随着我国经济社会的不断发展及隧道建设技术水平的日益提升,我国陆陆续续修建了一批水下沉管隧道。沉管法由于造价低、质量高、安装简单,现已成为修建水下隧道的主流方法,未来也将会有更广泛的应用。沉管隧道相比于山岭隧道,更具封闭性且出入口较少,人员疏散难度很大,若发生火灾时烟气得不到有效控制,将引发严重后果。在沉管隧道中应用集中排烟模式可以取得良好的排烟效果,降低火灾的不利影响,而目前的研究多集中在排烟系统的优化上,对集中排烟系统中排烟阀实际工作状况的关注甚少,因此就排烟阀故障对排烟效果的影响及其排烟策略展开研究就显得尤为迫切。本学位论文以港珠澳大桥海底沉管隧道为实际依托工程,分别利用火灾数值模拟软件和人员疏散仿真程序建立了沉管隧道火灾模型及人员疏散模型,以烟气蔓延距离、排烟效率、人员可用安全疏散时间等作为衡量排烟效果的指标,采用理论分析和数值模拟相结合的方式,研究了个别排烟阀故障状态下多因素对排烟的影响,以上游人员疏散安全疏散为首要目的,研究了排烟阀不同故障形式下上游人员疏散可靠性及排烟策略。主要研究内容与结论如下:（1）选取了特定的排烟阀故障形式和相对不利的应对策略,并针对隧道的不同排烟分区建立多种火源功率下的足隧道火灾模型,以研究个别排烟阀故障下的沉管隧道各排烟分区受火源功率的影响规律。结果表明,随火源功率增大,各排烟分区烟气蔓延距离递增趋势明显,排烟效率总体呈下降趋势,纵向风速较大的下坡段火灾上游人员可用安全疏散时间减小幅度最大。（2）依据工程实际和预测交通量,统计了火灾上游人员荷载,通过人员疏散模拟和经验公式计算了人员疏散行动时间,进而得出人员疏散所需疏散时间并与前述工况的人员可用安全疏散时间对比分析。结果表明,人员疏散模拟与经验公式的计算结果吻合度较高,可作为后续章节分析的依据;在小于设计火源功率50MW的火灾情形下,个别排烟阀故障的沉管隧道在保障人员疏散方面具备一定的可靠度,而50MW火灾工况下,人员疏散可靠度大幅度下降。（3）在50MW火源功率下研究了排烟阀故障时各排烟分区的排烟策略及检修建议,结果表明,在排烟阀故障时的排烟策略方面,下坡段上游代替开启一组排烟阀时效果最好,平坡段上游适宜代替开启两组排烟阀,上坡段应尽可能将代替开启排烟阀选在下游。下坡段受排烟阀故障的不利影响最大,应设置较高的检修频率。