长大隧道长距离通风的研究

长大隧道施工通风施工技术探析摘要:随着长大隧道的不断出现,对长大隧道施工通风施工技术的要求也愈来愈高,本文结合施工布置方式图分析多种常见的长大隧道施工通风施工技术,最后结合雅砻江锦屏二级水电站东端4#引水隧洞工程实例谈几点具体的做法。

关键词:长大隧道通风布置方式1 常见的长大隧道施工通风施工技术分析在大量的实践中被应用和肯定了的隧道施工通风技术有:洞外压入式通风,抽(排)出式通风,混合式通风,巷道式通风,局部换流几种,下面就洞外压入式通风,混合式通风,局部换流做出详细分析。

1.1 洞外压入式通风(1)施工布置方式如图1所示:(2)原理:在洞外距离洞口大于30m的区域上风向布设大功率风机,借助通风管洞外的新鲜空气被压入工作面,一方面压入的新鲜空气直接稀释了有害气体浓度;另一方面增高洞内空气压力,促使洞内空气带着有害烟尘自动向洞外流动,降低工作环境的有害气体和粉尘浓度。

(3)优点:该布置方式对施工条件没有要求,设备安装非常方便且主机在施工工程中不需要移动,此外掘进工作面比较干净,在工程实践中被广泛地应用。

1.2 混合式通风(1)其中一种施工布置方式如图2所示:(2)原理:联合压入、抽排出两种通风方式的优点进行布设的一种通风方式,方案一压一排,整个隧道空气整体流通的问题得以有效地解决。

(3)优点:风速要求不太高,相对而言比较节能。

1.3 局部换流(1)施工布置方式如图3所示:(2)原理:其原理上属于射流巷道式通风,新鲜空气从正洞射入后,轴流风机和风管压将其送至开挖工作面,污风经过辅助坑道全部被排出,这种方式有效缩短了独头送风距离,效果也相当明显。

2 工程实例分析2.1 工程概况雅砻江锦屏二级水电站东端4#引水隧洞工程,锦屏二级水电站引水系统采用4洞8机布置形式,从进水口至上游调压室的平均洞线长度约为16.67km,中心距60m,洞主轴线方位角为N58°W。

引水隧洞立面为缓坡布置,底坡 3.65‰,由进口底板高程1618.00m降至高程1564.70m与上游调压室相接。

长大隧道通风技术随着隧道施工技术的不断发展，长大隧道在工程实践中日益增多，如何确保施工过程中的通风效果，对于加快施工速度，确保施工安全具有重大意义。

文章通过西成客专房家湾隧道1#横洞工区的实践，对长大隧道施工通风技术作简单论述，对类似工程提供参考。

标签：长大隧道；通风；技术1 工程概况西成客专房家湾隧道1#横洞工区，横洞施工800m，正线施工3050m，最大独头通风长度达到3033m。

正洞施工里程为DgK283+911-DgK286+961，横洞与正线交接里程为DgK284+752，西安方向掘进841m，成都方向掘进2209m。

因通风距离长，供风损失量大，风压下降量大等不利因素的存在，如何确保施工过程中的通风效果显得极为重要。

2 总体通风方案本工程使用风动凿岩机钻孔，侧卸装载机装碴，内燃自卸车运输出碴。

根据以往隧道施工经验和本工程的实际情况，施工通风采用长管路压入式通风方为主，射流风机辅助通风的方案，具体做法为如下：（1）在洞外设置功率为200*2kW的轴流式通风机，用于正洞大里程方向通风，风筒直径为1.8m；另设功率为90*2kW的轴流式通风机，用于正洞小里程和横洞通风；横洞与正洞交叉口、二衬台车处及洞内设置射流风机。

（2）对施工过程的污染源采用一定措施加以控制，如使用排气符合环保要求的装载机和自卸车进洞，必要时安装排气净化装置，放炮后采取水幕降尘改善洞内的尘埃污染等。

采用科学的通风技术，严格通风管理，确保施工人员安全和健康，为快速施工创造良好条件。

（3）阶段性通风实施方案a.第一阶段（横洞施工）：使用SDF-No15通风机，安装在洞外30m左右位置，向掌子面压入通风。

如图1所示。

b.第二阶段（进入正洞500m内）：原安装No15风机继续给小里程掌子面供风，另安装1台No18风机给正洞大里程掌子面供风，并在横洞内增加一台射流风机。

确保洞内污浊的空气从横洞排出。

如图2。

c.第三阶段通风（正洞掘进500m后）：洞内增设射流风机辅助排风，距离岔口200m设1个，之后每隔600米设1个。

水利工程特长隧洞施工通风排烟的研究与运用摘要：隧洞通风排烟是特长隧洞施工的重要辅助工序之一。

合理的通风系统、理想的通风效果是实现特长大隧洞快速施工和施工人员身心健康的重要保证。

设计科学、先进、合理的通风系统，配置高效的通风机械是解决特长隧洞通风根本。

此外，在施工过程中通风管理也是保证通风效果的一个不容忽视的问题，本文将会对金佛山水利工程马鞍山隧道通风排烟技术的运用进行一些阐述。

关键词：金佛山水利工程；特长隧洞；通风排烟随着国民经济的快速发展，基础设施建设的不断完善，隧道施工方案被大量采用，并逐渐朝深埋、超长、特大方向发展,解决通风排烟等问题也将成为重要的研究课题。

1 工程实例1.1 工程金佛山水利工程是以灌溉、供水为主，兼顾发电等综合效益的大（2）型水电站。

总库容为1.01亿m3，水库建成后，控灌面积为30.59万亩。

马鞍山隧洞属于金佛山水利工程灌区部分，位于总干渠总0+273.0～总12+473.0处，由东向西北方向引水，穿越金佛山山脉，起点位于截麻沟，终点位于梁家田，隧洞全长约12.20km，其中渐变段0.018km，洞身段12.182km。

