Study on Fire Smoke Characteristics of Emergency Rescue Station in Single-Hole, Double-Track Railway Tunnel

SUN Jianchun; ZHANG Min; XIANG Long; YANG Keqing

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20230807001

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Study on Fire Smoke Characteristics of Emergency Rescue Station in Single-Hole, Double-Track Railway Tunnel

更新时间：2025-01-13

- Study on Fire Smoke Characteristics of Emergency Rescue Station in Single-Hole, Double-Track Railway Tunnel
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 44, Issue 6, Pages: 1398-1407(2024)
- 作者机构：
  
  1.西南石油大学土木工程与测绘学院，四川成都 610500
  2.四川省燃气安全与高效利用工程技术研究中心，四川成都 610500
  3.四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川成都 610041
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20230807001
  CLC： X951
- Received：07 August 2023，
  
  Revised：2023-10-27，
  
  Published：15 December 2024
- 稿件说明：
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孙建春,张敏,向龙等.单洞双线铁路隧道紧急救援站火灾烟气特性研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(06):1398-1407.

SUN Jianchun,ZHANG Min,XIANG Long,et al.Study on Fire Smoke Characteristics of Emergency Rescue Station in Single-Hole, Double-Track Railway Tunnel[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(06):1398-1407.
孙建春,张敏,向龙等.单洞双线铁路隧道紧急救援站火灾烟气特性研究[J].防灾减灾工程学报,2024,44(06):1398-1407. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20230807001.

SUN Jianchun,ZHANG Min,XIANG Long,et al.Study on Fire Smoke Characteristics of Emergency Rescue Station in Single-Hole, Double-Track Railway Tunnel[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2024,44(06):1398-1407. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20230807001.

摘要

以某典型高海拔单洞双线铁路隧道紧急救援站为依托，通过FDS较系统地研究了不同排烟量和自然风情形下，隧道内发生火灾时的烟气蔓延、温度及能见度分布规律，得到了最佳机械排烟量推荐值，并为人员逃生及烟气控制提供建议。研究结果表明：当存在自然风时，自然排烟时有部分烟气进入联络通道，不利于人员逃生；机械排烟时，随着排烟量的增大，烟气蔓延距离明显缩短，但隧道拱顶温度降低幅度较小；当排烟量取为300 m³/s时，无论是否存在自然风，隧道特征高度处温度均低于60 ℃，能见度均大于10 m，且烟气主要集中在隧道顶部并与下层空气分界明显，人员疏散可处于安全状态。人员逃生建议：无自然风时，人员从有联络排烟道一侧疏散通道或就近疏散通道逃生；控烟策略：建议引入适量的纵向机械送风，方向从无联络排烟道一侧吹向有联络排烟道一侧，有利于缩短烟气的流动长度，为人员逃生创造更有利的条件，考虑关闭离火源位置较远的排烟风机，提高整个排烟系统的排烟效率。

Abstract

Based on a typical high-altitude single-hole

double-track railway tunnel emergency rescue station

the smoke spread

temperature

and visibility distribution of fire in a tunnel under different smoke extraction volumes and natural wind conditions were systematically studied using FDS. The recommended value for the optimal mechanical smoke extraction volume was obtained

and suggestions for personnel escape and smoke control were provided. The results showed that when there was natural wind

some smoke entered the communication passage during natural smoke extraction

which was not conducive to personnel escape. During mechanical smoke extraction

as the smoke extraction volume increased

the smoke spread distance was significantly reduced

but the reduction in the tunnel vault temperature was limited. When the smoke extraction volume was set to 300 m³/s

regardless of the presence of natural wind

the temperature at the characteristic height of the tunnel was below 60 ℃

the visibility was greater than 10 meters

and the smoke was mainly concentrated at the top of the tunnel

with a clear boundary between it and the lower layer of air

making personnel evacuation possible in a safe condition. Suggestions for personnel escape: When there is no natural wind

personnel should escape through the passage with a communication smoke extraction duct or the nearest evacuation passage. Smoke control strategy: It is recommended to introduce an appropriate amount of longitudinal mechanical ventilation

blowing from the side without a smoke extraction duct to the side with one

which helps shorten the smoke spread length and creates more favorable conditions for personnel escape. Consider shutting down the smoke extraction fans located farther from the fire source to improve the efficiency of the entire smoke extraction system.

关键词

Keywords

references

田四明，王伟，杨昌宇，等 . 中国铁路隧道40年发展与展望［J］. 隧道建设（中英文）， 2021 ， 41 （ 11 ）： 1903 - 1930 .

Tian S M ， Wang W ， Yang C Y ， et al . Development and prospect of railway tunnels in china inrecent 40 years ［J］. ConstructionTunnel ， 2021 ， 41 （ 11 ）： 1903 - 1930 . （in Chinese）

王若晨，朱勇，邸成，等 . 成兰铁路云屯堡隧道紧急救援站设计优化研究［J］. 隧道建设（中英文）， 2020 ， 40 （ 7 ）： 1029 - 1034 .

Wang R C ， Zhu Y ， Di C ， et al . Study on optimization of emergency rescue station of yuntunbao tunnel on chengdu-lanzhou railway ［J］. Tunnel Construction ， 2020 ， 40 （ 7 ）： 1029 - 1034 . （in Chinese）

徐志胜，孔杰，游温娇，等 . 单洞双线铁路隧道火灾人员疏散安全性分析［J］. 中国安全生产科学技术， 2019 ， 15 （ 1 ）： 181 - 186 .

