随着社会生产力的发展、科学技术的进步以及产业结构的调整,我国城市化进程空前加快,城市化刺激了地下空间的广泛使用,促进了城市地下快速交通的极大发展,有效缓解了城市交通拥堵问题。公路隧道作为现代城市地下交通系统的重要组成,由于空间密闭、结构狭长、交通量大等特点,隧道内一旦发生火灾,轻则使隧道短暂封闭维修,重则使结构坍塌、群死群伤。因此,研究隧道火灾烟气流动特性、分析多因素影响下的机械控烟效果,并提出有针对性的控烟方案和人员疏散方案等具有重要的现实意义。本文采用资料调研、数值模拟与理论分析相结合的方法,以某长度为4.5km的城市地下快速公路隧道工程为依托,对纵向通风隧道火灾时的烟气扩散与控制、人员疏散等相关问题进行深入分析研究。论文的研究工作及取得的主要研究成果包括:（1）针对（特）长隧道整体进行火灾通风与烟流数值模拟时存在计算不易收敛、难以获得准确的计算结果等问题,一些研究者提出,可考虑将其划分为多个排烟区段,重点针对火灾所在的区段即采用“小长度计算模型”进行模拟计算。建立小长度计算模型时,必须合理确定截断位置、正确设置截断界面的边界条件,否则将导致计算结果不准确。当前文献提出的方法是,先对整体隧道进行“冷态模拟”,即通风系统运行按火灾工况设置但不设置火源,以获得隧道沿程各断面的风量,再截取包含火灾位置的一个区段,进行火灾工况的烟气流动模拟,截取断面的边界条件按冷态模拟结果取值。采用此种方法,需要解决两个关键问题:一是对隧道整体冷态模拟获得的距离火灾点一定距离之外的风量,应与有火灾时的风量接近,即冷态模拟时,应考虑一定的措施,来“等效”火灾对风量的影响;二是截断位置距离火灾点的距离,应不影响火灾工况模拟时对烟气流动情况的计算。为探讨此类隧道在火灾模拟中如何建立小长度计算模型,参照依托工程,构建了一条平直型纵向通风隧道,对如何解决上述两个问题进行了讨论,提出了一个解决冷态模拟等效问题的办法,获得了不同纵向风速下截取长度最小取值的回归模型。（2）在（1）的基础上,以依托工程的排烟区段Ⅰ为例,以人员安全和“合理防护”为目标,考虑火灾发生在该区段中央位置的不利情况,分析了多因素作用下不同机械控烟方案对控烟效果的影响,提出了不同情况下的最佳机械控烟方案。（3）针对（2）,以稳定后的隧道内温度、可见度分布及可用疏散时间（ASET）为基础,研究了射流风机与竖井内轴流风机处于联锁同步启动及非连锁异步启动两种方式对机械控烟效果的影响,获得了启动时机的优化组合。（4）考虑隧道交通全线堵塞且火灾点正对区段Ⅰ中央一处逃生楼梯的最不利情况,通过疏散模拟计算,对比分析了ASET与必需疏散时间（RSET）的相对大小,并对人员疏散特点、逃生楼梯设计参数、人员通过率等进行了着重研究,最终得到了疏散设施设计的组合方案。