坡比降i=1/1300，为无压引水隧洞，断面型式为城门洞型。

Ⅱ类围岩开挖断面尺寸为3.60m×3.96m。

1.2 施工难点隧洞工程施工通风排烟、供电、排水困难。

马鞍山隧洞全长12.20km,但因本工程处于金佛山景区，根据重庆市相关要求，金佛山自然保护区内禁止开辟施工支洞，因此，本工程施工支洞仅在自然保护区外开设，总2+482.80处布置有分水隧洞1个（兼做施工支洞），总长420m，总3+602.28处布置施工支洞，总长426m。

因此，自隧洞总3+602.28施工支洞洞口至隧洞出口总12+475，施工总长为9289m，平均单头掘进4645m，且下游侧为上坡隧洞。

2 隧洞洞内通风针对金佛山水利工程隧洞埋深大，洞线较长，且在保护区范围内无法开凿更多支洞，条件艰难无法实现独立式辅助坑道通风。

长大隧道施工通风方案技术总结_营销方案总结隧道施工是一项非常复杂且危险的工程，特别是在长大隧道这样的大型施工项目中，施工人员面临着诸多危险和困难，其中通风问题则是十分重要的一环。

通风不良不仅会对施工人员的身体健康造成危害，而且也会对隧道内的施工进度和质量带来极大的影响。

因此，在长大隧道的施工中，通风方案的设计十分重要，需要进行充分的技术总结和实践经验积累，以确保施工人员的安全和工程的顺利进行。

一、通风方案的设计原则为了有效地控制隧道内的通风，保证施工人员的健康和工程进度，需要在设计通风方案时遵循以下几个原则：1. 微风原则微风原则即保证在隧道中形成微风，使空气流能够分布均匀，减少空气湍流和死角，从而起到有效的通风作用。

在通风系统的设计中，应该要考虑到隧道的长度、截面形状、是否存在障碍物以及气流的速度等因素，以保证通风能够到达隧道的每一个角落。

2. 推动原则推动原则是指通过风机等设备的辅助推动，将新鲜空气送入施工现场，同时将废气排出隧道的远端，以达到快速、稳定、充分地流通空气和排出废气的目的。

在通风系统的设备选型和布局上，需要进行合理的配置，确保通风系统的运行效益。

3. 连续性原则连续性原则是指通风系统应该要保证其不间断地运行，保障隧道内空气的流通，使得氧气水平、温度、湿度等都能够得到适宜的控制。

由于隧道施工过程中可能存在多种障碍物和困难，通风系统应考虑到这些情况，制定连续性保障措施。

二、通风方案的关键技术问题1. 通风系统设备选型和布局方案通风系统设备的选型和布局对整个施工项目的质量和安全影响很大。

在长大隧道施工中，通风系统的选型和布局应该根据实际情况进行合理的调整。

例如，在隧道进口处，应该布置较大的排风设备，以便快速地吸收进入的废气；在隧道顶部，应该使用悬挂式通风机，以使其能够更好地控制整个隧道内的空气流动；在隧道中间，应该安装实心弧形挡板，以避免风力影响隧道内工人的安全。

2. 通风管道的排列方式和安装技术通风管道的排列方式和安装技术也是通风方案中需要关注的问题。

长大隧道施工通风技术隧道施工通风具有多种形式，每一个通风方式都有自己的优势。

基于此，本文根据具体实例分析了长大隧道施工通风技术分析。

标签：长大隧道；通风技术；措施引言：对于隧道工程建设施工来说，在进行爆破炸药、钻眼、喷射混凝土以及装渣等一系列事项的时候，会产生很多的有害气体，这些有害气体严重影响了隧道空间的空气质量；同时，隧道工程建设中，各种不同类型的内燃机械与运输车辆排放的有害气体，也是造成隧道空气浑浊的主要原因。

1、工程概况湖北十堰至房县高速公路位于丹江口市六里坪镇花栗树村，该公路某隧道总长约6900米，隧道正洞内轮廓半径为6.41m，断面面积为110m2～120m2；平导设计为单车道辅以错车道，断面积为30m2。

2、工程地质状况2.1、路基工程地质条件2.1.1、路堑本标段路堑路段位于陡坡地带，自然坡角25～30°，植被发育。

零星覆盖第四系残坡积碎石，厚约0.5m；基岩大都直接出露，为武当群片岩，产状55°∠38°，浅层风化强烈，岩石节理较发育，岩体较破碎。

切坡后，左幅略呈逆向坡。

2.1.2、路堤路堤路段跨越一山间冲沟，沟底宽约15m，沟内有水流，水深约0.3m，左侧斜坡坡角约30～35°，右幅基本顺冲沟中部展布，左侧顺坡脚。

斜坡上基岩大都直接出露，为武当群片岩，片理产状55°∠38°，节理裂隙发育，浅层风化强烈，岩体破碎。

冲沟内覆盖第四系冲洪积碎石、卵石、中密，砾径约3～8cm，次圆状，砾砂充填，厚约3～5m。

2.1.3、隧道工程地质条件隧道区出露岩层单一，从地质调绘和区域资料：隧道主要穿越地层为全～强风化片岩、中～微风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造；进出口附近坡面覆盖有第四系残坡积层。

全风化片岩：棕褐、浅灰色，原岩结构构造全部破坏，岩芯呈碎屑状及碎块状，含粗砂状石英及云母片。

不均匀断续分布于隧道地浅表，揭示厚1.8～12.8m。

Value Engineering0引言现有的隧道的通风的方式主要有压入式通风、抽出式通风、长压短抽式通风、长抽短压式通风，以及辅助通风井通风，前四种是铁路隧道的主要通风形式，尤其以压入式通风为主，辅助通风井通风在矿山隧道中应用广泛，在铁路隧道中应用较少（瓦斯隧道常见）。

通风方式一旦选型不合适就会造成通风不顺，不仅仅会影响测量、施工安全环境，导致生产效率不高影响工期，还要承担后续改进的经济损失等一系列问题。

1工程概况新建兰渝铁路六标段花石入口隧道穿行于摩天岭中山区，山坡较陡峻，村庄散落，植被发育，地形西高东低，起伏较大。

地面高程约在615~1284m ，相对高差约669m 左右，隧道最大埋深约630m 。

隧道进口位于四川省广元市朝天区花石乡小湾子头村，施工里程为DK478+765~DK481+750，长度为2985m ，纵坡依次为6‰、13‰、12.8‰的单面下坡。

