中部通風(fēng)排煙系統(tǒng)失效8 8排煙道上游100m附近洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s9 8排煙道上游100m附近洞內(nèi)1m/s，排煙口280m3/s10 3排煙道上游100m附近洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s11 3排煙道上游100m附近洞內(nèi)1m/s，排煙口280m3/s130隧道入口段洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s右線230排煙道下方洞內(nèi)3m/s，排煙口280m3/s330隧道出口段洞內(nèi)3m/s，不開啟排煙口430隧道中部通風(fēng)排煙系統(tǒng)失效

3 隧道內(nèi)火災(zāi)煙氣流動擴(kuò)散特征

3.1 火災(zāi)高溫和煙氣擴(kuò)散分析方法

通過數(shù)值模擬可以獲得各工況在起火后不同時間的溫度分布(如圖2，限于篇幅，不一一列出)和煙氣分布(如圖3)，結(jié)合火災(zāi)危險狀態(tài)判定條件，可以獲得不同工況的危險狀態(tài)、范圍以及安全疏散時間。

圖2 左線工況2隧道內(nèi)溫度分布

圖3 左線工況2隧道內(nèi)煙氣分布

3.2 各工況下高溫和煙氣擴(kuò)散特征

3.2.1 左線隧道火災(zāi)煙氣擴(kuò)散分析

1)隧道入口段火災(zāi)(工況1)。

在3 m/s的縱向通風(fēng)條件下，煙氣向火區(qū)下游迅速蔓延，上游較小距離內(nèi)有煙氣回流。起火后30 min內(nèi)，通風(fēng)帶來了大量的冷空氣對煙氣進(jìn)行了冷卻，隧道內(nèi)只有火源附近溫度超過120 ℃。

2)排煙口上游100 m火災(zāi)(工況2)。

在3 m/s的縱向通風(fēng)條件下，煙氣向火區(qū)下游迅速蔓延，很快從排煙口進(jìn)入排煙道，大部分會從排煙道排出，極少部分繼續(xù)向下游蔓延，但是會穩(wěn)定在下游一定范圍之內(nèi)?；鹪次恢脺囟容^高，火源下游，距離火源越遠(yuǎn)，隧道內(nèi)溫度越低。起火后30 min內(nèi)，通風(fēng)帶來了大量的冷空氣對煙氣進(jìn)行了冷卻，只有火源附近溫度超過120 ℃。

3)隧道出口段火災(zāi)(工況3)。

在3 m/s的縱向通風(fēng)條件下，煙氣回流不明顯?；饏^(qū)上游射流風(fēng)機(jī)開啟，由于起火地點(diǎn)靠近隧道出口，在縱向通風(fēng)的作用下，煙氣不到5 min就充滿了起火位置至隧道出口段?；饏^(qū)上游平均溫度較低，火源距下游出口約280 m，火源附近溫度高于120 ℃，隧道出口處溫度仍然高于60 ℃，火源下游高溫危害非常明顯。

4)排煙口上游大型貨車火災(zāi)(工況4)。

在流速為1 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，煙氣回流非常明顯。一部分煙氣沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出，另一部分發(fā)生回流，不到5 min已蔓延至火源上游200 m處。排煙口下游幾乎無煙氣，下游平均溫度較低，火源附近及上游平均溫度偏高，火源上方溫度超過170 ℃，火源上游距離火源200 m處溫度仍超過50 ℃。對比工況2，隧道內(nèi)排煙口上游大型貨車發(fā)生火災(zāi)，3 m/s的縱向風(fēng)速，其排煙效果明顯優(yōu)于1 m/s。

5)排煙口上游小型貨車火災(zāi)(工況5，3 m/s風(fēng)速)。

在3 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，幾乎無煙氣回流。大部分煙氣沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出，另一部分在縱向射流通風(fēng)作用下，向排煙口下游蔓延，一段時間后穩(wěn)定在下游一定范圍內(nèi)。排煙口下游煙氣濃度較小，平均溫度較低，火源至排煙口位置，煙氣濃度較大，靠近頂棚位置溫度較高，超過90 ℃。

6)排煙口上游小型貨車火災(zāi)(工況6，1 m/s風(fēng)速)。

在流速為1 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，煙氣回流非常明顯。一部分煙氣向下游蔓延至排煙口位置，沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出，另一部分向火區(qū)上游蔓延，起火后5 min將蔓延至火源上游200 m處。排煙口下游幾乎無煙氣，下游平均溫度較低，火源附近平均溫度較高，火源上方溫度超過120 ℃，火源上游距離火源200 m處平均溫度不超過30 ℃。

