隧道火灾发生的主要原因是车辆自身故障,造成人员伤亡的主要原因是高温有毒的烟气,而合理的通风排烟是控制火灾烟气蔓延,减少其对人员危害的有效手段。本文首先总结了国内外隧道的发展现状及火灾事故的发生情况,分析隧道火灾发生的原因、特点、危害,以及隧道火灾的主要排烟模式。并结合工程实例,以浙江省某高速公路隧道为依托,搭建了小尺寸试验模型,对自然通风、纵向式排烟与横向式排烟下隧道内发生火灾时进行试验研究,分析了不同排烟方式下,CO2浓度、CO浓度随时间的变化规律以及机械通风对CO浓度的影响。然后基于试验模型,建立隧道火灾数值模型,将数值模拟结果与试验数据进行比较,验证数值模型的可靠性。研究纵向式与横向式排烟方式下,隧道内CO浓度、温度的空间分布规律;根据结果得到拱顶下方最高烟气温度与纵向通风风速及火灾规模的理论公式;分析横向式排烟时,排烟速率和排烟口尺寸对温度的影响;对比分析两种排烟方式下CO浓度分布规律以及最高温升随排烟速率的变化情况。最后,建立实际的隧道模型,研究发生20MW火灾时,不同排烟方式下隧道内烟气的扩散情况;对拱顶下方最高烟气温度的理论公式进行校验;并基于人员安全判定条件得到可用安全疏散时间;利用Pathfinder疏散软件分别对正常交通及车辆堵塞两种工况进行仿真分析,获得必要安全疏散时间,将两个时间进行对比,判断能否满足人员安全疏散准则。通过对不同排烟模式下人员安全疏散的分析研究,确定合理横通道间距推荐值,具有一定指导意义。