本区出露的地层岩性主要是志留系千枚岩及板岩，千———————————————————————作者简介:王轶（1981-），男，湖北武汉人，中级工程师，副经理，研究方向为土木工程；杨龙龙（1989-），男，山东临沂人，实习生，质量员，研究方向为岩土工程；刘照洞（1986-），男，山东菏泽人，实习生，测量员，研究方向为测绘工程。

长距离隧道的通风选型问题浅析Ventilation Selection Problem of Long Distance Tunnel王轶WANG Yi ;杨龙龙YANG Long-long ;刘照洞LIU Zhao-dong（中交第一航务工程局兰渝铁路项目经理部三分部，广元628015）（Lanzhou-Chongqing Railway Project Manager Three Segment of CCCC First Harbor Engineering Bureau ，Guangyuan 628015，China ）摘要:笔者以新建兰渝铁路六标段花石隧道为例，对该隧道的应有的通风设计，结合现有通风方式的弊端和改进，进行浅要的比较分析，在此基础上对同类型隧道的通风选型进行总结。

长距离水工隧洞施工通风的设计与布置摘要：在水利水工工程中，长距离水工隧洞的施工通风是一个重要而又困难的问题。

长距离水工隧洞的特点是，隧洞断面相对较小，通风空间有限，隧洞长度长，通风阻力大，隧洞施工过程中产生的烟尘、有毒有害气体等污染物多，对施工人员的健康和安全造成严重威胁。

因此，必须采取有效的通风措施，优化设计与布置，保证隧洞内的空气质量，满足施工人员的正常施工的需要和施工安全要求。

关键词：长距离；水工隧洞；施工通风1长距离水工隧洞施工通风的意义水工隧洞与公路、铁路、市政隧道相比，多存在开挖断面小、隧洞长度较大、支护形式较为简单的特点。

在开挖进尺达到一定的距离后，洞内通风设计失误、通风设备选型错误将成为严重制约隧洞施工进度的因素。

隧洞施工过程中，由于爆破作业的进行、机械设备的废气排放、围岩中的自然释放等，受限的作业空间内会聚集一些有毒气体，如CO、CO2、NO x、H2S、CH4等。

这些有毒气体如果在隧洞内积累过多，会使隧洞内部空气成分发生改变，引起作业环境恶化。

如果不能及时改善，将会影响施工人员的呼吸功能和神经系统，甚至导致中毒窒息、人员昏迷等危险情况。

合理的通风系统设计和布置目的是为了通过送入足量新鲜空气，排除稀释有毒有害气体，保证隧洞内部气体成分满足人员作业需求，改善人员作业环境，创造良好的洞内施工条件。

2 影响隧洞通风设计的关键因素2.1隧洞的断面尺寸隧洞断面尺寸在送风量一定的情况下影响炮烟疏散时间、洞内风流风速。

炮烟的稀释和疏散过程在开挖进尺较深之后往往占据较长的作业循环时间。

若疏散时间过长，则会导致施工进度大幅度下降。

洞内风流风速则影响洞内作业环境，风流速度过低，隧洞内潮湿闷热的作业环境将会影响施工人员工作效率，甚至导致中暑等情况的出现。

同时，隧洞断面尺寸大小会影响送风管道的选择、布置。

较大的开挖断面意味着风管直径选择、风管布置空间更大，小断面隧洞着在风管的选择、布置上局限性较多。

2.2洞内的有毒有害气体隧洞内主要有毒有害气体来源包括但不限于以下几种：1、爆破后炮烟内的粉尘、有毒有害气体；2、洞内内燃机机械排出的尾气包含的CO、CO2、NO x等；3、不良地质段围岩渗出的瓦斯、硫化氢等有毒有害气体。

