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长大铁路水下隧道火灾风险分析及消防安全策略

作　者: 施晓群
导　师: 陈国华；刘文利
学　校: 华南理工大学
专　业: 工业工程
关键词: 铁路水下隧道火灾风险安全策略
分类号: U458.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 52次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 课题研究的背景  11
  1.2 课题研究的意义  11-12
  1.3 国内外研究现状  12-17
    1.3.1 国外研究现状  12-14
    1.3.2 国内研究现状  14-17
  1.4 研究内容  17-18
  1.5 论文研究主要技术路线  18-19
第二章铁路水下隧道火灾危险性分析  19-32
  2.1 典型铁路隧道火灾案例  19-20
  2.2 铁路隧道火灾事故分析  20-23
    2.2.1 铁路隧道列车火灾起火原因分析  21-22
    2.2.2 铁路隧道列车火灾损失分析  22-23
  2.3 铁路隧道火灾危险源辨识  23-28
    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  23
    2.3.2 隧道内货物列车火灾危险性  23-25
    2.3.3 隧道内铁路旅客列车火灾危险性  25-28
  2.4 铁路水下隧道火灾特性  28-30
    2.4.1 铁路隧道火灾特性  28-29
    2.4.2 铁路隧道相较于地铁隧道的火灾特性  29-30
    2.4.3 铁路水下隧道相较于铁路陆地隧道的火灾特性  30
  2.5 本章小结  30-32
第三章铁路隧道火灾烟气特性及通风排烟系统分析  32-45
  3.1 铁路隧道旅客列车火灾燃烧特性  32-34
    3.1.1 单列旅客列车车厢火灾对列车动力的影响  32-33
    3.1.2 旅客列车车厢内火灾增长规律  33
    3.1.3 旅客列车车厢内发生火灾烟气对人员安全的影响  33
    3.1.4 旅客列车车厢内发生火灾对隧道环境的影响  33-34
  3.2 铁路隧道火灾烟气流动规律  34-38
    3.2.1 烟气的产生  34
    3.2.2 隧道火灾烟气层  34
    3.2.3 烟气回流  34-35
    3.2.4 隧道火灾临界风速确定  35-36
    3.2.5 隧道通风阻力  36-38
  3.3 通风设计方案计算分析  38-39
  3.4 常用的铁路隧道通风方式  39-40
    3.4.1 自然通风  39
    3.4.2 机械通风  39-40
  3.5 狮子洋铁路水下隧道断面风速测试实验  40-43
    3.5.1 测试简况  40-41
    3.5.2 测试过程及测试结果  41-43
    3.5.3 测试结论  43
  3.6 本章小结  43-45
第四章铁路隧道火灾人员疏散安全分析  45-55
  4.1 人员疏散安全性判定准则及判据  45-48
    4.1.1 清晰层高度  46
    4.1.2 烟气的毒害性  46
    4.1.3 能见度  46-47
    4.1.4 烟气层温度  47
    4.1.5 清晰层温度  47
    4.1.6 火场人员耐受极限判定标准  47-48
  4.2 消防队员扑救条件和安全性判定标准  48
  4.3 隧道内人员疏散所需时间分析  48-53
    4.3.1 疏散开始时间预测分析  48-50
    4.3.2 疏散行动时间预测分析  50-53
    4.3.4 隧道内旅客列车火灾人员疏散所需时间  53
  4.4 隧道内旅客列车火灾人员疏散安全判定  53-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章铁路隧道火灾结构安全分析  55-66
  5.1 隧道混凝土结构的高温性能  55-56
  5.2 火灾对隧道结构的影响  56
  5.3 预应力与非预应力混凝土结构防火性能分析  56-57
  5.4 隧道结构耐火极限分析  57-58
  5.5 隧道内温度分析  58-63
    5.5.1 烟羽流轴上温度分析  58-60
    5.5.2 隧道顶部温升算例  60-62
    5.5.3 隧道内温度分析结论  62-63
  5.6 提高隧道衬砌结构耐火性能的措施  63-65
    5.6.1 使用耐火纤维混凝土  63
    5.6.2 增加混凝土保护层厚度  63-64
    5.6.3 通过表面防火被覆，减缓表面的升温速度  64
    5.6.4 其他保护措施  64-65
  5.7 本章小结  65-66
第六章长大铁路水下隧道消防安全策略  66-73
  6.1 隧道结构防火策略  66-67
    6.1.1 提高隧道自身结构耐火性能  66
    6.1.2 尽量减少隧道内的其他不安全因素  66
    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  66-67
  6.2 隧道内旅客列车火灾人员安全疏散策略  67-70
    6.2.1 提供足够的人员安全疏散条件  67-69
    6.2.2 完善火灾事故应急疏散策略  69-70
  6.3 铁路隧道通风排烟消防安全策略  70-71
  6.4 隧道消防设备设施及救援策略  71-72
  6.5 本章小结  72-73
结论  73-75
  结论  73-74
  研究工作展望和建议  74-75
参考文献  75-79
致谢  79-80
附件  80

长大铁路水下隧道火灾风险分析及消防安全策略

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