類矩形地鐵隧道相比于傳統(tǒng)的圓形地鐵隧道,大幅提高了地下空間的利用率,但卻導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)通道缺乏空間設(shè)置雙向開啟的甲級防火門。聯(lián)絡(luò)通道的甲級防火門具有隔熱阻煙的作用,而水幕作為一種具有防火冷卻、阻火隔熱作用的防火分隔設(shè)施,既不會破壞原有建筑的格局,又能滿足火災(zāi)發(fā)生后受困人員和消防人員的通行需求。故在氣流防煙的背景下選擇用水幕作為類矩形隧道聯(lián)絡(luò)通道的防火分隔,解決類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道的消防安全問題。在對火災(zāi)熱傳遞方式及水幕阻隔火災(zāi)熱輻射理論研究的基礎(chǔ)上,分析影響水幕隔熱的因素和水幕基本參數(shù)影響隔熱效果的方式。再結(jié)合類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道的結(jié)構(gòu)特征以及地鐵隧道的通風(fēng)控?zé)熖攸c,按照相關(guān)規(guī)范和原型隧道與模型隧道的縮尺關(guān)系,設(shè)計類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道縮尺水幕實驗臺。最后根據(jù)地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道水幕隔熱的最不利情況和地鐵隧道火災(zāi)的規(guī)模設(shè)計實驗場景,以實體實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道水幕的隔熱效果進行研究。研究表明在地鐵隧道內(nèi)受通風(fēng)的影響會使水幕飄灑,造成水幕分布發(fā)生變化,聯(lián)絡(luò)通道口處的噴水強度將減小。在協(xié)同控制通風(fēng)無水幕的情況下,相比自然通風(fēng)狀態(tài)非事故隧道的熱輻射和溫度有所降低,但下游聯(lián)絡(luò)通道口的熱輻射和溫度將高于上游聯(lián)絡(luò)通道口,其中設(shè)計火源為7.5MW時下游聯(lián)絡(luò)通道口的熱輻射超過90kW/m~2,設(shè)計火源為10MW時下游聯(lián)絡(luò)通道口的熱輻射接近110kW/m~2。類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道的水幕具有良好的隔熱和降溫效果,能在短時間內(nèi)將熱輻射和溫度明顯降低。其中K80水幕在實體實驗中的隔熱效率為55%~65%,數(shù)值模擬時接近70%;而K115水幕的隔熱效率為60%~70%,數(shù)值模擬時超過80%。類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道的水幕具有良好的降溫效果,能在短時間內(nèi)將溫度明顯降低。在煙氣控制作用下的非事故隧道無煙區(qū)域,理想狀態(tài)下非事故隧道溫度只是略高于環(huán)境溫度,不會明顯上升。對于同一設(shè)計熱釋放速率的火源,兩種水幕隔熱效率明顯不同,K115水幕的隔熱效率相比于K80水幕有明顯的提升。
【學(xué)位單位】：天津商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U453.8;U231.96
【部分圖文】：

[2]。圖1-1 中國內(nèi)地開通地鐵運營線路的城市Fig1-1 Cities opening metro lines in mainland China然而，在地鐵等地下空間建設(shè)快速發(fā)展的同時，城市核心區(qū)域地下空間可利用率逐漸減小的問題突顯，城市地鐵的建設(shè)將面臨著可用地下空間狹小、周圍建筑結(jié)構(gòu)物多和后續(xù)地下空間開發(fā)區(qū)域保護等諸多難題[3]�！邦惥匦巍笔撬淼李I(lǐng)域的一個新術(shù)語，

2其含義與日本相關(guān)文獻中“復(fù)合圓形”接近，其斷面由數(shù)條光滑、可導(dǎo)的曲線構(gòu)成，其輪廓類似于矩形，如圖1-2所示[4]。圖1-2 類矩形地鐵隧道斷面特征Fig1-2 Section characteristics of quasi-rectangular metro tunnel類矩形地鐵隧道與傳統(tǒng)的圓形地鐵隧道相比，具有空間利用率高、覆土淺和建設(shè)成本相對較低等特點[5]。與普通圓形地鐵隧道相比有效使用面積增大了20%左右，且在擁有同等使用面積的情況下，能節(jié)約35%以上的地下空間；與矩形地鐵隧道相比，結(jié)構(gòu)厚度大幅減��；與單洞雙線的圓形地鐵隧道相比，占用的地下空間大幅減小[6-9]。表1-1 地鐵隧道結(jié)構(gòu)尺寸及空間利用率對比Table 1-1 Comparison of structural dimensions and spatial utilization ratio of metro tunnel對比參數(shù) 普通圓形隧道 單洞雙線圓形隧道 矩形隧道 類矩形隧道結(jié)構(gòu)厚度/m 0.35 0.5 1.0 0.45外包尺寸/m 2 6.2 11.2 11.5×7.5 11.5×7使用面積/m247.5 81.7 52.3 63.6占用范圍長/m 21 13.5 14.5 14.5寬/m 9 13.5 10.5 10空間利用率 25% 45% 34% 44%相比于傳統(tǒng)形狀的地鐵隧道，類矩形地鐵隧道的占用范圍和空間利用率更加平衡，空間使用具有更好的靈活性和發(fā)展?jié)摿�，可以有效破解城市核心區(qū)地鐵建設(shè)難題，加強地下空間合理規(guī)范化建設(shè)。但《地鐵設(shè)計防火標準》GB51298-2018[10]和《地鐵設(shè)計規(guī)范》GB50157-2013[11]都有明文規(guī)定：兩條單線區(qū)間隧道之間當隧道連貫長度大于600m時

第一章 緒 論3圖1-3 常規(guī)地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道Fig1-3 Cross-passageway of conventional metro tunnel圖1-4 類矩形地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道Fig1-4 Cross-passageway of quasi-rectangular metro tunnel聯(lián)絡(luò)通道的甲級防火門作為兩側(cè)隧道的防火分隔物，將事故隧道和非事故隧道分隔成兩個區(qū)域。當某一側(cè)隧道發(fā)生火災(zāi)事故時，可將非事故隧道作為事故隧道的安全疏散通道，事故隧道的受災(zāi)人員可通過聯(lián)絡(luò)通道疏散至非事故隧道，再疏散至站臺和地面等安全區(qū)域，如圖1-5所示。圖1-5 地鐵隧道內(nèi)被困人員經(jīng)聯(lián)絡(luò)通道疏散的線路Fig1-1 Evacuation routes of trapped people in metro tunnels through cross-passageway聯(lián)絡(luò)通道的甲級防火門在一定程度上能起到阻止事故隧道火災(zāi)產(chǎn)生的熱量和煙氣傳遞至非事故隧道的作用，可以有效保障受災(zāi)人員在非事故隧道的疏散安全。因此，類矩形新型隧道技術(shù)的應(yīng)用在具有諸多優(yōu)勢的同時，也為地鐵隧道的消防安全帶來了新的挑戰(zhàn)。1.1.2 研究意義鑒于類矩形地鐵隧道的應(yīng)用優(yōu)勢，以及聯(lián)絡(luò)通道缺乏空間設(shè)置防火門帶來的消防安全新問題。將采取合理的消防措施代替原有的防火門

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本文編號：2831475