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在川藏铁路兴建的大背景下,我国铁路隧道无论海拔高度还是长度都将创造新的记录,而相应高海拔特长隧道的列车火灾和防灾疏散救援研究并不充分,很多领域尚属空白。本文主要依托铁科院集团公司重大基金项目——铁路山岭隧道防灾疏散救援体系关键技术研究(2019YJ027)以高海拔铁路隧道火灾为研究对象,采用数值模拟软件FDS,选用大涡模拟和混合分数模型,模拟研究了4种携火列车随机停车和14种紧急救援站定点停车等不同疏散工况下的火灾烟气蔓延规律和人员疏散安全性,分析了高海拔铁路隧道火灾的致灾因素和致灾机理,讨论了现行《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》TB10020-2017(以下简称“规范”)部分关键设计参数在高海拔火灾烟气控制方面的适用性,主要结论如下:(1)调研分析了高海拔隧道火灾燃烧特性,梳理了烟气蔓延及烟气控制的研究现状,提出了高海拔铁路隧道火灾的5种潜在致灾因素及其致灾警戒值,分析了高海拔铁路隧道火灾致灾机理。模拟结果表明氧气浓度系高海拔铁路隧道区别于一般海拔隧道的火灾重要特征,建议在规范中将“氧气浓度”纳入高海拔隧道火灾致灾因素。(2)模拟分析了携火列车随机停在非救援站时的烟气蔓延规律及人员疏散安全性,无纵向通风条件下,海拔3500m较海拔500m各个时刻烟气蔓延长度和蔓延速率均增加,30s和270s时速率分别增加7.0%和0.3%,海拔3500m时火源会进入阴燃状态,对烟气竖向沉降影响较大,烟气层高度波动明显;施加纵向通风条件下,海拔3500m和海拔500m的纵向蔓延速率和竖向沉降情况几无差别。从疏散安全性考虑施加纵向风时,火源下游的可用安全疏散时间大大减少,即疏散阶段应慎重施加纵向风。无纵向通风时横通道间距小于145m时全体人员可以安全疏散。(3)模拟分析了携火列车停靠在4种典型结构的紧急救援站时的烟气蔓延规律,不施加烟气控制工况条件下,海拔3500m时事故隧道烟气蔓延速率较快,救援站的联络烟道内烟气蔓延速率与范围相近;施加烟气控制条件下,即按照不同救援站型式进行通风排烟时,其烟气蔓延速率和范围差异较大。计算结果表明控烟效果最佳的结构型式是“加密横通道+主洞竖井型”,建议设计优先采用竖井集中式排烟模式。(4)分析了高海拔铁路隧道紧急救援站火灾疏散安全性,结果表明横通道入口各致灾因素均未达到致灾警戒值,防护门处风速2.0m/s可保证横通道内为安全区域;建议对《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》中的5.3.1节第3条中的“补风量不宜小于排烟量的50%”进行修正,应提高补风量比例,具体比例有待深化研究。图116幅,表27个,参考文献97篇。