盾构铁路隧道坡度对火灾烟气蔓延的影响研究*

游温娇，徐志胜，孔 杰

(1.浙江警察学院，浙江 杭州 310053；2.中南大学 防灾科学与安全技术研究所，湖南 长沙 410075；3.中国计量大学 质量与安全工程学院，浙江 杭州 310018)

0 引言

近年来，我国铁路建设高速发展，铁路网不断加密、运营里程不断突破，铁路隧道越来越多地在地形复杂、地质困难的条件下修建，如新关角隧道(西格II线)以及长度超过27 km的戴云山隧道[1-3]、穿越西秦岭山区的秦岭隧道[4-5]、广东佛莞狮子洋隧道[6-7]等。隧道线位选择需要避开不良地质条件，依据沿途适合开挖隧道的地形设计，隧道内坡度也随之产生，并随着地形的变化而呈现坡度多变性。当带有坡度的隧道内发生火灾时，由于隧道狭长空间，火灾烟气不宜排出，隧道坡度加剧了“烟囱效应”的产生，增加了隧道火灾下烟气控制的难度，给通风设计带来挑战。同时，坡度隧道内烟气浓度、温度、能见度等分布与无坡度隧道相比呈现差异性规律，因此研究隧道坡度对烟气蔓延的影响将对隧道合理临界风速的确定、复杂条件下隧道通风设计有较强的指导意义。

坡度隧道内火灾参数变化的相关研究中，研究内容主要集中在3个方面，烟气最高温度分布、纵向温度衰减和烟气回流长度。Lee等[8]通过开展隧道内火灾烟气蔓延与隧道截面纵横比之间关系的研究，验证了1∶20缩尺实验模型和FDS软件数据结果的一致性，并认为火源附近隧道顶板处温度随纵横比的增大而减小，远离火源位置烟气温度增大；在纵向通风作用下，烟气回流长度随风速增大而减小。……