基于烟囱效应的高海拔超长公路隧道横通道设计参数研究

作者：张晟斌; 李雪峰^*; 刘夏临; 舒恒; 冯春蕾

来源：科学技术与工程, 2022, 22(32): 14417-14423.

• 高海拔隧道
• 烟囱效应
• 横通道
• FDS
• Pathfinder

为研究烟囱效应作用下高海拔超长公路隧道的横通道间距及宽度等设计参数，以天山胜利隧道为例，运用火灾动力学模型FDS(fire dynamics simulator)建立了不同坡度的高海拔公路隧道三维火灾燃烧模型，分析了高海拔隧道火灾温度及烟气的分布规律，给出了隧道内火灾模式下人员的可用安全疏散时间。考虑了高海拔及烟气对疏散速度折减、人体特征、车辆类型及载客量等因素，采用三维人员仿真模型Pathfinder建立了不同隧道横通道间距与宽度组合下的人员疏散模型，得到人员的必需安全疏散时间。基于安全疏散准则，给出了不同坡度下天山胜利隧道横通道的设计间距及宽度推荐值。结果表明：隧道坡度越大，烟囱效应越明显，火源上坡方向温度上升及可视度下降速度越快，可用安全疏散时间越少；隧道坡度为0.5%、1%、1.367%及1.8%时，距离火源上游250 m处的可用安全疏散时间分别为496、456、430、415 s。天山胜利隧道儿童、成年男性、成年女性及老人的疏散速度分别为0.72、1.07、0.91、0.65 m/s。当隧道坡度为0.5%、1.0%、1.367%和1.8%时，建议横通道间距(宽度)分别设置为250 m(2 m)、250 m(2.2 m)、220 m(2 m)和220 m(2.2 m)。

• 单位
  交通运输部公路科学研究院; 中交第二公路勘察设计研究院有限公司