第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２㊀６０２㊀收稿日期：２０２２－０５－３０修回日期：２０２２－０９－１６资助项目：上海城投科技创新计划项目（ＣＴＫＹ－ＺＤＸＭ－２０１９－００４）．作者简介：侯剑锋（１９７７－），硕士，正高级工程师，主要从事地下隧道工程建设管理工作，Ｅ⁃ｍａｉｌ：１５６４８３１＠ｑｑ．ｃｏｍ．文章编号：１００９－６５８２（２０２２）０１－０６０２－０８ＤＯＩ：１０.１３８０７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｍｔｔ．２０２２.００.０７２引文格式：侯剑峰，刘㊀涛，尹富秋．双层长大盾构隧道火灾通风排烟特性试验研究［Ｊ］．现代隧道技术，２０２２，５９（增１）：６０２－６０９．ＨＯＵＪｉａｎｆｅｎｇ，ＬＩＵＴａｏ，ＹＩＮＦｕｑｉｕ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄＳｍｏｋｅＥｘｈａｕｓｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤｏｕｂｌｅ⁃ＬａｙｅｒＬｏｎｇＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｉｎＦｉｒｅ［Ｊ］．ＭｏｄｅｒｎＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２２，５９（Ｓ１）：６０２－６０９．双层长大盾构隧道火灾通风排烟特性试验研究侯剑峰１刘㊀涛２尹富秋１（１．上海公路投资（集团）有限公司，上海２００３３５；２．上海黄浦江越江设施投资建设发展有限公司，上海２０００９２）摘㊀要：上海市区已建成北横通道采用双层盾构隧道结构，对火灾通风排烟系统有一定的创新，文章以其为工程背景，对双层长大盾构隧道火灾通风排烟特性进行试验研究；以缩尺模型为主要研究对象，设计了一套完整的双层长大盾构隧道重点排烟性能研究试验方法，通过对不同火灾场景下隧道内的烟气扩散等关键参数测试，开展支管重点排烟特性模型试验研究，得出若干通风排烟特性结论，双层长大盾构隧道支管重点排烟的有效性得到初步论证㊂关键词：长大双层盾构隧道；火灾缩尺试验；支管重点排烟；烟气蔓延；排烟量中图分类号：Ｕ４５８.１文献标识码：Ａ１㊀引㊀言近十年以来我国在隧道工程领域多方面取得了突破性进展，中国隧道不仅实现了数量和长度上的巨大跨越，在建造技术和质量控制和服务水平上更是迈上了新台阶㊂截至２０２０年底，中国已建成公路隧道２１３１６处，总长度达到２１９９９.３ｋｍ，其中特长隧道１３９４座，长隧道５５４１座㊂２０１６至２０２０年间，中国公路隧道以每年超过１０００座且长度超过１２００ｋｍ的速度急剧增长［１］㊂经过近２０年的快速发展，中国公路隧道总量和规模已处于世界领先地位，可以认为中国隧道已由建设期转化为建设与管理并重期㊂在公路隧道运营管理中，影响隧道安全的问题相继出现，与之对应的隧道运营防灾救灾研究正在逐步开展㊂作为现代城市重要的基础设施，隧道在运营环境与安全管理上产生的诸多问题需着重予以研究［２，３］㊂隧道火灾是公路隧道常见的㊁危害最大的灾害之一，长大公路隧道的火灾只能减少而无法完全避免㊂近年来国内外发生了多起隧道火灾事故，火灾发生时烟气在隧道内的流动状况对研究隧道火灾场景与隧道火灾救援有十分重要的作用［４，５］，针对长大隧道特点，需对隧道排烟模式特性进行研究并不断创新，确保火灾现场烟气蔓延得到有效控制，现场救援精准及时㊂考虑到城市地上构筑物分布密集，为在有限占地面积内提高空间利用率，双层盾构隧道在城市地下空间中得到了更多应用［６］㊂对于长大隧道，当隧道封闭段较长时，通常会在隧道上方设置重点排烟风道来解决火灾排烟问题，而双层盾构隧道因为受到断面布置的限制，难以布置出符合要求的排烟风道㊂隧道一旦发生火灾，由于其狭长受限的空间和通风排烟模式的特点，烟气的蔓延将对疏散逃生工作㊁隧道结构安全以及内部乘客等造成极大的威胁和挑战㊂目前在双层盾构隧道中常用的排烟方案有设顶部重点排烟风道和设侧面重点排烟风道两种，但存在一定的问题㊂侧向排烟方式效率比顶部排烟效率低；上层排烟口设置在风道顶部，吸风条件较差，易产生涡流，火灾烟气会大量积蓄在车道上部，对人员逃生造成影响；同时空间压缩后增加了火灾的潜在风险，对管线空间布置㊁今后的运营养护㊁检修和人员疏散通道的布置均有不利影响㊂第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２６０３㊀国内对单层隧道重点排烟模式研究较多，考虑到大断面双层盾构隧道主要应用于中长距越江㊁跨河等水下隧道，如何综合考虑其排烟模式，设计合理安全可靠的通风排烟系统成为城市隧道运营中亟待解决的问题㊂以上海市区北横通道为工程背景，对双层长大盾构隧道火灾通风排烟特性进行试验研究，以缩尺模型为主要研究对象，得出若干通风排烟特性结论，为今后双层长大盾构隧道的建设提供通风排烟方面的工程经验㊂２㊀北横通道长大双层盾构隧道工程简介㊀㊀依托工程为上海市区已建成北横通道㊂北横通道属于城市主干路，全长约为１９.１ｋｍ，地下隧道段长约为１４.７ｋｍ，是上海第二条东西向交通大动脉㊂北横通道工程采用超大直径泥水气平衡盾构，直径为１５.５６ｍ，建造双层地下通道㊂盾构段重点排烟模式采取烟气分离集中排放的设计理念，上层独立排烟道重点排烟模式利用隧道顶部的空间设置独立烟道，下层排烟支管重点排烟模式利用下层隧道顶部侧面的空间设置排烟支管与上层独立排烟道连通，共用上层独立排烟道进行火灾情况下的集中排烟（图１）㊂图１㊀北横通道隧道工程路线图和排烟系统布设Ｆｉｇ.１㊀Ｂｅｉｈｅｎｇｔｕｎｎｅｌｐｒｏｊｅｃｔａｎｄｓｍｏｋｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｌａｙｏｕｔ北横通道是目前国内最长的盾构法双层隧道，不仅具有大跨度㊁低净空的断面特征，还面临着所处地下交通网络错综复杂㊁通风条件有限㊁长距离带来的出入口数量多等挑战㊂当双层长大盾构隧道阻塞工况发生火灾时，采取重点排烟的方式，上层采取独立排烟道重点排烟模式，下层排烟方法创新采用排烟支管重点排烟模式㊂双层隧道通过排烟支管将下层火灾烟气排除的形式是一种创新的排烟模式，与通风排烟密切相关的热环境㊁烟气流动㊁能见度必然随着排烟模式不同的形态特征而变化㊂为掌握支管重点排烟模式下的火灾烟气流动特性，需要设计一套完整的双层长大断面盾构隧道重点排烟性能研究模型试验方法㊂３㊀支管重点排烟特性试验试验系统设计㊀㊀本文设计了一套完整的双层长大断面盾构隧道重点排烟性能研究模型试验方法㊂试验方法包括双层隧道火灾重点排烟试验系统㊁数据