近年来,随着我国经济水平的快速发展,对于交通运输的要求越来越高,许多特长隧道涌现而出。截至目前为止,我国已成为世界上隧道数量最多、总长度最长的国家。隧道给人们生活、生产带来便捷的同时,其火灾发生的概率也在无形中增加。由于隧道空间密闭、狭长,一旦发生火灾,无法快速实现人员逃生和消防救援,加之在密闭的空间内高温烟气无法向外界传播,火灾扑救困难,必然也就造成更多数量的人员伤亡。相对于普通长度的隧道而言,特长隧道发生火灾时,人员和车辆一般会选择横通道进行疏散逃生。因此,对隧道横通道内的临界风速影响因素进行系统的分析以及提出防止烟气侵入横通道的合理防烟风速这对制定隧道通风运营方案具有一定的理论指导意义。本文首先介绍了隧道火灾的原因、特点及其危害,综述了国内外对隧道火灾的研究现状,并在此基础上提出本文的研究内容。然后对计算流体力学的基本知识进行了介绍,详细阐述了FDS数值模拟方法的基本原理及其求解步骤,根据选用的试验场景建立了对应的物理模型。随后运用FDS软件对隧道火灾进行数值模拟,研究不同影响因素下横通道临界风速的变化规律。在分析不同因素对隧道间横通道临界风速的影响效果之后,又利用原先建立的隧道物理模型,研究隧道横通道在不同隧道纵向送风情况下和不同横通道内防烟送风情况下烟气的侵入情况,结合横通道内烟气回流长度、烟气层厚度、温度分布及能见度分布等规律变化,分析不同防烟风速下的防烟效果,提出防止烟气侵入横通道的合理防烟风速。研究得出:横通道的临界风速与火源功率成1/4次方增长的趋势,火源功率越大,对应的横通道临界风速也越大;同时,隧道内纵向通风速度越大,对应的横通道临界风速反而越小;在不同火源功率下,随着横通道送风断面面积的增加,对应的横通道临界风速呈下降趋势,并且横通道送风断面面积与临界风速成反比关系。针对于本文研究的阳宗隧道而言,关于横通道的通风排烟控制得出以下结论:1.当火源处于隧道靠近横通道防护门一侧车道且火源水平距离横通道交界处20m,防护门处防烟送风风速为0m/s,隧道送风风速值不宜大于1.5m/s;2.考虑火源最不利情况,火灾发生在靠近横通道防护门一侧车道且火源正好在隧道和横通道交界处,隧道送风风速为0m/s,防护门处防烟送风风速值宜大于1.2m/s;3.当火源处于隧道靠近横通道防护门一侧车道且火源正好在距离隧道和横通道交界处20m,隧道送风风速为1.7m/s、2m/s、2.3m/s、2.88m/s时,从烟气回流长度看,横通道临界风速分别为0.8m/s、0.9m/s、1.2m/s、2m/s;基于疏散安全考虑,防护门处防烟送风风速值分别不宜小于0.8m/s、0.9m/s、1.2m/s、2m/s,才能保证人员安全疏散。综上发现,在隧道临界排烟风速下,横通道防护门处形成2.0m/s防烟送风风速就能够有效防止烟气侵入,确保人员安全疏散,此时横通道防护门处的风速即为所求的合理防烟风速。以上结论为隧道火灾横通道通风排烟控制设计提供了一定的参考依据。图[72]表[13]参考文献[68]。