盾构隧道顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围研究

作者：赵家明; 徐志胜; 王悦琳; 应后淋; 易俊彦; 谢宝超^*

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(06): 2235-2245.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20221245

• 集中排烟模式
• 烟气层化高度
• 隧道火灾
• 盾构隧道

特长或超长盾构隧道中普遍应用顶部集中排烟模式。为了揭示隧道火灾顶部集中排烟模式烟气层化高度和范围，经过全尺寸隧道现场热烟测试发现，集中排烟模式下烟气可以形成稳定分层且被控制在一定范围内。通过数值模拟方法研究了不同热释放速率、排烟量、排烟阀数量和间距情况下烟气层化高度和范围。研究结果表明：1)针对热释放速率为5～50 MW，不同热释放速率工况下排烟系统均能将烟气层化范围控制在一定距离内。随着热释放速率增加，烟气层化范围增大。排烟阀开启范围之内，热释放速率增大，烟气层化高度差距较小。排烟阀开启范围之外，热释放速率越大，烟气层化高度越低。2)针对热释放速率为50 MW，排烟量为120～260 m3/s，不同排烟量工况，排烟阀开启范围内烟气层化高度变化小，开启范围之外烟气层化高度变化大。烟气层化范围随着排烟量增大而变小，可有效控制烟气分布区域。因此建议工程设计、运营过程中可在允许范围内提高排烟量。3)针对排烟阀间距为40～140 m，排烟阀数量为4～8个，增大排烟阀间距和增加排烟阀数量，会导致烟气层化高度降低，烟气层化范围增加，排烟阀数量对烟气层化高度和范围影响较大。

• 单位
  土木工程学院; 中南大学