[发明专利]一种可调风温及湿度的峡谷隧道群污染物窜流测量系统

说明书

本发明公开了一种可调风温及湿度的峡谷隧道群污染物窜流测量系统，该测量系统包括由防火板搭建的主隧道群，由防火保温棚模拟的山体峡谷环境；在主隧道群的下方设置有调节装置，在峡谷的公路一侧设置有可调风温及环境湿度的峡谷风模拟装置，在峡谷隧道群的隧道或公路上设置有实验小车，还设置有多功能环境检测器。本发明能够模拟不同峡谷风温风向风速，不同隧道横纵间距，不同坡度，不同峡谷环境湿度工况下峡谷隧道群间火灾烟气流动情况，得出隧道间污染物浓度的变化，临界窜流风速等一系列火灾参数，从而能为峡谷隧道群的设计提供参考。

技术领域

本发明属于交通隧道安全和火灾燃烧领域，具体的说是一种可调风温及湿度的峡谷隧道群污染物窜流测量系统。

背景技术

随着国家经济的发展，基础设施投资建设步伐越来越快，尤其是四川、西藏等高原、地热地区的高等级公路建设呈现爆发式增长，这些地区普遍年温差较大，极端气候较多。如G4218 拉萨至日喀则机场公路，年平均气温 5.0℃～8.4℃，极端最高气温 29.9℃，极端最低气温-25.1℃。

同时由于建设用地有限且纵向通风建设费用相对较低等原因，纵向通风在公路隧道通风中被广泛采用。但在纵向通风方式中，单洞双向交通不能充分利用交通风，且单洞双向交通事故率远远高于双洞单向交通，促使双洞单向隧道逐渐成为发展的主流。对于上下游间距较近的双洞单向隧道，排风隧道排出的污染物会对洞外环境产生污染，同时也窜流进入临近的进风隧道和下游进风隧道产生“二次污染”。纵向窜流和横向窜流两种窜流现象的同时存在使得运营通风效率降低，造成运营成本的增加，此时隧道内的通风就不能简单地以单个隧道来设计，这就使得基于普通公路隧道所计算的临界风速来设计的排烟系统的可行性大打折扣。

通过调研已有的研究成果，国内外对于隧道间窜流问题研究，大多都没有考虑到峡谷风风温及环境湿度对火灾烟气污染物窜流的影响。现执行的行业标准《公路隧道设计规范》(第二册交通工程与附属设施，JTG D70-2—2014)和《铁路隧道设计规范》 (TB10003-2016)和中防排烟设计中尚无针对不同峡谷风风温及不同环境湿度的火灾通风的相关条款，在实际工程中也没有关于不同峡谷风风温隧道间窜流临界风速等关键参数的理论计算模型。随着经济社会的发展，隧道的修建数量在不断加大，施工技术的进步也使得以后的工程中，极端环境温度的隧道会越来越多。因此有必要进一步深入开展对不同峡谷风风温及不同环境湿度工况下隧道间的烟气污染物流动规律研究。

由于上下游间距较近的双洞单向隧道间两股方向相反纵向风加峡谷风的交汇特性，使得火灾污染物在隧道间的流动复杂性不同于常规隧道，主要来自于两股方向相反纵向风引起对流影响和峡谷风诱导的横向烟气运动，以及烟气自身热浮力的相关作用，此外在峡谷风风温变化时，与隧道内烟气相遇，烟气热浮力受其影响也随之发生变化，进而影响烟气流动情况。上述峡谷环境加剧了隧道间烟气污染物流动的不确定性，加大了火灾烟气蔓延控制的难度。

人们对这种不同风温隧道(群)间发生火灾时烟气的蔓延和控制规律缺乏深入了解，亟需建立相关试验模拟平台展开深入研究。目前国内还没有相关研究隧道间不同峡谷风风温的模拟系统平台，如果建设全尺寸的可调峡谷风隧道实验平台由于比较浪费人力物力财力，实现可能性几乎为零。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种可调风温及湿度的峡谷隧道群污染物窜流测量系统，以期能模拟不同峡谷风温风向风速，不同隧道横纵间距，不同坡度，不同峡谷环境湿度工况下峡谷隧道群间火灾烟气流动情况，得出隧道间污染物浓度的变化，临界窜流风速等一系列火灾参数，从而能为峡谷隧道群的设计提供参考。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种可调风温及湿度的峡谷隧道群污染物窜流测量系统，所述峡谷隧道群由穿过n座山体的双向隧道所组成的主隧道群，且相邻两座山体中的双向隧道通过处于峡谷中的公路连接；其特点在于，所述峡谷隧道群污染物窜流测量系统是利用防火板搭建所述主隧道群，利用防火保温棚模拟山体的峡谷环境；按照行车方向将山体中的隧道记为上游隧道及下游隧道；