對比工況5和工況6，隧道內(nèi)排煙口上游小型貨車發(fā)生火災(zāi)，1 m/s的縱向風(fēng)速作用下，幾乎無煙氣蔓延至排煙口下游，火源上游200 m內(nèi)有煙氣回流，從節(jié)能的角度分析，排煙口上游小型貨車發(fā)生火災(zāi)時，只需開啟部分射流風(fēng)機(jī)，使隧道內(nèi)風(fēng)速達(dá)到1 m/s。

7)排煙口上游小型貨車火災(zāi)(工況7，無風(fēng)狀態(tài))。

排煙口上游小型貨車發(fā)生火災(zāi)后，由于通風(fēng)系統(tǒng)失效，隧道內(nèi)煙氣自由蔓延。由于坡度的存在，煙氣沿隧道兩側(cè)蔓延不對稱，浮力效應(yīng)使煙氣沿上坡方向蔓延速度較快，沿下坡方向蔓延速度較慢。在自由蔓延情況下，煙氣溫度隨著與火源距離的增大而降低，火源上方的煙氣溫度較高。溫度分布逐漸向上坡側(cè)發(fā)生偏移，呈不對稱分布，與火源相同距離處上坡側(cè)煙氣溫度要高于下坡側(cè)煙氣溫度，表明坡度使煙氣流動產(chǎn)生一定的偏離，對沿程溫度分布具有一定的影響。隧道下坡方向的煙氣溫度逐漸降低，隧道上坡方向的煙氣溫度則逐漸升高，這是因?yàn)槠露鹊拇嬖?，使得火羽流逐漸向隧道上坡方向傾斜，更多的熱煙氣向上坡方向蔓延，上坡側(cè)煙氣溫度升高。

8)排煙口上游2～3輛小型轎車火災(zāi)(工況8，3 m/s風(fēng)速)。

在3 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，幾乎無煙氣回流。大部分煙氣沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出。由于隧道內(nèi)風(fēng)速太大，部分煙氣被吹至排煙口下游，向下游蔓延，一段時間后穩(wěn)定在下游一定范圍內(nèi)。排煙口下游煙氣濃度較小，平均溫度較低，火源至排煙口位置，煙氣濃度較大，靠近頂棚位置溫度較高，超過55 ℃。由于隧道內(nèi)風(fēng)速太大，隧道內(nèi)平均溫度較低。

9)排煙口上游2～3輛小型轎車火災(zāi)(工況9，1 m/s風(fēng)速)。

在1 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，煙氣會發(fā)生回流。大部分煙氣向下游蔓延至排煙口位置，沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出，另一部分向火區(qū)上游蔓延，起火后5 min蔓延至火源上游約180 m處。排煙口下游幾乎無煙氣，下游平均溫度較低，火源附近平均溫度偏高，火源上方溫度超過120 ℃，火源上游距離火源180 m處平均溫度不超過30 ℃。

對比工況8和工況9，隧道內(nèi)排煙口上游2～3輛小型轎車發(fā)生火災(zāi)，1 m/s的縱向風(fēng)速作用下，幾乎無煙氣蔓延至排煙口下游，火源上游180 m內(nèi)有煙氣回流。從節(jié)能的角度分析，排煙口上游2～3輛小型轎車發(fā)生火災(zāi)時，只需開啟部分射流風(fēng)機(jī)，使隧道內(nèi)風(fēng)速達(dá)到1 m/s。

10)排煙口上游小型轎車火災(zāi)(工況10，3 m/s風(fēng)速)。

在3 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，完全無煙氣回流。大部分煙氣沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出，由于隧道內(nèi)風(fēng)速太大，部分煙氣被吹至排煙口下游，向下游蔓延，一段時間后穩(wěn)定在下游一定范圍內(nèi)。排煙口下游煙氣濃度較小，平均溫度較低，火源至排煙口位置，煙氣濃度較大，靠近頂棚位置溫度超過30 ℃。由于隧道內(nèi)風(fēng)速太大，隧道內(nèi)平均溫度較低。

11)排煙口上游小型轎車火災(zāi)(工況11，1 m/s風(fēng)速)。

在1 m/s的縱向風(fēng)速和280 m3/s的排煙風(fēng)量條件下，煙氣會發(fā)生回流。大部分煙氣向下游蔓延至排煙口位置，沿排煙口進(jìn)入排煙道，從排煙道排出，另一部分向火區(qū)上游蔓延，起火后5 min蔓延至火源上游約100 m處且穩(wěn)定在該范圍內(nèi)。排煙口下游無煙氣蔓延，下游平均溫度較低，火源附近平均溫度偏高，火源上方溫度超過55 ℃，火源上游距離火源100 m處平均溫度不超過30 ℃。

對比工況10和工況11，隧道內(nèi)排煙口上游小型轎車發(fā)生火災(zāi)，1 m/s的縱向風(fēng)速作用下，完全無煙氣蔓延至排煙口下游，火源上游100 m內(nèi)有煙氣回流。從節(jié)能的角度分析，只需開啟部分射流風(fēng)機(jī)，使隧道內(nèi)風(fēng)速達(dá)到1 m/s。

