地鐵單面坡隧道列車火災(zāi)通風(fēng)模式研究*

鐘茂華，劉 暢，楊宇軒，胡家鵬，田向亮，龍 增

(1.清華大學(xué) 工程物理系 公共安全研究院，北京 100084；2.東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院， 遼寧 沈陽 110819；3.北京市軌道交通設(shè)計研究院有限公司，北京 100068)

0 引言

在國內(nèi)地鐵工程發(fā)展過程中，部分城市受地質(zhì)條件的影響，設(shè)計并建設(shè)了具有長大連續(xù)下坡特點的單面坡線路，例如烏魯木齊地鐵1號線、重慶地鐵1號線和貴陽地鐵1號線等[1]，此類線路的大部分區(qū)段為下坡結(jié)構(gòu)，起點和終點高差達數(shù)百米，區(qū)間隧道發(fā)生列車火災(zāi)時，相比于普通地鐵隧道，需考慮火風(fēng)壓的影響，合理確定通風(fēng)系統(tǒng)運行模式。

相關(guān)學(xué)者針對傾斜隧道中列車阻塞時的火災(zāi)通風(fēng)控制開展了一系列實驗和數(shù)值模擬研究。Yu等[2]在含坡度的公路隧道內(nèi)開展了全尺寸火災(zāi)實驗，采用橫向通風(fēng)方式對不同補風(fēng)量、排煙量和火源位置條件下的煙氣擴散過程進行了分析；Zhong等[3]在長大傾斜拐彎隧道內(nèi)開展了一系列全尺寸火災(zāi)實驗，提出了隧道外部自然風(fēng)壓和火風(fēng)壓共同作用下的煙氣擴散模式；Ji等[4]采用數(shù)值模擬對傾斜隧道自然通風(fēng)條件下火災(zāi)煙氣溫度進行研究，提出了不同坡度下的頂棚無量綱溫度預(yù)測模型；Guo等[5]對南京地鐵10號線水下隧道的火災(zāi)通風(fēng)模式開展了數(shù)值模擬研究，重點討論了不同坡度區(qū)段的煙氣溫度、CO濃度、能見度和煙氣層高度等危險性參數(shù)；Hu等[6]采用縮尺寸實驗對隧道縱向坡度0%、3%和5%條件下的火災(zāi)最高溫度及縱向衰減規(guī)律進行研究，建立了考慮坡度和縱向通風(fēng)風(fēng)速的煙氣溫度預(yù)測模型；張少剛[7]開展了縮尺寸實驗，對列車阻塞和縱向通風(fēng)條件下地鐵隧道內(nèi)火災(zāi)煙氣逆流長度進行研究，根據(jù)煙氣溫度分布和火災(zāi)動力學(xué)理論構(gòu)建了考慮列車長度的煙氣逆流長度預(yù)測模型。

本文通過開展國內(nèi)某城市單面坡地鐵隧道的火災(zāi)數(shù)值模擬，對多區(qū)段連續(xù)下坡隧道發(fā)生火災(zāi)時2端車站的通風(fēng)系統(tǒng)運行模式進行分析，并考慮列車起火位置和隧道斷面形式等因素，研究結(jié)果可為地鐵單面坡隧道的防排煙設(shè)計和火災(zāi)通風(fēng)模式的選取提供技術(shù)參考。

1 工程概況

本文以國內(nèi)某城市地鐵線路為研究對象，圖1為線路縱向斷面，S#1S#21為車站位置分布，該線路全長27.06 km，全線由南向北為單面下坡，最大縱向坡度為28‰，不同區(qū)段的隧道斷面結(jié)構(gòu)主要采用了圓形、馬蹄形和矩形斷面。區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)包括隧道風(fēng)機和射流風(fēng)機，車站2端各設(shè)置1座風(fēng)機房，每個風(fēng)機房配置2臺隧道風(fēng)機(TVF)，通過風(fēng)閥可控制1臺或2臺風(fēng)機作用于同1條單線隧道。列車起火并失去動力無法運行至前方車站時，通風(fēng)排煙系統(tǒng)的運行模式主要包括3個方面：列車頭部起火時，前方車站開啟隧道風(fēng)機進行排煙，后方車站進行送風(fēng)，乘客向后方車站或聯(lián)絡(luò)通道進行疏散； 列車尾部起火時，后方車站開啟隧道風(fēng)機進行排煙，前方車站送風(fēng)，乘客向前方車站或聯(lián)絡(luò)通道進行疏散；列車中部起火時，距離列車較近的車站進行送風(fēng)，遠端車站進行排煙，乘客向較近端車站或聯(lián)絡(luò)通道進行疏散。

