高速铁路隧道火灾烟气控制理论及应用

隧道火灾发生在受限空间，具有受限空间火灾特性，但与受限空间不同的是隧道在长度方向上的尺度远大于高度和宽度方向的尺度，除了两端出入口，隧道一般无其他通风口，使得隧道火灾的发展及火灾烟气的传播具有特殊性。李立明[62]根据Delichatsios（1982）、Kunsch（2002）研究，在考虑单一火源的情况下，总结了隧道火灾发展的三个阶段：

（1）轴对称羽流的形成阶段。

隧道火灾在发展初期，如同开敞空间的自由燃烧，火灾产物在浮力驱动下向上传播，并不断卷吸周围的新鲜空气，形成轴对称羽流。

（2）轴对称羽流向一维羽流的转变阶段。(www.xing528.com)

轴对称羽流向上传播至隧道顶棚时，与顶棚发生相互作用，形成顶棚射流，这个过程发生的区域即转变区。随着顶棚射流沿隧道顶棚向周围扩散，烟气层撞击隧道侧墙，并完成由顶棚射流的轴向传播向着沿隧道长度方向的一维传播的转变过程。在这个过程中，火灾烟气经历了一个由超临界状态到低临界状态再到临界状态转变的过程，即水跃现象。

（3）一维烟羽流传播阶段。

完成上述转变后，火灾烟气将沿隧道顶棚向隧道开口方向传播，形成上部的热烟气层；同时新鲜的空气从隧道开口进入，在热烟气层底部向火源运动，形成下部的冷空气层。分层现象是隧道火灾烟气传播的一个特点。由于隧道长度远大于其高度和宽度，因此，此时烟气的传播过程可以看作一维的传播过程。