一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统技术方案

技术编号:25047220 阅读:26 留言:0更新日期:2020-07-29 05:36
本发明专利技术公开了一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,包括两部分:一是交通隧道群烟雾窜流研究系统,包括移动小车,隧道升降结构,纵向风装置,顶棚集中排烟装置,固定支架,隧道滑轨,热电偶,烟雾探测仪等;二是交通隧道群应急救援系统,包括局部平行隧道,横通道,横通道滑动密封门,可移动密封墙,水幕等。该系统可实现短距离相邻隧道之间,在不同纵向风风速和顶棚集中排烟风速协同作用下,不同隧道间距、不同火源位置、不同高宽比隧道内污染物扩散窜流情况,以及修正高海拔地区救援疏散参数;此外,还可以把该实验系统作为模拟风洞,在该系统内模拟更小尺寸的隧道群相关实验。

【技术实现步骤摘要】
一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统
本专利技术属于交通隧道安全和应急救援领域,涉及一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,主要用于模拟隧道群污染物扩散窜流情况,以及修正高海拔地区救援疏散参数。
技术介绍
近年来,山岭隧道的建设进入快速发展时期,长大隧道群的建设也日益增多。随之而来的隧道出口废气影响周边居民生活环境、干扰左右或前后相邻隧道通风效率的问题日益严重,同时对于长大交通隧道群,一旦发生火灾事故,如果通风控制不当,很容易发生隧道烟气污染物窜流问题,严重影响下游相邻隧道的安全问题。目前国内外对公路隧道通风问题研究,大多没有考虑相邻隧道间通风窜流二次污染和污染物窜流问题。目前,国内外没有专门针对隧道群通风排烟和救援疏散的设计规范,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,JTGD70-2—2014)和《铁路隧道设计规范》(TB10003-2016)和《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》(TB10020-2017)中防排烟设计中尚无专门条款进行说明。因此,需要对交通隧道群烟雾窜流特征进行深入的研究,尤其是高海拔地区隧道群。另外一个面临的复杂问题是隧道群的应急救援,《铁路隧道防灾疏散救援工程设计规范》(TB10020-2017)中规定,长度20km及以上的隧道或隧道群应设置紧急救援站。由于环境条件的限制和灾害的复杂性,高海拔长大隧道群的防灾减灾与应急救援成为隧道安全运营的难点和关键。在诸多灾害中,以发生在隧道内的火灾危害最为严重。在高海拔低温低压地区人体的生理机能会发生变化,逃生能力大大下降,其逃生横通道的宽度和横通道之间的间距需要修正,所以亟需研究高海拔地区隧道通风控制和人员应急救援等内容,对于川藏等高原隧道群的救援疏散和通风控制研究具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述现有技术存在的不足之处,提出一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,以期能通过改善短距离相邻隧道间通风窜流二次污染和污染物窜流问题,修正高海拔地区应急救援关键参数,提高高海拔地区隧道的安全性和事故发生后的逃生率。本专利技术为解决以上技术问题采用如下技术方案:一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,包括:交通隧道群烟雾窜流研究系统、交通隧道群应急救援系统,所述通隧道群烟雾窜流研究系统包括移动小车(28),小车滑轨(29),隧道升降结构,纵向风装置,顶棚集中排烟装置,固定支架(18),可移动隧道装置,隧道滑轨(27),热电偶树(7),热电偶串(30),烟雾探测仪(22);所述交通隧道群应急救援系统包括局部平行隧道(38),横通道(39),横通道滑动密封门(40),可移动密封墙(42),集中排烟管(20)和水幕(33);交通隧道群烟雾窜流研究系统中,所述移动小车(28)包括两种类型,第一种类型,针对实验所需燃烧火为气体火焰的情况,移动小车(28)包括风速仪探针(1),笔记本电脑(2),风速仪(3),燃气罐(4),流量计(5),气体管(6),热电偶树(7),燃烧器(8);第二种类型,针对实验所需燃烧火为液体火焰的情况,移动小车(28)包括风速仪探针(1),笔记本电脑(2),风速仪(3),天平(9),热电偶树(7),燃烧池(10);所述隧道升降结构包括液压式千斤顶(23),顶棚排烟软管(12),密封条(13);人工手动操作液压式千斤顶(23)实现隧道高度的变化,从而满足实验所需的高宽比;顶棚排烟软管(12)一端与隧道相通,一端与集中排烟管(20)相通,该排烟软管(12)能够满足隧道高度调节变化所需的要求;耐高温密封条(13)用于阻断隧道内烟气从结构缝中溢出;所述交通隧道群应急救援系统包括,隧道升降结构,纵向风装置,顶棚排烟装置,可移动隧道装置,热电偶树(7),热电偶串(30),烟雾探测仪(22),水幕(33),横通道(39),横通道滑动密封门(40);所述横通道(39)通过开闭横通道滑动密封门(40)来调节横通道(39)之间的间距,以便满足横通道(39)间距相关研究实验;可移动密封墙(42)与横通道滑动密封门(40)固定连接,通过调节横通道滑动密封门(40)不同的闭合程度,来实现横通道(39)宽度的调节。