圖1 線路縱向斷面示意Fig.1 Schematic diagram of longitudinal section in subway line

2 數(shù)值模擬

2.1 計算模型

采用Fire Dynamic Simulator 6.3.2構(gòu)建總長度為6 km的計算模型，包括3個長度為1.5 km的區(qū)間隧道和2端長度為0.75 km的延長隧道，圖2為隧道計算模型縱向形式，區(qū)間隧道的縱坡度均采用28‰。車輛型式采用6節(jié)編組的A型車，在計算模型中的簡化尺寸為140 m×3 m×2.8 m(長×寬×高)，起火列車位于車站A和車站B的區(qū)間隧道內(nèi)。在實際工程中，不同區(qū)段的橫斷面形式包括單洞單線和單洞雙線，斷面結(jié)構(gòu)采用了圓形、馬蹄形和矩形，由于FDS采用立方體網(wǎng)格進行計算，因此在計算模型中采用矩形斷面，圖3為單洞單線和單洞雙線隧道矩形斷面尺寸，計算模型中分別簡化為5 m×5 m(寬×高)和10 m×5.5 m(寬×高)。地鐵隧道內(nèi)列車起火時，乘客將通過側(cè)門處的疏散平臺進行撤離，因此在疏散平臺上方2 m高處沿縱向設(shè)置一系列測點，對煙氣溫度、氣體濃度進行測量[5]。

2.2 參數(shù)設(shè)置及模擬工況

火災(zāi)場景設(shè)置為列車單節(jié)車廂火災(zāi)，熱釋放速率采用t2增長模型，參考Roh[8]在地鐵火災(zāi)模擬中對列車火災(zāi)功率的設(shè)定，車廂內(nèi)的座椅起火后熱釋放速率可達到35 MW，且考慮較為危險的情況，可采用超快速增長火進行計算[5]，圖4為本文中采用的熱釋放速率曲線，其中火災(zāi)增長系數(shù)為0.178 kW/s2[9], 在443 s時達到熱釋放速率峰值。

圖2 計算模型示意Fig.2 Schematic diagram of calculation model

圖3 計算模型選用的隧道斷面尺寸Fig.3 Section size of tunnel selected in calculation model

FDS User Guide[10]中采用無量綱量D*/δx對網(wǎng)格大小進行求解，其中D*代表火源特征直徑，由式(1)計算得出，δx代表網(wǎng)格尺寸；Q為火源熱釋放速率；ρa，Cp和Ta分別為空氣密度、定壓熱容和溫度；g為重力加速度。在模擬設(shè)置中，D*/δx的合理范圍為4～16[10], 35 MW火源功率相應(yīng)的δx取值范圍為0.25～0.99 m。為確保模擬精度和節(jié)省計算時間，一般采用逐步增加網(wǎng)格數(shù)量，直至進一步減小網(wǎng)格尺寸對計算結(jié)果無明顯影響的方法確定網(wǎng)格大小。表1為相關(guān)隧道火災(zāi)研究中的網(wǎng)格設(shè)置[11-13]，隨著火源功率的增加，選用的網(wǎng)格尺寸相應(yīng)增大，但D*/δx的取值基本維持在0.1左右，此外，Zhao[11]指出采用0.1D*網(wǎng)格尺寸的數(shù)值計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)較為一致。因此在本文的研究中，起火區(qū)域采用0.1D*的網(wǎng)格尺寸(0.4 m×0.4 m×0.4 m)，根據(jù)Gao[14]采用實驗數(shù)據(jù)對數(shù)值計算模型的驗證結(jié)果，遠離火源區(qū)域的網(wǎng)格尺寸可設(shè)置為火源區(qū)域的2倍, 因此在起火隧道的列車2側(cè)區(qū)域、相鄰區(qū)間隧道和2端延長隧道均采用0.8 m×0.4 m×0.4 m的網(wǎng)格尺寸。

(1)

圖4 列車火災(zāi)熱釋放速率曲線Fig.4 Curve of heat release rate for train fire

在隧道模型中的初始溫度和氣壓分別為20℃和101 kPa，隧道壁面采用混凝土材料，2端開口設(shè)置為開放邊界條件，車站2端的隧道風(fēng)機采用“Supply”和“Exhaust”邊界條件實現(xiàn)送風(fēng)和排煙功能，單臺風(fēng)機風(fēng)量為60 m3/s。利用HVAC命令組實現(xiàn)射流風(fēng)機的增壓送風(fēng)功能，單臺射流風(fēng)機風(fēng)量為30 m3/s。

