国内陆续建设了一大批水底隧道,修得越来越长,断面越来越大,水下隧道的建设能够解决交通干线跨越江河、海峡的限制,也可以缓解城市交通的压力,但由于隧道的特殊结构和相对独立性,一旦隧道发生紧急情况,将造成严重的人员伤亡、财产损失和不良的社会影响。对于矩形大断面特长水下隧道,由于隧道内部空间大、隧道长,当隧道内发生火灾时温度场及烟气蔓延具有独特性,其通风防火救援技术方案及侧部排烟道在国内缺乏经验。本文以太湖隧道为工程依托,太湖隧道具有长度长、断面大、交通量大等特点。矩形大断面隧道在非阻滞工况以及阻滞工况下火灾时,需要采取不同的排烟控烟方式,针对本工程可能发生的火灾规模,开展矩形大断面超长水下隧道控烟技术研究。结合隧道结构特点、防灾规模、火灾特性、通风排烟方式等,提出合理的矩形大断面隧道火灾控烟技术。研究非交通阻滞工况及交通阻滞工况下隧道火灾的控烟策略,主要研究内容如下。1)隧道火灾热释放率研究针对矩形大断面水下隧道火源规模设定与选取问题,本文对国内外隧道火灾热释放率进行了调研,通过对国内外不同地区公路隧道火源功率的试验研究,结合太湖隧道交通流量、车辆类型等实际交通条件,得出太湖隧道火灾情况下合理的火源功率。2)侧向集中排烟方式下合理排烟量的确定排烟量主要取决于烟气生成速率,而火灾中烟气生成速率主要取决于火源上方烟羽流的质量流量。通过轴对称羽流和墙型羽流模型,计算了理论烟气排放量。在此基础上考虑一定的漏风量及侧边排烟道系统排烟效率低等因素,确定大于理论产烟量的合理的排烟量。然后通过数值模拟进行验证其合理性。3)侧向集中排烟口间距和排烟口开启组数对排烟效果的影响研究对于矩形大断面特长隧道而言,发生火灾后如何有效的控制烟气的蔓延,排烟口布置的间距和排烟口开启组数是关键的环节,控制其中一个变量,改变第二个参数,设置多种工况。通过数值模拟和1:15缩比尺物理模型试验研究分析合理的侧壁排烟口间距。4)不同纵向坡度所需临界风速规律研究研究在纵向通风排烟模式下,隧道火灾发生在不同坡度(0%坡度、±1%坡度、±2%坡度和±3%坡度)时不同纵向通风速率对烟气蔓延的控制效果,本文的主要目的是探讨抑制烟气回流所需的临界风速与隧道纵向坡度的关系,为太湖隧道火灾条件下合理的烟气控制方案的制定提供参考。