采集系统的设计等，并介绍了试验工况与试验步骤㊂通过开展火灾排烟缩尺试验，测试不同火灾场景下烟气在下层隧道内的扩散及隧道内温度等关键参数，分析研究了双层长大盾构隧道下层支管重点排烟特性，为排烟设计提供依据㊂在隧道火灾实验中，由控制方程推导的相似准则数包括弗劳德数（Ｆｒｏｕｄｅｎｕｍｂｅｒ）㊁雷诺数（Ｒｅｙｎｏｌｄｓｎｕｍｂｅｒ）㊁普朗特数（Ｐｒａｎｄｔｌｎｕｍｂｅｒ）㊁施密特数（Ｓｃｈｍｉｄｔｎｕｍｂｅｒ）等［７］㊂一般来说，在试验中保证多个相似准则相等是无法实现的㊂因此在设计试验时应抓住对火灾规律有决定意义的因素，对那些居于次要地位的因素只要求尽量满足或做近似处理㊂试验中使用弗劳德相似准则可保障与火灾烟气流动最相关的参数诸如火源热释放率㊁时间㊁流率㊁内能以及质量等满足相似㊂计算模型比例时，考虑模型隧道与实体隧道流动相似保持的必要条件之一：气体流动应均为湍流流动㊂一般地，当隧道内气体流动的雷诺数（Ｒｅ）大于５０００时，可使流动处于湍流区，即：ｕｐｄｐｖ＞５０００ｕｍｄｍｖ＞５０００式中：ｕ为隧道内特征风速（ｍ／ｓ）；ｄ为隧道当量直径（ｍ）；ｖ为流体运动粘性系数（ｍ／ｓ２）㊂隧道内流第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２㊀６０４㊀速越大，当量直径越大，流动的雷诺数越大，流动越容易进入湍流区㊂对于实体隧道行车道内的烟气流动，可取ｕｐ１＝１.０２ｍ／ｓ，ｄｐ１＝５.８７ｍ，ｖ＝１.９ˑ１０－５ｍ／ｓ２㊂ｕｐ１ｄｐ１ｖ＝１.０２ˑ５.８７１.９ˑ１０－５＝３.１５ˑ１０５＞５０００由Ｆｒｏｕｄｅ相似原理：ｕｍｕｐ＝ｄｍｄｐ■■|■■|１２㊀㊀代入数据计算得出最小的比例要求为：ｕｐ１（ｄｍｄｐ）ｄｐ１ｄｍｄｐ■■|■■|１２ｖ＝１.０２ˑ５.８７ｄｐ１ｄｍｄｐ■■|■■|３２１.９ˑ１０－５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀＞５０００㊀㊀㊀㊀㊀㊀ｄｍｄｐ＞１１５.８３综合考虑计算出的最小的尺度比例要求，以及场地和缩尺模型制作实际情况，拟定模型比例为１ʒ１５㊂按照１ʒ１５等比例缩小实际隧道的参数，以钢板材料建造缩尺模型（图２）㊂图２㊀排烟风机连接实体图Ｆｉｇ.２㊀Ｐｈｙｓｉｃａｌｄｒａｗｉｎｇｏｆｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｆａｎｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ在模型长度的选取中，考虑到原盾构段隧道断面形式统一，全线情况可用同一截面代表，根据集中排烟模式烟控距离小于３００ｍ的要求，选取３００ｍ长的原型尺寸，符合试验需求㊂因此，按照１ʒ１５的比例建立２０ｍ长的隧道缩尺模型㊂上下层通风口间距均按１５ｍ布设，可以满足３０ｍ㊁４５ｍ㊁６０ｍ等不同间距工况下的排烟试验，在模型试验中通风口间距为１ｍ㊂模型尺寸说明：内径为１３７００ｍｍ，缩尺后为９１３ｍｍ（净宽），上下层车道原宽度为１０５６０ｍｍ，缩尺后为７０４ｍｍ㊂上层行车道原高度为３０２ｍｍ，缩尺后为４５３０ｍｍ；下层行车道原高度为４０００ｍｍ，缩尺后尺寸为２６７ｍｍ；顶部排烟道原高度为１４２５ｍｍ，缩尺后为９５ｍｍ㊂下层行车道顶板考虑模型建立，采用１５ｍｍ，模型净高为６９４ｍｍ㊂经简化及缩尺后断面图如图３所示㊂图３㊀双层隧道缩尺断面图（比例尺１ʒ１５，单位：ｍｍ）Ｆｉｇ.３㊀Ｓｃａｌｅｄｓｅｃｔｉｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅ⁃ｌａｙｅｒｔｕｎｎｅｌ（Ｓｃａｌｅ：１ʒ１５，Ｕｎｉｔ：ｍｍ）排烟支管缩尺图如图４所示㊂排烟支管尺寸（Ａ⁃Ａ）为２２００ｍｍˑ５００ｍｍ，按１ʒ１５进行缩尺，约为１４６ｍｍˑ３３ｍｍ；下层排烟口尺寸为（Ｂ⁃Ｂ）为２５００ｍｍˑ８００ｍｍ，按１ʒ１５进行缩尺，约为１６６ｍｍˑ５３ｍｍ㊂为了作对比研究，本研究增加５组较大尺寸排烟支管３０００ｍｍˑ５００ｍｍ和排烟口３０００ｍｍˑ８００ｍｍ，按１ʒ１５进行缩尺，约为２００ｍｍˑ３３ｍｍ和２００ｍｍˑ５３ｍｍ㊂本模型选用易切割焊接㊁耐高温的钢板制作模型，同时在隧道侧面增设钢化玻璃观察窗㊂本次火灾模型试验中选择正庚烷为燃料，拟定通过质量损失率计算火灾的热释放率，并在火源油池下方设置电子天平实时监测油池的质量变化，以确定火源的实时热释放率［８，９］㊂根据在同等试验状态下的火源标定，可以确定热释放率与油池面积的关系，以此为依据设计相应火灾强度的火源并参与试验㊂试验过程中采用高精度电子天平实时记录火源的质量损失速率，计算得出实际火源热释放速率㊂排烟风机选用调频电动机对风量进行调速，离心式排烟风机选用２台，风量为５００ｍ３／ｈ㊂正式试验前对风机的排烟风量进行标定，选取对应表１中排烟量的转速并记录㊂排烟风机位于模型隧道两侧，并于排烟道相连接，排烟道两侧封闭㊂第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２６０５㊀（ａ）原型排烟支管缩尺㊀㊀㊀㊀（ｂ）对照组排烟支管缩尺图４㊀排烟支管模型（比例尺１ʒ１５，单位：ｍｍ）Ｆｉｇ.４㊀Ｓｍｏｋｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｂｒａｎｃｈｐｉｐｅｍｏｄｅｌ（Ｓｃａｌｅ：１ʒ１５，Ｕｎｉｔ：ｍｍ）表１㊀试验风速调试Ｔａｂｌｅ１Ｔｅｓｔｗｉｎｄｓｐｅｅｄｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ设计排烟／（ｍ３／ｓ）缩尺排烟／（ｍ３／ｈ）缩尺风速／（ｍ／ｓ）风机调频／Ｈｚ３０１２４０.７６９４０１６５１.０２１２５０２０７１.２８１５.４隧道火灾工况的测量项目包括火源热释放率㊁温度㊁风速㊁烟气流速㊁烟气扩散范围及烟气层厚度㊂根据隧道模型的特点，选用测试仪器有：电子天平㊁铠装热电偶㊁热线风速仪㊁摄像机（图５）㊂图５㊀温度传感器形式及采集系统布设Ｆｉｇ.５㊀Ｔｙｐｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒａｎｄｌａｙｏｕｔｏｆａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ本试验依据具体研究内容及工况，主要对隧道下层行车层纵向温度㊁烟气高度㊁排烟道流速㊁排烟支管温度进行测试㊂于模型下层隧道距拱顶５０ｍｍ㊁沿纵向每隔０.