模擬火災(zāi)場景主要考慮單面坡隧道中列車起火部位、斷面形式、隧道風(fēng)機和射流風(fēng)機運行模式，其中列車起火部位主要采用地鐵隧道防排煙設(shè)計中常用的車中、車尾和車頭3個位置，斷面形式采用矩形單洞單線和單洞雙線，根據(jù)起火位置分別設(shè)置隧道風(fēng)機和射流風(fēng)機的運行模式。由于單洞單線隧道斷面尺寸較小，射流風(fēng)機主要用于單洞雙線隧道中的車站2端，每端分別設(shè)置1組(2臺)進行局部氣流控制。表2為數(shù)值計算工況，其中工況1工況6為單洞單線斷面隧道；工況7工況24為單洞雙線斷面隧道；車站B為列車運行前方車站，車站A為后方車站，車頭或車尾起火時，在單洞單線隧道內(nèi)，列車前方或后方車站開啟隧道風(fēng)機排煙，另一端車站進行送風(fēng)，在單洞雙線隧道內(nèi)，除開啟隧道風(fēng)機外，也可開啟射流風(fēng)機輔助控制煙氣流動。計算模型中，車站A的標(biāo)高位置較高，由車站A至車站B為下坡結(jié)構(gòu)，在列車中部發(fā)生火災(zāi)時，根據(jù)列車?？课恢?，存在車站A排煙、車站B送風(fēng)和車站A送風(fēng)、車站B排煙2種情況，由于煙囪效應(yīng)有助于煙氣由車站B向車站A運動，因此車中火災(zāi)時主要考慮較為不利的排煙模式，即車站A送風(fēng)、車站B排煙，乘客向車站A或前方聯(lián)絡(luò)通道疏散，如工況3工況4和工況13工況18所示。

表1 相關(guān)研究中采用的網(wǎng)格尺寸Table 1 Grid size adopted in related research

表2 數(shù)值模擬工況Table 2 Numerical simulation conditions

2.3 模擬驗證

采用單面坡隧道火災(zāi)模型實驗對數(shù)值計算結(jié)果進行驗證分析，圖5為模型實驗隧道及火源位置示意圖，實驗隧道的相似比為1∶20，長度為11.5 m，斷面直徑0.3 m，對應(yīng)單洞單線圓形斷面的實體隧道結(jié)構(gòu)。隧道側(cè)面以一定間隔設(shè)置若干個玻璃窗便于觀察，通過隧道外置框架的滑輪可靈活調(diào)節(jié)縱向坡度。圖6為該模型隧道在28‰坡度時的實物圖，隧道頂棚下方20 mm 處沿縱向安裝了一系列熱電偶以測量煙氣溫度和擴散范圍，2端入口向內(nèi)1.5 m位置處在隧道中心部位各安裝1個風(fēng)速測量探頭，用來測量縱向通風(fēng)風(fēng)速，在隧道2端均可安裝變頻軸流風(fēng)機進行通風(fēng)。根據(jù)單洞單線隧道數(shù)值模擬結(jié)果，2端車站各開啟1臺和2臺隧道風(fēng)機時，隧道內(nèi)縱向風(fēng)速約為0.6 m/s和2.2 m/s，在模型實驗中按相似比例分別采用0.15 m/s和0.5 m/s左右的風(fēng)速，實驗火源采用燃燒面積為100 mm×100 mm的甲醇池火，燃料質(zhì)量通過支撐架置于外置電子天平進行實時測量。圖7為實驗火災(zāi)場景，由質(zhì)量損失速率換算的全尺寸火災(zāi)功率約為8.5 MW。

圖5 模型實驗隧道及火源示意Fig.5 Schematic diagram of model experimental tunnel and fire source

圖6 實驗?zāi)Ｐ虵ig. 6 Experimental model

圖7 實驗火災(zāi)場景Fig.7 Experimental fire scene

按照2.2中的參數(shù)設(shè)置構(gòu)建與實驗條件一致的數(shù)值計算模型，根據(jù)燃料質(zhì)量損失速率獲取熱釋放速率曲線并導(dǎo)入FDS中進行計算，圖8為穩(wěn)定燃燒階段隧道內(nèi)頂棚溫度分布，可以看出由實驗和數(shù)值模擬得到的溫度數(shù)值雖然有所差別，但2者縱向分布趨勢較為一致，且均隨著縱向風(fēng)速的增大，火源上風(fēng)向溫度降低，下風(fēng)向溫度升高，因此本文構(gòu)建的數(shù)值計算模型和相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置具有一定的可靠性。

