长大铁路水下隧道火灾风险分析及消防安全策略

论文摘要

随着国民经济的发展,铁路建设的加快,大量铁路桥梁和隧道穿越江海。由于铁路水下隧道具有不占航道净空,不受天气影响,对生态环境影响小等优点,伴随着隧道施工技术的日益成熟,水下隧道已成为铁路跨越江河甚至海峡的首选。然而,我国现行的《建筑设计防火规范》、《地铁设计规范》、《高铁设计规范》、《铁路工程设计防火规范》、《铁路隧道运营通风设计规范》等均明确不适用于铁路水下隧道,铁路水下隧道的消防设计超出了我国现行消防技术规范的规定;另外,目前国内铁路水下隧道的消防试验研究和理论分析仍处于初步阶段,铁路水下隧道的消防设计无相关设计参数和相关指标可供选择。铁路隧道特别是长大铁路水下隧道是铁路运输的咽喉要道,其空间密闭、狭长,使排烟、疏散及救援的难度都比较大,列车一旦在隧道内发生火灾,会带来巨大的人员伤亡和财产损失,若隧道设施和结构受到损坏,则要较长时间关闭隧道从而造成铁路运输的中断,易造成恶劣的社会影响。本文以长大铁路水下隧道为研究对象,对其火灾危险源、火灾荷载分布进行了分析,对人员特性、疏散行为特征、疏散过程及典型火灾案例进行了研究,通过定量计算隧道通风临界风速及人员安全疏散所需时间,提出了提高长大铁路水下隧道消防安全的措施及应急救援策略,为长大铁路水下隧道防火设计及应急处置提供技术参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 研究内容
• 1.5 论文研究主要技术路线
• 第二章 铁路水下隧道火灾危险性分析
• 2.1 典型铁路隧道火灾案例
• 2.2 铁路隧道火灾事故分析
• 2.2.1 铁路隧道列车火灾起火原因分析
• 2.2.2 铁路隧道列车火灾损失分析
• 2.3 铁路隧道火灾危险源辨识
• 2.3.1 隧道内信息、通信、信号、供电等铁路行车设备火灾危险性
• 2.3.2 隧道内货物列车火灾危险性
• 2.3.3 隧道内铁路旅客列车火灾危险性
• 2.4 铁路水下隧道火灾特性
• 2.4.1 铁路隧道火灾特性
• 2.4.2 铁路隧道相较于地铁隧道的火灾特性
• 2.4.3 铁路水下隧道相较于铁路陆地隧道的火灾特性
• 2.5 本章小结
• 第三章 铁路隧道火灾烟气特性及通风排烟系统分析
• 3.1 铁路隧道旅客列车火灾燃烧特性
• 3.1.1 单列旅客列车车厢火灾对列车动力的影响
• 3.1.2 旅客列车车厢内火灾增长规律
• 3.1.3 旅客列车车厢内发生火灾烟气对人员安全的影响
• 3.1.4 旅客列车车厢内发生火灾对隧道环境的影响
• 3.2 铁路隧道火灾烟气流动规律
• 3.2.1 烟气的产生
• 3.2.2 隧道火灾烟气层
• 3.2.3 烟气回流
• 3.2.4 隧道火灾临界风速确定
• 3.2.5 隧道通风阻力
• 3.3 通风设计方案计算分析
• 3.4 常用的铁路隧道通风方式
• 3.4.1 自然通风
• 3.4.2 机械通风
• 3.5 狮子洋铁路水下隧道断面风速测试实验
• 3.5.1 测试简况
• 3.5.2 测试过程及测试结果
• 3.5.3 测试结论
• 3.6 本章小结
• 第四章 铁路隧道火灾人员疏散安全分析
• 4.1 人员疏散安全性判定准则及判据
• 4.1.1 清晰层高度
• 4.1.2 烟气的毒害性
• 4.1.3 能见度
• 4.1.4 烟气层温度
• 4.1.5 清晰层温度
• 4.1.6 火场人员耐受极限判定标准
• 4.2 消防队员扑救条件和安全性判定标准
• 4.3 隧道内人员疏散所需时间分析
• 4.3.1 疏散开始时间预测分析
• 4.3.2 疏散行动时间预测分析
• 4.3.4 隧道内旅客列车火灾人员疏散所需时间
• 4.4 隧道内旅客列车火灾人员疏散安全判定
• 4.5 本章小结
• 第五章 铁路隧道火灾结构安全分析
• 5.1 隧道混凝土结构的高温性能
• 5.2 火灾对隧道结构的影响
• 5.3 预应力与非预应力混凝土结构防火性能分析
• 5.4 隧道结构耐火极限分析
• 5.5 隧道内温度分析
• 5.5.1 烟羽流轴上温度分析
• 5.5.2 隧道顶部温升算例
• 5.5.3 隧道内温度分析结论
• 5.6 提高隧道衬砌结构耐火性能的措施
• 5.6.1 使用耐火纤维混凝土
• 5.6.2 增加混凝土保护层厚度
• 5.6.3 通过表面防火被覆，减缓表面的升温速度
• 5.6.4 其他保护措施
• 5.7 本章小结
• 第六章 长大铁路水下隧道消防安全策略
• 6.1 隧道结构防火策略
• 6.1.1 提高隧道自身结构耐火性能
• 6.1.2 尽量减少隧道内的其他不安全因素
• 6.1.3 尽量减少隧道及隧道内设备火灾情况下的相互影响
• 6.2 隧道内旅客列车火灾人员安全疏散策略
• 6.2.1 提供足够的人员安全疏散条件
• 6.2.2 完善火灾事故应急疏散策略
• 6.3 铁路隧道通风排烟消防安全策略
• 6.4 隧道消防设备设施及救援策略
• 6.5 本章小结
• 结论
• 结论
• 研究工作展望和建议
• 参考文献
• 致谢
• 附件