５ｍ布置纵向温度传感器，共计４１支，热电偶树直接与ＤａｔａＴａｋｅｒ连接，采集频率为１０ｓ／次；于模型纵向端部（距火源１０ｍ）及中部（距火源５ｍ）分别布置摄像机，进行高清视频采集㊂４㊀试验工况与试验步骤设计考虑到研究内容是支管重点排烟模式的排烟特性，因此设计试验工况均为下层隧道发生火灾㊂北横通道通行的是小客车，参考国内外规范以及试验数据，单辆小客车的火灾强度在２.２ ８ＭＷ左右（上海的地标规定小客车的火灾强度为３ ５ＭＷ），２ ３辆小客车火灾强度为８ＭＷ，多辆（未明确）起火为１５ ２０ＭＷ，设计考虑１５ＭＷ规模的火灾进行模型试验㊂文章主要对应全尺寸工况火源规模为１５ＭＷ，不同排烟量（３０ｍ３／ｓ㊁４０ｍ３／ｓ㊁５０ｍ３／ｓ）㊁不同排烟支管间距（３０ｍ㊁４５ｍ㊁６０ｍ）㊁不同排烟支管和排烟口尺寸（２２００ｍｍˑ５００ｍｍ／２５００ｍｍˑ８００ｍｍ和３０００ｍｍˑ５００ｍｍ／３０００ｍｍˑ８００ｍｍ）的７组工况进行试验，主要研究不同参数下隧道内纵向温度分布及烟气扩散规律等㊂鉴于目前尚无双层排烟支管排烟有效性的相关试验，本次模型试验中排烟口的间距需考虑模型的实际情况以及依托工程的需求，设置为１５ｍ㊂试验中可以调整排烟支管的开启组数以及开启排烟支管的间距，观察支管数量与间距对排烟有效性的影响，试验工况如表２所示㊂试验步骤设计如下：（１）试验准备：根据设计的试验工况布置测试设备；（２）开启数据采集系统，使其处于正常工作状态，数码摄像到位；（３）点火；第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２㊀６０６㊀表２㊀缩尺后试验工况Ｔａｂｌｅ２㊀Ｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｆｔｅｒｓｃａｌｉｎｇ工况模型长度／ｍ断面内径／ｍｍ火灾规模／ｋＷ排烟速率／（ｍ３／ｈ）支管间距／ｍ支管／排烟口尺寸／（ｍｍˑｍｍ）工况一工况二工况三工况四工况五工况六工况七２０９１３１５１６５１２４１６５２０７１６５１６５０２３４３０１４６ˑ３３／１６６ˑ５３１４６ˑ３３／１６６ˑ５３１４６ˑ３３／１６６ˑ５３１４６ˑ３３／１６６ˑ５３１４６ˑ３３／１６６ˑ５３９９ˑ３３／１９９ˑ５３㊀㊀（４）开始采集温度数据㊁风速记录等数据，目测并记录烟气层高度㊁上下游烟气蔓延范围；（５）开启排烟系统，记录风机启动时间；（６）继续采集温度数据㊁风速记录等数据，目测并记录烟气层高度㊁上下游烟气蔓延范围；（７）灭火；（８）调整，进行下一组试验；（９）根据试验结果，必要时调整风机风量等试验场景㊂５㊀火灾支管重点排烟特性研究５.１㊀排烟量对支管重点排烟火灾特性的影响火灾规模１５ＭＷ在支管排烟模式下不同排烟量工况火灾发展过程中隧道内烟气聚集及扩散情况如图６㊁图７所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀㊀图６㊀点火后７８ｓ（实际火灾发展５ｍｉｎ）隧道内烟气情况Ｆｉｇ.６㊀Ｓｍｏｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｔ７８ｓａｆｔｅｒｉｇｎｉｔｉｏｎ（ａｔ５ｍｉｎｏｆａｃｔｕａｌｆｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）㊀㊀㊀㊀㊀㊀图７㊀点火后１５５ｓ（实际火灾发展１０ｍｉｎ）隧道内烟气情况Ｆｉｇ.７㊀Ｓｍｏｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｔ１５５ｓａｆｔｅｒｉｇｎｉｔｉｏｎ（ａｔ１０ｍｉｎｏｆａｃｔｕａｌｆｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）㊀㊀由图６可知，点火（火灾初期）阶段，火焰明晰且近端视角可见明显烟气，烟气分层稳定，聚集在下层隧道上空，各工况烟气均未见明显烟气㊂由图７可知，点火后１５５ｓ（实际火灾发展第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２６０７㊀１０ｍｉｎ），５０ｍ３／ｓ工况下可见烟气层产生扰动，各工况下隧道中下部已弥漫少量烟气，对能见度产生一定影响㊂各重点排烟工况均未见明显烟气，而对照组（排风量为０）可见层状烟气厚度明显增大，已下降至支管口以下且在模型端口产生烟气扰动㊂综上所述，对比通风工况与对照组，支管排烟的开启能够有效排除隧道内发生火灾时聚集的烟气，从而营造一个良好的人员疏散救援环境㊂此外，对于支管重点排烟模式下隧道火灾烟气控制，排烟量是关键参数，对烟控效果有较大的影响，对于一般性火灾，４０ｍ３／ｓ的排烟量已经可以满足排烟需求，当发生１５ＭＷ的不利火灾时，需要５０ｍ３／ｓ以上的排烟量㊂５.２㊀排烟支管间距对支管重点排烟火灾特性的影响㊀㊀火灾规模１５ＭＷ在支管排烟模式下不同支管间距工况火灾发展过程中隧道内烟气聚集及扩散情况如图８㊁图９所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀㊀图８㊀点火后７８ｓ（实际火灾发展５ｍｉｎ）隧道内烟气情况Ｆｉｇ.８㊀Ｓｍｏｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｔ７８ｓａｆｔｅｒｉｇｎｉｔｉｏｎ（ａｔ５ｍｉｎｏｆａｃｔｕａｌｆｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）㊀㊀㊀㊀㊀㊀图９㊀点火后１５５ｓ（实际火灾发展１０ｍｉｎ）隧道内烟气情况Ｆｉｇ.９㊀Ｓｍｏｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｔ１５５ｓａｆｔｅｒｉｇｎｉｔｉｏｎ（ａｔ１０ｍｉｎｏｆａｃｔｕａｌｆｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）㊀㊀由图８可知，点火（火灾初期）阶段，火焰明晰且烟气分层稳定，聚集在下层隧道上空，各工况下隧道内能见度均较好㊂观察屏幕截图，各工况未见明显烟气㊂由图９可知，点火后１５５ｓ（实际火灾发展１０ｍｉｎ），部分工况下烟气出现不同程度的扰动，可见烟气分层明显，附近各重点排烟工况均未见明显烟气㊂由此可见，对于支管重点排烟模式下隧道火灾烟气控制，支管间距的变化相比排烟量变化对烟控效果产生的影响较小㊂５.３㊀排烟支管与排烟口尺寸对支管重点排烟火灾特性的影响㊀㊀火灾规模１５ＭＷ在支管排烟模式下不同排烟支管及排烟口尺寸的工况火灾发展过程中隧道内烟气聚集及扩散情况如图１０㊁图１１所示㊂㊀㊀图１０㊀点火后７８ｓ（实际火灾发展５ｍｉｎ）隧道内烟气情况Ｆｉｇ.