圖8 單洞單線隧道不同通風(fēng)模式下的實驗與數(shù)值模擬結(jié)果Fig.8 Experimental and numerical simulation results of single-hole and single-track tunnel under different ventilation modes

3 結(jié)果與分析

3.1 煙氣擴散現(xiàn)象

列車起火并失去動力無法行駛至前方車站時，通風(fēng)排煙系統(tǒng)應(yīng)確保煙氣向遠離人員疏散的方向擴散。圖9為起火15 min時單洞單線隧道內(nèi)的煙氣擴散情況，2端車站各開啟1臺隧道風(fēng)機時，車尾火災(zāi)的煙氣均向下風(fēng)向擴散，車頭火災(zāi)出現(xiàn)了煙氣逆流，這是由于工況1中乘客須向車站A方向疏散，車站A和B分別執(zhí)行送風(fēng)和排煙模式，此時煙氣在煙囪效應(yīng)作用下克服縱向通風(fēng)的風(fēng)壓向上風(fēng)向擴散，而工況5中，車站A和B分別執(zhí)行排煙和送風(fēng)模式，煙氣在煙囪效應(yīng)作用下的運動方向與縱向通風(fēng)方向一致，有利于煙氣向下風(fēng)向擴散；針對車中火災(zāi)，由于煙氣擴散至無列車阻塞的區(qū)域后，斷面面積擴大，縱向風(fēng)速降低，因此相比于工況1，工況3出現(xiàn)了更長范圍的煙氣逆流。2端車站各開啟2臺隧道風(fēng)機時，縱向風(fēng)速增加，工況2，4和6中均未出現(xiàn)煙氣逆流，起火車廂上風(fēng)向的乘客處于較安全的疏散環(huán)境中，然而工況4中擴散至下風(fēng)向的煙氣對該區(qū)域的乘客帶來了較大的威脅。

圖9 單洞單線隧道內(nèi)列車起火15 min時煙氣擴散現(xiàn)象Fig.9 Phenomenon of smoke diffusion after 15 min of train fire in single-hole and single-track tunnel

與單洞單線隧道相比，單洞雙線隧道的斷面面積有所增加，需要開啟較多數(shù)量的風(fēng)機形成充足的縱向風(fēng)速進行煙氣控制。圖10為單洞雙線隧道列車中部起火時的煙氣擴散現(xiàn)象，車站A和車站B均開啟1臺或2臺風(fēng)機時，如工況13和工況15所示，其上風(fēng)向煙氣逆流長度明顯大于單洞單線隧道內(nèi)工況3，開啟射流風(fēng)機后，起火列車所在區(qū)間隧道的縱向風(fēng)速增加，工況14和工況16中的煙氣逆流長度有所減小，但仍對上風(fēng)向區(qū)域的人員疏散威脅較大。2端車站均開啟4臺隧道風(fēng)機時，煙氣控制效果顯著提高，開啟射流風(fēng)機后，如工況18所示，完全將煙氣控制在下風(fēng)向區(qū)域。圖11為單洞雙線隧道內(nèi)列車尾部起火后的煙氣運動模式，雖然煙囪效應(yīng)有利于煙氣向下風(fēng)向擴散，最終不向上風(fēng)向產(chǎn)生煙氣逆流，但起火初期由于煙氣溫度較低，煙囪效應(yīng)帶來的壓差較低，煙氣在與空氣密度差作用下克服縱向通風(fēng)風(fēng)壓向上風(fēng)向擴散，起火7 min后，隨著煙氣溫度的上升，隧道內(nèi)火風(fēng)壓升高，在縱向通風(fēng)風(fēng)壓作用下逐漸將煙氣控制在下風(fēng)向區(qū)域。

圖10 單洞雙線隧道內(nèi)列車中部起火15 min時煙氣擴散現(xiàn)象Fig.10 Phenomenon of smoke diffusion after 15 min of fire at middle of train in single-hole and double-track tunnel