3.2.2 右線隧道火災(zāi)煙氣擴(kuò)散分析

1)隧道入口段火災(zāi)(工況1)。

隧道內(nèi)溫度分布和煙氣分布規(guī)律與左線工況1相同，煙氣向火區(qū)上游蔓延不明顯。煙氣的高溫危害僅在火區(qū)下游存在，只有火源附近煙氣溫度超過120 ℃。

2)排煙道下方火災(zāi)(工況2)。

由于排煙通道是考慮左線隧道火災(zāi)排煙方面的不足，自右線豎井引入的，火源位置在排煙通道下方時，對右線隧道煙氣蔓延并無影響。但是火區(qū)下游的排風(fēng)口，在發(fā)生火災(zāi)后，作用相當(dāng)于排煙口，會將一部分煙氣排出隧道，另一部分煙氣繼續(xù)向火區(qū)下游蔓延，隧道內(nèi)溫度分布和煙氣分布規(guī)律與左線工況2相似，煙氣向火區(qū)上游蔓延不明顯。煙氣的高溫危害僅在火區(qū)下游存在，只有火源附近煙氣溫度超過120 ℃

3)隧道出口段火災(zāi)(工況3)。

在3 m/s 的縱向通風(fēng)條件下，煙氣回流不明顯。由于起火地點(diǎn)靠近隧道出口，在通風(fēng)的作用下，煙氣不到5 min就充滿了由起火位置至隧道出口的路段。火區(qū)上游隧道內(nèi)的平均溫度較低，火源距下游出口不到300 m，火源下游高溫危害非常明顯，隧道出口處溫度仍然高于60 ℃。

4)隧道中部火災(zāi)(工況4，排煙失效)。

隧道內(nèi)煙氣及溫度分布規(guī)律與左線工況7相同，由于火源功率比左線工況7大，火源上方平均溫度更高，超過170 ℃。

3.3 隧道內(nèi)火災(zāi)的車輛間蔓延特征

火災(zāi)往往會造成隧道內(nèi)車輛的堵塞，與著火車輛相鄰近的車輛，由于受到火焰及上層熱煙氣的熱輻射，有可能被引燃從而引發(fā)更大規(guī)模的火災(zāi)。本部分內(nèi)容將對與著火車輛相鄰車輛的受熱和引燃問題進(jìn)行分析。

3.3.1 隧道火災(zāi)中車輛的受熱引燃分析

與著火車輛相鄰近的車輛的受熱來源于3種基本形式，即熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。引燃鄰近車輛的熱量主要來源于著火車輛的熱輻射(Iflame)和熱煙氣的輻射(Ismoke)。當(dāng)輻射熱通量之和超過車輛著火的臨界輻射熱通量(Ic)時，車輛將被引燃。因此保證鄰近車輛不被引燃的臨界條件為：

Iflame+Ismoke

車輛著火的臨界熱通量與汽車表面材料性能、車輛所裝載貨物的熱物性有關(guān)。本研究以汽車表面材料的著火臨界輻射熱通量作為汽車著火臨界輻射熱通量的代表值。 現(xiàn)代汽車大多數(shù)都在表面涂上聚氨酯之類的熱塑性材料，汽車著火的臨界輻射熱通量取為16 kW/m2。

3.3.2 模擬計(jì)算及結(jié)果

在相同的通風(fēng)條件下，起火車輛周圍目標(biāo)位置的熱通量與火源的強(qiáng)度以及離火源的位置有關(guān)，而與火源在隧道中的位置關(guān)系不大。因此，車輛之間的火災(zāi)蔓延需對不同火源功率和通風(fēng)條件工況進(jìn)行分析，即選取機(jī)械通風(fēng)工況下火源功率為30 MW和自然通風(fēng)工況下火源功率分別為30、15、3 MW進(jìn)行分析，火區(qū)尺寸分別為為5 m×4 m、5 m×3 m和3 m×2 m。

對每個火災(zāi)場景需分上(下坡方向)、下游(上坡方向)分別計(jì)算目標(biāo)位置受到的熱通量，在火源中心線上、下游車道地面高度處各取若干個目標(biāo)點(diǎn)，分別考察目標(biāo)點(diǎn)在火災(zāi)過程中受到的最大輻射熱通量。離火區(qū)最近的目標(biāo)點(diǎn)距火區(qū)邊緣1 m，相鄰目標(biāo)點(diǎn)間距為1 m。各目標(biāo)點(diǎn)受到的最大輻射熱通量可以繪成如圖4所示的熱通量分布圖。

