(3) The relationship between the diffusion rate of high temperature smoke and the evacuation velocity is analyzed and the escape time of the personnel in the accident is determined.

(4) Through consulting the information and combining with the simulation results, it puts forward feasible proposals for the optimization of tunnel infrastructure, and provides measures for public safety.

(5) The tunnel construction should conform to the ergonomics. Considering the safety of the structure of the tunnel and the economy and practicality, the influence of the surrounding environment should be considered, and the potential threat to the environment is avoided. The research prototype in this paper is the Shanxi section of the post rock tunnel. The simulation analysis is carried out by using simulation software.

KeyWords: Tunnel; Fire simulation; Evacuation simulation; Emergency plan 

目录

1  绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1 国内隧道事故仿真研究现状 1

1.1.2 国外隧道事故仿真研究现状 2

1.2 研究目的、意义以及内容 2

1.2.1 研究目的 2

1.2.2 研究内容及意义 4

1.2.3 拟采取的技术路线 5

2  隧道火灾原型 6

2.1 火灾现场情况 6

2.1.1 隧道内火灾事故起因 6

2.1.2 隧道内火灾事故发展 6

2.2 隧道事故仿真建模 7

2.2.1隧道参数 7

2.2.2确定隧道火源 7

2.2.3隧道建模 10

2.3 隧道疏散仿真建模 10

2.3.1 隧道内人员分布 10

2.3.2 人员疏散仿真建模 10

3 仿真输出结果及分析 11

3.1 隧道火灾事故仿真 11

3.1.1 温度变化 11

3.1.2 烟气扩散 11

3.1.3 温度变化趋势 12

3.1.4分析火灾发展迅速诱因 13

3.2 隧道内疏散仿真 14

3.2.1 疏散仿真数据分析 14

3.2.2 疏散仿真与火灾仿真耦合分析 15

3.2.3 死亡节点高温烟气监测 18

3.2.4 事故综合分析 19

4 公路隧道灾害预防及自救措施 21

4.1 隧道基础设施和隧道运输管理 21

4.1.1 隧道基础设施 21

4.1.2 隧道运输管理 22

4.2 隧道公共安全培训 22

4.2.1 隧道在变条件下人员心理 22

4.2.2 措施 23

5 公路隧道事故应急救援措施 24

5.1 隧道事故应急预案 24

5.1.1 应急预案响应程序 24

5.1.2 应急救援指挥 24

5.1.3 应急预案救援流程 25

5.1.4 隧道应急预案演习 26

5.2 消防应急资源优化 27

5.2.1 应急响应时间 27

5.2.2 风险分析 27

6 总结与展望 29

6.1 总结 29

6.2 展望 29

致谢 30

参考文献 31

1 绪论

1.1 研究背景

近些年来世界各地公路隧道火灾案例不胜枚举，我国几乎每年都有公路隧道起火案例。这样频频发生的险情无时无刻不提醒着人们去探索并解决他们。我国是一个地形复杂的国家，尤其是山地丘陵众多，江河横纵，给我国交通带来很多不便，所以修建隧道势在必行，这样可大大节约运输成本和时间。隧道事故不断发生提醒我们只有通过对隧道的不断研究，探寻其中奥秘，才能将隧道威胁降低到最小。下图为隧道火灾的实景图：

（a）贵州龙里贾托坡隧道                  （b）山西晋城段岩后隧道火灾

（c）瑞士圣哥达隧道火灾                       （d）勃朗峰隧道大火

图1.1 隧道火灾实景图

1.1.1 国内隧道事故仿真研究现状

我国在隧道火灾数值方面的仿真研究起步比较晚不如国外技术成熟。西南交通大学和清河大学首先在这一领域展开了研究。西南交通大学主要在1995年提出气流的流动模型，将其按照一维非恒定流的方式进行模拟，并将此理论应用到实际工程中去，取得了的研究成果和预期相似。在烟气回流和隧道内热分层方面的研究，哈尔滨工程大学以及香港理工大学建立的CFD模型验证了大涡模拟（LFS)的计算结果更具代表性。在不考虑火情动态的情况下，舒宁等人使用Ansys软件模拟了1000K的火源燃烧时所导致的隧道内空气的流动[1]。在人员疏散研究方面，有现场进行科学实验、计算机模拟以及数值经验公式计算三类方法。国内，温丽敏等人（东北大学）提出了用来计算人员的疏散时间的一个火灾集群疏散模型。杨立中（中国科技大学）使用元胞自动机（Cellular Automaton）模型对疏散过程中人的从众心理行为、亲情互助行为、建筑物在出口处动力学特征展开了研究。方正等人（武汉大学）在人员疏散方面建立了网格模型。宋卫国等人提出使用元胞自动机模型和网格模型组成的综合模拟模型来模拟行人的运动以及人员疏散过程的方法。总体而言，人员疏散模型的模拟的方法正从无个体差异影响到人员定性化方向去发展，这种模型包括更多人的行为细节，能综合模拟人群的大规律以及个体人员在疏散过程中的复杂行为，亦能模拟建筑结构、灾变环境和人的行为三者之间的复杂联系。