3.2 煙氣溫度

在單洞單線隧道內(nèi)，列車起火后疏散平臺2 m高度處的煙氣溫度分布如圖12所示，與煙氣擴散情況相一致，2端車站均開啟1臺風(fēng)機時，車頭和車中火災(zāi)情況下均有逆流產(chǎn)生，圖12(a)和圖12(b)中上風(fēng)向區(qū)域的溫度有所升高，各開啟2臺風(fēng)機后，煙氣被控制在下風(fēng)向區(qū)域，上風(fēng)向區(qū)域保持為環(huán)境溫度，圖12(c)表明受煙囪效應(yīng)有利條件的影響，2端車站各開啟1臺風(fēng)機即可有效控制煙氣逆流，因此車頭和車尾起火時，乘客能夠向上風(fēng)向區(qū)域進行疏散，高溫?zé)煔獠粫υ搮^(qū)域造成威脅。然而，在車中火災(zāi)情況下，如圖12(b)所示，雖然2端車站各開啟2臺隧道風(fēng)機后能夠有效控制上風(fēng)向的煙氣逆流，但下風(fēng)向區(qū)域的煙氣溫度有所升高，在起火車廂下風(fēng)向200 m范圍內(nèi)的煙氣溫度均高于100℃，對該區(qū)域人員安全疏散的威脅較大。

圖11 單洞雙線隧道內(nèi)列車尾部起火時煙氣擴散模式(工況19)Fig.11 Smoke spread pattern in the single-hole double-track tunnel in tail carriage fire (case 19)

圖13為單洞雙線隧道內(nèi)列車起火后疏散平臺上方2 m高度的溫度分布，由于斷面面積增加，煙氣在壁面的對流熱損失、卷吸新鮮空氣的熱損失和輻射熱損失有所增加，相比于單洞單線隧道，煙氣溫度總體有所下降。圖13(a)和圖13(b)表明車頭和車中起火時，隨著2端車站開啟風(fēng)機數(shù)量的增加，起火部位上風(fēng)向溫度降低，下風(fēng)向溫度逐漸升高，2端車站開啟射流風(fēng)機和4臺隧道風(fēng)機可有效控制煙氣逆流，上風(fēng)向區(qū)域保持為環(huán)境溫度，該區(qū)域人員疏散過程不會受到高溫?zé)煔獾挠绊懀囍衅鸹饡r下風(fēng)向區(qū)域的危險性較大，如圖13(b)中工況18所示，列車下風(fēng)向車廂側(cè)面疏散平臺2 m高處的溫度均高于100℃。圖13(c)表明車尾火災(zāi)時煙囪效應(yīng)帶來的火風(fēng)壓有助于煙氣向下風(fēng)向擴散，因此在不同通風(fēng)模式下上風(fēng)向區(qū)域未受到高溫影響。

圖12 單洞單線隧道列車火災(zāi)時疏散平臺上方2 m高度溫度分布Fig.12 Temperature distribution at 2 m height above evacuation platform for train fire in single-hole and single-track tunnel

圖13 單洞雙線隧道列車火災(zāi)時疏散平臺上方2 m高度溫度分布Fig.13 Temperature distribution at 2 m height above evacuation platform for train fire in single-hole and double-track tunnel

3.3 氣體濃度

在火災(zāi)環(huán)境中，CO和較低氧氣濃度將會造成人體組織缺氧，CO2容易加快呼吸速率進而導(dǎo)致人體吸入大量的毒性氣體。SFPE[9]中指出，當(dāng)火場中CO濃度在1 400～1 700 ppm，氧氣濃度低于12%或CO2濃度為6%～7%時，人體將在30 min內(nèi)失去行動能力；當(dāng)CO濃度在2 500～4 000 ppm，氧氣濃度為6%～7%或CO2濃度大于9%時，人體將在30 min內(nèi)死亡。車頭或車尾火災(zāi)時，可采用相應(yīng)的通風(fēng)模式將煙氣控制在下風(fēng)向區(qū)域，乘客均可通過上風(fēng)向區(qū)域進行疏散，而車中起火時，縱向通風(fēng)的下風(fēng)向區(qū)域難以避免受到火災(zāi)煙氣的威脅。圖14為單洞單線隧道車中火災(zāi)下風(fēng)向的氣體濃度分布，圖14(a)(c)表明隨著與火源距離的增加，同一通風(fēng)模式下的CO和CO2濃度逐漸降低，氧氣濃度逐漸升高；由工況3和工況4的比對可見，隨著風(fēng)機開啟數(shù)量的增加，縱向通風(fēng)風(fēng)速增大，煙氣卷吸的新鮮空氣量不斷增加，有效地降低了CO和CO2濃度并提高了氧氣濃度。