3.3.3 車輛引燃臨界距離

通過數(shù)值模擬，獲得不同火源功率時的車輛引燃臨界距離如表4所示，為了不使火災(zāi)在車輛之間蔓延擴(kuò)大，前后車輛之間的?？烤嚯x(前車后邊緣和后車前邊緣的距離)至少要大于車輛引燃臨界距離。

從本部分的隧道內(nèi)火蔓延分析看到，在通風(fēng)作用下，火區(qū)上游相對安全，車輛停車距離只要不低于3 m，車輛就不會被輻射引燃；而火區(qū)下游車輛停車距離大于8 m才不會被引燃，相對較危險。不過由于隧道是單向行駛的，火區(qū)下游的車輛在火災(zāi)發(fā)生后能夠很快離開隧道，不會受到火災(zāi)的影響。只有當(dāng)火區(qū)下游隧道被完全堵塞或車輛突然拋錨的情況下，需要考慮下游車輛的?？烤嚯x。

a)機(jī)械通風(fēng)(3 m/s)

b)自然通風(fēng)

圖4火源功率為30MW不同目標(biāo)點(diǎn)受到的最大熱通量(距離負(fù)值為上游)

表4 不同火源功率時的車輛引燃臨界距離位置Lc/m機(jī)械通風(fēng)自然通風(fēng)火源功率30MW火源功率30MW火源功率15MW火源功率3MW上游3421下游8532

不考慮機(jī)械通風(fēng)時，火災(zāi)時車輛引燃臨界距離隨著火源功率的增大而增加，沿上坡方向的輻射熱通量明顯大于下坡方向；對于火源功率為30 MW(大貨車)的火災(zāi)，引燃臨界距離上游不大于4 m、下游不大于5 m；對于火源功率3 MW(小轎車)的火災(zāi)，引燃臨界距離上游不大于1 m、下游不大于2 m。發(fā)生火災(zāi)后，起火車輛附近的其他車輛為防止被輻射引燃，應(yīng)與起火車輛保持超過該臨界值的安全距離。另外，考慮到實(shí)際火災(zāi)中的飛火等隨機(jī)火蔓延現(xiàn)象的存在，未著火車輛應(yīng)盡量遠(yuǎn)離著火車輛。

4 結(jié)論

采用數(shù)值模擬方法，對明堂山隧道內(nèi)不同火災(zāi)工況下洞內(nèi)的煙氣流動與火蔓延開展了模擬研究，獲得如下規(guī)律：

1)隧道內(nèi)火災(zāi)煙氣控制效果由火災(zāi)規(guī)模(起火車輛)與縱向通風(fēng)風(fēng)速共同決定。對本研究中考慮的火災(zāi)規(guī)模(30、15、8、3 MW)，采用縱向通風(fēng)方式(設(shè)計(jì)縱向特征風(fēng)速為3 m/s)基本可以滿足火災(zāi)條件下的煙氣控制要求：煙氣沿火源下游流動進(jìn)入排煙豎井或通過隧道出口流出，火源附近煙氣不出現(xiàn)明顯回流。此種模式下，火源上下游車輛人員均可不受火災(zāi)影響：下游人員隨車輛快速離開隧洞，而上游車輛人員由于煙氣未發(fā)生明顯回流，在保證與起火車輛安全距離的前提下，有足夠的時間通過疏散橫通道進(jìn)入相鄰隧道。

2)火源功率越大，縱向通風(fēng)風(fēng)速越小，火災(zāi)煙氣回流長度越長，火源上游人員受到威脅越大。從保護(hù)火源上游人員安全角度來說，縱向通風(fēng)風(fēng)速越大越好，而從經(jīng)濟(jì)性與隧道保護(hù)角度來看，過大的縱向通風(fēng)風(fēng)速會造成機(jī)電設(shè)備投資的增加，而且采用縱向-送排煙控方案時，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在排煙口上游，過高的縱向風(fēng)速將導(dǎo)致煙氣在排煙口下游蔓延影響范圍增大，對隧道保護(hù)不利。因而較合適的煙氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)可采用如下組合方式：縱向通風(fēng)風(fēng)速稍大于火源功率與隧道尺寸所對應(yīng)的臨界風(fēng)速，軸流風(fēng)機(jī)凈排煙量不小于隧道縱向氣體流量。

3)考慮最不利情形，隧道內(nèi)機(jī)械通風(fēng)失效時，著火車輛通過熱輻射引燃周圍車輛的引燃臨界距離隨著火源功率的增大而增加，沿上坡方向的輻射熱通量明顯大于下坡方向；對于30 MW(大貨車)火災(zāi)，引燃臨界距離上游不大于4 m、下游不大于5 m；對于3 MW(小轎車)火災(zāi)，引燃臨界距離上游不大于1 m、下游不大于2 m。發(fā)生火災(zāi)后，起火車輛附近的其它車輛為防止被輻射引燃，應(yīng)與起火車輛保持超過該臨界值的安全距離。

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