进一步的,所述纵向风装置包括变频轴流风机(14),整流管段(15),帆布密封段(16),固定支架(18);通过调节风机为实验隧道提供风速可调节的、稳定的纵向风(17);为了使纵向风(17)的风速和风向保持稳定,在风机前设置有一段整流管段(15);纵向风(17)风速通过风速仪(3)标定。进一步的,所述顶棚集中排烟装置包括顶棚排烟软管(12),顶棚排烟管阀(19),集中排烟管(20),集中排烟风机(21);集中排烟风机(21)提供排烟动力,通过集中排烟管(20)和顶棚排烟软管(12)来实现隧道顶棚集中排烟;通过调节顶棚排烟管阀(19)来满足实验所需的局部顶棚排烟要求。进一步的,还包括交通隧道群烟雾扩散测量系统,用于调节该试验台的隧道间距(43),把系统作为模拟风洞,在该系统内模拟更小尺寸的隧道群相关实验;通过改变模拟小隧道间距(44)以及模拟小隧道高度(45)来实现更小尺寸的模拟实验。进一步的,所述可移动隧道装置,一端隧道固定在移动支架(26)上,该支架包括一段隧道滑轨(27)和支架轮(25),通过调节移动支架(26)的位置满足实验所需的隧道间距;所述交通隧道群烟雾扩散测量系统中,隧道侧壁的一侧装有耐高温玻璃,在激光源片光仪(31)的作用下,实验时直接观察火源燃烧情况以及烟气蔓延范围;耐高温玻璃框能够以扇形方式打开,便于实验器材安置。进一步的,交通隧道群烟雾扩散测量和应急救援系统用于检测短距离相邻隧道之间,在不同纵向风(17)风速和顶棚集中排烟风速协同作用下,不同隧道间距、不同火源位置、不同高宽比隧道内污染物扩散窜流情况,以及修正高海拔地区救援疏散参数;还用于把该实验系统作为模拟风洞,在该系统内模拟更小尺寸的隧道群相关实验,以及测量不同条件下隧道群内汽车尾气扩散特征。进一步的,移动小车(28)用于实现火源在隧道内不同位置的实验要求,通过用PID控制移动小车(28)的移动速度,模拟列车运行时发生火灾的情形,研究隧道群内移动火源对烟气扩散的影响。进一步的,交通隧道群应急救援系统中,若事故列车(35)因故障或灾害不能定点停车且所停靠点一侧没有局部平行隧道(38),则乘客待列车停稳后,下车后向隧道上游跑去;同时,启动纵向通风装置、顶棚集中排烟装置和水幕(33),把事故烟气(34)控制某一立面内,不得往上游蔓延;同时,启动纵向通风装置,调节轴流风机(14)的频率控制纵向风(17)风速,使得烟气往下游扩散,开启顶棚集中排烟装置,启动集中排烟风机(21),从集中排烟管(20)排出部分事故烟气(34),处于事故上游的水幕(33)也将开启,隔离逆纵向风(17)而来的事故烟气(34),通过启动这些装置从而把事故烟气(34)控制在某一立面内,不得往上游蔓延;若事故列车(35)能够定点停车,则停靠在有局部平行隧道(38)的一侧,乘客待列车停稳后,下本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,其特征在于,包括:交通隧道群烟雾窜流研究系统、交通隧道群应急救援系统,所述通隧道群烟雾窜流研究系统包括移动小车(28),小车滑轨(29),隧道升降结构,纵向风装置,顶棚集中排烟装置,固定支架(18),可移动隧道装置,隧道滑轨(27),热电偶树(7),热电偶串(30),烟雾探测仪(22);所述交通隧道群应急救援系统包括局部平行隧道(38),横通道(39),横通道滑动密封门(40),可移动密封墙(42),集中排烟管(20)和水幕(33);/n交通隧道群烟雾窜流研究系统中,所述移动小车(28)包括两种类型,第一种类型,针对实验所需燃烧火为气体火焰的情况,移动小车(28)包括风速仪探针(1),笔记本电脑(2),风速仪(3),燃气罐(4),流量计(5),气体管(6),热电偶树(7),燃烧器(8);第二种类型,针对实验所需燃烧火为液体火焰的情况,移动小车(28)包括风速仪探针(1),笔记本电脑(2),风速仪(3),天平(9),热电偶树(7),燃烧池(10);/n所述隧道升降结构包括液压式千斤顶(23),顶棚排烟软管(12),密封条(13);人工手动操作液压式千斤顶(23)实现隧道高度的变化,从而满足实验所需的高宽比;顶棚排烟软管(12)一端与隧道相通,一端与集中排烟管(20)相通,该排烟软管(12)能够满足隧道高度调节变化所需的要求;密封条(13)用于阻断隧道内烟气从结构缝中溢出;/n所述交通隧道群应急救援系统包括,隧道升降结构,纵向风装置,顶棚排烟装置,可移动隧道装置,热电偶树(7),热电偶串(30),烟雾探测仪(22),水幕(33),横通道(39),横通道滑动密封门(40);/n所述横通道(39)通过开闭横通道滑动密封门(40)来调节横通道(39)之间的间距,以便满足横通道(39)间距相关研究实验;可移动密封墙(42)与横通道滑动密封门(40)固定连接,通过调节横通道滑动密封门(40)不同的闭合程度,来实现横通道(39)宽度的调节。/n...

