基于湘潭昭华湘江隧道的长大纵坡隧道通风研究

作     者：郑晗 

作者单位：武汉轻工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何山清

授予年度：2014年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：公路隧道 长大纵坡 火灾烟流 临界风速 数值模拟 

摘      要：近年来，随着科技的发展，隧道行业的技术也越来越先进，隧道也已经由原来的平直发展为现在的长度长、坡度大、结构复杂。隧道在能适应越来越多的地形地貌的同时，也带来了诸多的新的问题与挑战。如何解决这些问题就成了当今专家学者们共同探讨的话题。这其中就包含了隧道通风的问题，随着隧道研究的深入，专家学者发现隧道通风对隧道环境的影响十分巨大，隧道通风在隧道设计中的比重也越来越大。隧道通风主要包含运营通风和防灾通风，运营通风能保证隧道在运营时期拥有良好的内部环境;防灾通风则起到控制隧道火灾、帮助被困人员脱离危险等。其对隧道的运营环境、防灾救灾、工程造价、运营造价等都有巨大的影响。现今的长大隧道通风方案如何合理安排，是本文研究的重点。 本文以湖南省湘潭市国道G320改线中的横穿湘江并起到连接九华示范区与昭山示范区的湘潭昭华湘江隧道项目为依托，主要采用理论分析与CFD数值模拟技术分析，对该长大纵坡公路隧道进行了如下主要内容的分析研究： 1、基于规范的理论分析研究，找出大纵坡隧道内运营环境的主要影响因素，同时，基于隧道通风的方向，研究长大纵坡隧道内最大隧道长度限制、最大隧道纵坡坡度限制与车速限制推荐值。同时提出隧道增加长度增大纵坡所需要采取的建议措施。 2、采用CFD数值模拟分析，对基于湘潭昭华湘江隧道的三维模型进行模拟研究，模拟隧道发生火灾时的烟流走向，同时找到长大纵坡隧道火灾烟流的流动规律与控制烟流的机械通风风速。 3、采用CFD数值模拟分析，对隧道火灾烟流的温度分布进行模拟研究，同时找出长大纵坡隧道火灾烟流的温度变化规律，以便于被困人员的疏散。 4、采用CFD数值模拟分析，找出隧道火灾时的临界风速，为长大纵坡隧道火灾通风的设计提供基础数据。