Xu Z S ， Kong J ， You W J ， et al . Analysis on safety of personnel evacuation in fire of single-hole double-line railway tunnel ［J］. Journal of Safety Science and Technology 2019 ， 15 （ 1 ）： 181 - 186 . （in Chinese）

郭志杰，张奥宇，鲁水涛，等 . 高海拔隧道防烟策略及疏散通道间距探讨［J］. 地下空间与工程学报， 2021 ， 17 （ 5 ）： 1671 - 1678 .

Guo Z J ， Zhang A Y ， Lu S T ， et al . Discussion on the smoke prevention strategy of high-altitudetunnel and the evacuation channel spacing ［J］. Chinese Journal of Underground Space and Engineering ， 2021 ， 17 （ 5 ）： 1671 - 1678 . （in Chinese）

Yang Y ， Long Z ， Cheng H ， et al . Experimental and numerical study of smoke temperature distribution characteristics in a sloped tunnel ［J］. Sustainable Cities and Society ， 2021 ， 73 ： 103091 .

刘琼，郑烽 . 双火源隧道火灾的临界风速变化规律研究［J］. 防灾减灾工程学报， 2018 ， 38 （ 1 ）： 137 - 143 .

Liu Q ， Zheng F . Study on variation rules of critical ventilation velocity for double-source tunnel fires ［J］. Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering ， 2018 ， 38 （ 1 ）： 137 - 143 . （in Chinese）

王峰，黄玉冰，朱磊，等 . 超高海拔隧道火灾燃烧与烟气温度现场模型试验研究［J］. 土木工程学报， 2020 ， 53 （ 3 ）： 114 - 120 .

Wang F ， Huang Y B ， Zhu L ， et al . Field model experimental study on fire combustion and smoke temperature in very-high-altitude tunnels ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2020 ， 53 （ 3 ）： 114 - 120 . （in Chinese）

黄玉冰 . 超高海拔公路隧道火灾烟气特性与人员疏散技术研究［D］. 成都：西南交通大学， 2021 .

Huang Y B . Study of smoke characteristics and safe evacuation of road tunnels in extra-high altitude area . Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2021 . （in Chinese）

Kim D H ， Park W H . Experiment by using reduced scale models for the fire safety of a rescue station in very long rail tunnel in Korea ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2006 ， 21 （ 3 ）： 303 .

李颖臻 . 含救援站特长隧道火灾特性及烟气控制研究［D］. 成都：西南交通大学， 2010 .

Li Y Z . Study of fire characteristics and smoke control in super long tunnels with rescue stations ［D］. Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2020 . （in Chinese）

王庆生，刘炳海，王文伟，等 . 细水雾灭火系统扑救铁路隧道救援站内客车火灾的全尺寸试验研究［J］. 安全与环境学报， 2012 ， 12 （ 3 ）： 158 - 163 .

Wang Q S ， Liu B H ， Wang W W ， et al . Full-scale experimental rescue study on the water-mist railway tunnel-fire fighting system ［J］. Journal of Safety and Environment ， 2012 ， 12 （ 3 ）： 158 - 163 . （in Chinese）

Zhou Y ， Bi H ， Wang H ， et al . Critical velocity in the transverse passages of a railway tunnel rescue station with semi-transverse ventilation ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2019 ， 92 ： 103064.1 - 103064.11 .

马召辉 . 高海拔特长铁路隧道烟气蔓延规律与控制方法研究［D］. 北京：中国铁道科学研究院， 2020 .

Ma Z H . Study on the law and control method of smoke spread in high altitude and extra long railway tunnel ［D］. Beijing ： China Academy of Railway Sciences ， 2020 . （in Chinese）

Tao L ， Zhang Y ， Hou K ， et al . Experimental study on temperature distribution and smoke control in emergency rescue stations of a slope railway tunnel with semi-transverse ventilation ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2020 ， 106 （ 9 ）： 103616 .

铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范： TB 10020—2017 ［S］. 北京：中国铁道出版社， 2017 .

蒋琪 . 单洞双向公路隧道火灾通风排烟控制研究［D］. 成都：西南交通大学， 2017 .

Jiang Q . Study on fire ventilation and smoke control of single-hole bidirectional highway tunnel ［D］. Chengdu ： Southwest Jiaotong University ， 2017 . （in Chinese）

Liu B ， Mao J ， Xi Y ， et al . Effects of altitude on smoke movement velocity and longitudinal temperature distribution in tunnel fires ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2021 ， 112 （ 4 ）： 103850 .

建筑防烟排烟系统技术标准： GB 51251—2017 ［S］. 北京：中国计划出版社， 2017 .

王峰，张路华，袁松，等 . 高海拔公路隧道火灾烟气控制临界风速研究［J］. 中国公路学报， 2022 ， 35 （ 5 ）： 153 - 160 .

Wang F ， Zhang L H ， Yuan S ， et al . Critical velocity of fire smoke control in high-altitude highway tunnels ［J］. China Journal of Highway and Transport ， 2022 ， 35 （ 5 ）： 153 - 160 . （in Chinese）

Hua N ， Tessari A ， Khorasani N E . Characterizing damage to a concrete liner during a tunnel fire ［J］. Tunnelling and Underground Space Technology ， 2021 ， 109 ： 103761 .

Yan G F ， Wang M N ， Yu L ， et al . Effects of ambient pressure on smoke movement patterns in vertical shafts in tunnel fires with natural ventilation systems ［J］. Building Simulation ， 2020 ， 13 （ 4 ）： 931 - 941 .

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