【技术特征摘要】
1.一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,其特征在于,包括:交通隧道群烟雾窜流研究系统、交通隧道群应急救援系统,所述通隧道群烟雾窜流研究系统包括移动小车(28),小车滑轨(29),隧道升降结构,纵向风装置,顶棚集中排烟装置,固定支架(18),可移动隧道装置,隧道滑轨(27),热电偶树(7),热电偶串(30),烟雾探测仪(22);所述交通隧道群应急救援系统包括局部平行隧道(38),横通道(39),横通道滑动密封门(40),可移动密封墙(42),集中排烟管(20)和水幕(33);
交通隧道群烟雾窜流研究系统中,所述移动小车(28)包括两种类型,第一种类型,针对实验所需燃烧火为气体火焰的情况,移动小车(28)包括风速仪探针(1),笔记本电脑(2),风速仪(3),燃气罐(4),流量计(5),气体管(6),热电偶树(7),燃烧器(8);第二种类型,针对实验所需燃烧火为液体火焰的情况,移动小车(28)包括风速仪探针(1),笔记本电脑(2),风速仪(3),天平(9),热电偶树(7),燃烧池(10);
所述隧道升降结构包括液压式千斤顶(23),顶棚排烟软管(12),密封条(13);人工手动操作液压式千斤顶(23)实现隧道高度的变化,从而满足实验所需的高宽比;顶棚排烟软管(12)一端与隧道相通,一端与集中排烟管(20)相通,该排烟软管(12)能够满足隧道高度调节变化所需的要求;密封条(13)用于阻断隧道内烟气从结构缝中溢出;
所述交通隧道群应急救援系统包括,隧道升降结构,纵向风装置,顶棚排烟装置,可移动隧道装置,热电偶树(7),热电偶串(30),烟雾探测仪(22),水幕(33),横通道(39),横通道滑动密封门(40);
所述横通道(39)通过开闭横通道滑动密封门(40)来调节横通道(39)之间的间距,以便满足横通道(39)间距相关研究实验;可移动密封墙(42)与横通道滑动密封门(40)固定连接,通过调节横通道滑动密封门(40)不同的闭合程度,来实现横通道(39)宽度的调节。


2.根据权利要求1所述的一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,其特征在于:
所述纵向风装置包括变频轴流风机(14),整流管段(15),帆布密封段(16),固定支架(18);通过调节风机为实验隧道提供风速可调节的、稳定的纵向风(17);为了使纵向风(17)的风速和风向保持稳定,在风机前设置有一段整流管段(15);纵向风(17)风速通过风速仪(3)标定。


3.根据权利要求1所述的一种交通隧道群烟雾窜流研究和应急救援系统,其特征在于:
所述顶棚集中排烟装置包括顶棚排烟软管(12),顶棚排烟管阀(19),集中排烟管(20),集中排烟风机(21);集中排烟风机(21)提供排烟动力,通过集中排烟管(20)和顶棚排烟软管(12)来实现隧道顶棚集中排烟;通...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐飞赵尊信朱元涛王强董满生侯超群丁建勋石琴
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:安徽;34

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