隧道应急预案仿真分析开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

一、研究背景随着中国经济的发展,高速公路发展速度不断加快,修建高速公路技术日渐 成熟,现如今,在地势不平缓的地方修建高速公路不可避免修建隧道和桥梁,以达到修建高速公路的目的。

新建高速公路隧道的规模日益变大,隧道安全问题逐 渐显现出来,一旦隧道安全事故发生,隧道内人员安全疏散的重要性尤为明显。

公路隧道是一种特殊空间结构,公路隧道与一般道路相比,具有封闭性、不可及 性、情况不明性、联络与救援困难等特性,并且在通风、照明、视距、救灾等方面均受到很大限制,给驾驶者带来较大负担,因此有必要从隧道安全疏散进行系统性分析,探究不利条件,寻找优化解决方案。

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2. 国内外研究现状分析

同济大学的方银钢,朱合华,闫治国在其论文《上海长江隧道火灾安全疏散研究》中,以上海长江隧道为研究对象,利用smartfire软件(CFD软件)和building EXODUS软件(疏散模拟软件),分析隧道内人员安全疏散的影响因素,并对上海长江隧道的疏散排烟系统在正常运营和阻塞两种工况下的安全性进行评估,进而得出堵塞情况下火灾的疏散方案。

长安大学的卫巍在其论文《长大公路隧道火灾烟气数值模拟及逃生研究》中,将公路隧道火灾时的烟雾对人的毒害转化为CO的浓度累积,采用有限元数值模拟方法,详细地研究了不同隧道环境风速、不同火灾规模、不同火源位置以及射流风机、横通道、斜竖井开启时的压力分布、流场分布以及烟气浓度场分布,得出了火灾时隧道内不同区域烟气浓度的传播分布规律。

最后,在数值模拟研究的基础上,以修正FED失能模行为判别条件,得出了在不同隧道环境和火灾规模时,隧道纵向风速与火灾上游安全救援的关系、隧道内不同位置人员的最大安全逃生时间、火灾1min后下游人员安全逃生的位置和有可能逃生的区域。

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3. 研究的基本内容与计划

一、主要研究内容方案拟定(1)分析公路隧道火灾时隧道内环境,对火灾模型的原理进行阐述,火灾的研究为人员疏散提供初始环境和边界条件。

(2)研究人员在公路隧道火灾环境中疏散时的行为特征,对人员疏散运动和行为模型的原理进行阐述,简要介绍主流火灾模型与人员疏散相结合的程序,并介绍论文中使用的 Buidling EXODUS 软件的原理与功能,建立基于综合仿真的人员行为模型。

(3)根据交通组成计算各服务水平下隧道内的车流量;根据交通组成和满客率,计算特定火灾时间内隧道内的人员数量;根据国内对人员疏散的实验数据、疏散问卷调查等选择符合我国实际问题的人员特征模型和参数;以茅山隧道隧道火灾为例,通过火灾场景实时作用下的人员疏散模拟,得到人员疏散时间和路径。

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4. 研究创新点

本次研究以茅山隧道为工程依托,建立茅山隧道的火灾模型与人员疏散模型,从而对人员疏散方案进行仿真分析,通过对仿真结果的分析,有效调整茅山隧道的应急预案,从而减少人员的疏散时间,确保逃生人员的安全。

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