１０㊀Ｓｍｏｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｔ７８ｓａｆｔｅｒｉｇｎｉｔｉｏｎ（ａｔ５ｍｉｎｏｆａｃｔｕａｌｆｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）由图１０可知，１５ＭＷ火源规模下点火（火灾初期）阶段，两种支管及排烟口尺寸下火焰均明晰且近端视角可见明显烟气，烟气分层稳定，聚集在下层隧道上空，各工况均未见明显烟气㊂由图１１可知，点火后１５５ｓ（实际火灾发展１０ｍｉｎ），可见明显稳定烟气层，抽吸产生的烟气扰第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２㊀６０８㊀动使隧道中下部弥漫少量烟气㊂各重点排烟工况均未见明显烟气㊂㊀㊀图１１㊀点火后１５５ｓ（实际火灾发展１０ｍｉｎ）隧道内烟气情况Ｆｉｇ.１１㊀Ｓｍｏｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｔ１５５ｓａｆｔｅｒｉｇｎｉｔｉｏｎ（ａｔ１０ｍｉｎｏｆａｃｔｕａｌｆｉｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）综上所述，不同排烟支管及排烟口尺寸工况下，火灾烟气蔓延情况差距较小㊂对于支管重点排烟模式下隧道火灾烟气控制，排烟支管及排烟口尺寸的变化对排烟效果产生的影响不大㊂６㊀结㊀语以弗劳德（Ｆｒｏｕｄｅ）相似准则为理论依据，结合北横通道工程实际情况，选取隧道３００ｍ段制作１ʒ１５的双层盾构隧道支管重点排烟性能缩尺模型试验研究系统，从可视化烟气扩散方面布设数据测量及采集系统，对双层长大盾构隧道下层支管重点排烟开展模型试验，验证不同工况下支管排烟性能的影响因素及有效性㊂从试验结果可以看出，支管重点排烟能够及时排除火灾发展过程中产生的可视化烟气，减少其在隧道内的聚集，有效抑制烟气蔓延距离，在火灾中起到了明显的作用㊂对于支管重点排烟模式下隧道火灾烟气控制，排烟量是关键参数，对烟控效果有较大的影响；而支管间距㊁支管尺寸以及排烟口尺寸对支管排烟效率影响较小㊂发生火灾时，支管排烟方案应避免 小风量大间距 和 大风量短间距 的组合形式，以避免隧道内烟气层产生滞留㊁下沉㊁扰动等影响隧道内能见度水平和疏散救援的一系列问题㊂以上试验结果对双层长大盾构隧道支管重点排烟模式参数的选取㊁运营期间排烟策略以及疏散救援工作具有重要参考意义，同时试验设计方法科学，内容较为全面，对今后相同类型的试验及隧道工程设计具有借鉴作用㊂参考文献Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［１］交通运输部．２０２０年交通运输行业发展统计公报［Ｒ］．２０２１．ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔ．ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＢｕｌｌｅｔｉｎｏｎｔｈｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＩｎｄｕｓｔｒｙｉｎ２０２０［Ｒ］．２０２１．［２］ＹＡＮＺ，ＧＵＯＱ，ＺＨＵＨ．Ｆｕｌｌ⁃ＳｃａｌｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎＦｉｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＲｏａｄＴｕｎｎｅｌａｔＨｉｇｈＡｌｔｉｔｕｄｅ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，６６：１３４－１４６．［３］ＹＡＮＺｈｉｇｕｏ，ＺＨＡＮＧＹｕｘｉｎ，ＧＵＯＱｉｎｇｃｈａｏ，ｅｔａｌ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＳｍｏｋｅＣｏｎｔｒｏｌＵｓｉｎｇＰｏｉｎｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｙｉｎａＬａｒｇｅＣｒｏｓｓ⁃ＳｅｃｔｉｏｎＴｕｎｎｅｌｉｎＦｉｒｅ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌｌｉｎｇａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，８２：４５５－４６７．［４］奚㊀峰．双层道路隧道通风设计的特点和典型实例［Ｊ］．中国市政工程，２０１０（增１）：２６－２７＋３０＋１４４．ＸＩＦｅｎｇ．ＯｎＦｅａｔｕｒｅｓ＆ＴｙｐｉｃａｌＥｘａｍｐｌｅｓｏｆＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＤｏｕｂｌｅ⁃ｄｅｃｋＲｏａｄＴｕｎｎｅｌ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０（Ｓ１）：２６－２７＋３０＋１４４．［５］陈玉远．扬州瘦西湖隧道通风系统设计［Ｊ］．隧道建设，２０１５，３５（１１）：１２０２－１２０８．ＣＨＥＮＹｕｙｕａｎ．ＤｅｓｉｇｎｏｆＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｆｏｒＳｈｏｕｘｉｈｕＴｕｎｎｅｌｉｎＹａｎｇｚｈｏｕ［Ｊ］．ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１５，３５（１１）：１２０２－１２０８．［６］上海市工程建设规范．道路隧道设计规范：ＤＧＴＪ０８－２０３３－２０１７Ｊ１１１９７－２０１７［Ｓ］．上海：同济大学出版社，２０１７．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄｏｆＳｈａｎｇｈａｉ．ＲｏａｄＴｕｎｎｅｌＤｅｓｉｇｎＣｏｄｅ：ＤＧＴＪ０８－２０３３－２０１７Ｊ１１１９７－２０１７［Ｓ］．Ｓｈａｎｇｈａｉ：ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＰｒｅｓｓ，２０１７．［７］孙三祥，张云霞，雷鹏帅，等．公路隧道火灾模型试验弗劳德准则应用条件［Ｊ］．中国公路学报，２０１６，２９（５）：１０３－１０８．ＳＵＮＳａｎｘｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｕｎｘｉａ，ＬＥＩＰｅｎｇｓｈｕａｉ，ｅｔａｌ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆＦｒｏｕｄｅＣｒｉｔｅｒｉｏｎｉｎＨｉｇｈｗａｙＴｕｎｎｅｌＦｉｒｅＭｏｄｅｌＴｅｓｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆｈｉｇｈｗａｙ，２０１６，２９（５）：１０３－１０８．