圖14 單洞單線隧道車中火災(zāi)下風(fēng)向疏散平臺上方2 m處氣體濃度Fig.14 Gas concentration at 2 m height above evacuation platform in downwind direction of fire at middle of train in single-hole and single-track tunnel

在單洞雙線隧道內(nèi)，斷面面積較大，煙氣卷吸的空氣量較多，與單洞單線隧道相比，CO濃度有所降低。圖15為單洞雙線隧道車中火災(zāi)不同通風(fēng)模式下的CO濃度，在上風(fēng)向150 m處，隨著2端車站開啟風(fēng)機數(shù)量的增加，如圖15(a)中的工況13、工況15和工況17所示，CO濃度開始升高的時間逐漸延遲，且濃度有所降低，開啟射流風(fēng)機后工況14和工況16的CO濃度進一步降低，工況18的煙氣控制效果較好，CO未擴散至該位置。在起火部位，開啟射流風(fēng)機能夠有效地降低CO濃度，如圖15(b)中的工況14、工況16和工況18所示，且隨著2端車站開啟風(fēng)機數(shù)量的增加，該位置處CO濃度逐漸降低。在起火車廂的下風(fēng)向區(qū)域，如圖15(c)所示，工況13中隨著煙氣溫度的升高，火風(fēng)壓逐漸增加，與圖11中的煙氣擴散模式類似，煙氣向上風(fēng)向區(qū)域擴散導(dǎo)致下風(fēng)向CO濃度逐漸降低，同時工況18帶來的縱向通風(fēng)風(fēng)速較大，在該位置處的CO濃度相對較低。

圖15 單洞雙線隧道車中火災(zāi)疏散平臺上方2 m處CO濃度Fig.15 CO concentration at 2 m height above evacuation platform in fire at middle of train in single-hole and double-track tunnel

圖16為單洞雙線隧道車中火災(zāi)疏散平臺上方2 m處的氧氣濃度，擴散至上風(fēng)向150 m處的煙氣逆流以及起火部位氧氣濃度均高于12%，圖16(a)和圖16 (b)中的工況14和工況16表明開啟射流風(fēng)機后起火區(qū)間隧道內(nèi)補風(fēng)量增加，氧氣濃度升高，工況18相比于其他工況的縱向通風(fēng)風(fēng)量較大，能夠有效控制煙氣逆流并確保起火區(qū)域附近的氧氣濃度處于較高水平。在下風(fēng)向區(qū)域，如圖16(c)所示，工況13的縱向通風(fēng)風(fēng)壓較小，火風(fēng)壓隨著熱釋放速率的增加逐漸升高，起火約7 min后下風(fēng)向煙氣逐漸向上風(fēng)向擴散，氧氣濃度逐漸升高，這與圖15(c)中工況13的CO濃度變化特點相一致，工況18中較大的補風(fēng)量使得該區(qū)域的氧氣濃度高于其他工況，且與單洞單線隧道相比，單洞雙線隧道內(nèi)各工況的氧氣濃度均相對較高。

圖16 單洞雙線隧道車中火災(zāi)疏散平臺上方2 m處氧氣濃度Fig.16 Oxygen concentration at 2 m height above evacuation platform in fire at middle of train in single-hole and double-track tunnel

4 結(jié)論

1)在縱向坡度為28‰的單面坡隧道內(nèi)發(fā)生列車火災(zāi)時，針對單洞單線隧道，2端車站應(yīng)至少各開啟2臺隧道風(fēng)機，針對單洞雙線隧道，除開啟射流風(fēng)機之外，2端車站應(yīng)各開啟4臺隧道風(fēng)機以形成充足的縱向通風(fēng)風(fēng)速進行煙氣控制，確保上風(fēng)向疏散路徑的安全性。

2)單洞雙線隧道的斷面面積較大，相比于單洞單線隧道，火災(zāi)煙氣在擴散過程中的熱量散失和空氣卷吸量較多，其煙氣溫度、CO和CO2濃度均相對較低，在單洞雙線隧道內(nèi)火災(zāi)疏散的危險性低于單洞單線隧道。

3)列車中部發(fā)生火災(zāi)時，雖然開啟一定數(shù)量的隧道風(fēng)機和射流風(fēng)機能夠有效控制煙氣逆流，但下風(fēng)向區(qū)域仍面臨較大的火災(zāi)危險性，執(zhí)行現(xiàn)場應(yīng)急響應(yīng)模式過程中，應(yīng)在起火初期迅速采取措施將下風(fēng)向車廂內(nèi)的人員疏散至上風(fēng)向區(qū)域。