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铁道标准设计2025年第10期:峡谷风与自然风耦合作用下铁路隧道群明线段火灾烟气蔓延规律研究

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作者:霍建勋;于丽;王明年;赵思光;

单位:中国铁路经济规划研究院有限公司技术标准所;西南交通大学土木工程学院;

摘要:当前铁路隧道群洞口紧急救援站机械通风设计仅考虑了洞内单向自然风对明线段列车着火烟气蔓延的影响,对洞外峡谷风尤其是峡谷风和自然风耦合作用下火灾烟气蔓延规律尚无相关研究。为此,本文基于Froude准则,建立缩尺试验模型,并运用粒子图像测速系统实时精准捕捉火灾烟气扩散路径,进而分析不同峡谷风风速和不同自然风风向多因素耦合作用下明线段火灾烟气蔓延规律。结果表明:铁路隧道群明线段火灾烟气蔓延易受峡谷风影响,且这种影响和风向组合及风速相对大小有关,对某侧隧道而言,存在不利风向组合和临界风速。受峡谷风影响的隧道,峡谷风可以减少隧道内烟气扩散长度,从而利于洞口紧急救援站通风设计参数优化;当洞内自然风同向,对侧隧道不受火灾烟气影响,该侧隧道存在临界峡谷风风速,当峡谷风风速大于临界风速时,该侧不受火灾烟气影响;当隧道内自然风反向,且均吹向洞外,两侧隧道均不受火灾烟气影响;当隧道内自然风反向,且均吹向洞内,峡谷风侧隧道存在临界峡谷风风速,当峡谷风风速大于临界风速时,该侧隧道不受火灾烟气影响,对侧隧道可能受火灾烟气影响,且应忽略峡谷风的影响。研究成果可为峡谷区洞口紧急救援站机械通风设计提供基础。

关键词:铁路隧道;;火灾烟气蔓延规律;;粒子图像测速系统;;峡谷风;;洞口紧急救援站;;隧道群

基金资助:中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(N2022G023,N2023G084);; 中国铁路经济规划研究院有限公司基金课题(2023YJJ02,2025YJJ10)