［８］闫治国，杨其新，朱合华．火灾时隧道内烟流流动状态试验研究［Ｊ］．土木工程学报，２００６（４）：９５－９９．ＹＡＮＺｈｉｇｕｏ，ＹＡＮＧＱｉｘｉｎ，ＺＨＵＨｅｈｕａ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＳｍｏｋｅＦｌｏｗＳｔａｔｅｉｎＴｕｎｎｅｌｄｕｒｉｎｇＦｉｒｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６（４）：９５－９９．［９］王安民，郭清超，闫治国．重点排烟模式盾构隧道横断面火灾特性研究［Ｊ］．结构工程师，２０１４，３０（１）：３３－３７．ＷＡＮＧＡｎｍｉｎ，ＧＵＯＱｉｎｇｃｈａｏ，ＹＡＮＺｈｉｇｕｏ．ＳｔｕｄｙｏｎＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎＦｉｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｗｉｔｈＫｅｙＳｍｏｋｅＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＭｏｄｅ［Ｊ］．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒ，２０１４，３０（１）：３３－３７．第５９卷（增刊１），２０２２年１０月出版Ｖｏｌ.５９（Ｓ１），Ｏｃｔ.２０２２６０９㊀ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＶｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄＳｍｏｋｅＥｘｈａｕｓｔＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＤｏｕｂｌｅ⁃ＬａｙｅｒＬｏｎｇＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｉｎＦｉｒｅＨＯＵＪｉａｎｆｅｎｇ１㊀ＬＩＵＴａｏ２㊀ＹＩＮＦｕｑｉｕ１（１．ＳｈａｎｇｈａｉＨｉｇｈｗａｙＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００３３５；２．ＳｈａｎｇｈａｉＨｕａｎｇｐｕＲｉｖｅｒＦａｃｉｌｉｔｉｅｓＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｏｕｂｌｅ⁃ｌａｙｅｒｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅＢｅｉｈｅｎｇｔｕｎｎｅｌｉｎＳｈａｎｇｈａｉｕｒｂａｎａｒｅａ，ｗｈｉｃｈｈａｓｃｅｒｔａｉｎｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｉｒｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｔｓｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｓａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆｉｒｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｏｕｂｌｅｄｅｃｋｌｏｎｇｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｓ；Ｔａｋｉｎｇｔｈｅｓｃａｌｅｍｏｄｅｌａｓｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ａｃｏｍｐｌｅｔｅｓｅｔｏｆｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｋｅｙｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｄｏｕｂｌｅｄｅｃｋｌｏｎｇｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｅｓｔｉｎｇｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｓｍｏｋｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｉｎｔｈｅｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｉｒｅｓｃｅｎａｒｉｏｓ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔｏｆｔｈｅｋｅｙｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｂｒａｎｃｈｐｉｐｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｓｏｍｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｏｎｔｈｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎａｎｄｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｄｒａｗｎ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｋｅｙｓｍｏｋｅｅｘｈａｕｓｔｏｆｔｈｅｂｒａｎｃｈｐｉｐｅｏｆｄｏｕｂｌｅｄｅｃｋｌｏｎｇｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｗａｓｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｒｇｅ⁃ｌｏｎｇｄｏｕｂｌｅ⁃ｌａｙｅｒｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌ；Ｆｉｒｅｓｃａｌｅｔｅｓｔ；Ｋｅｙｓｍｏｋｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆｂｒａｎｃｈ；Ｓｍｏｋｅｓｐｒｅａｄ；Ｓｍｏｋｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｖｏｌｕｍｅ。