火灾是海底特长沉管隧道内最大的风险,火灾产生的烟雾是人员死亡的主要原因,不加控制或者控制不当将导致严重的后果。对海底特长沉管隧道侧向集中排烟系统烟雾的控制,成为了运营防灾减灾的核心问题,本论文研究解决海底沉管隧道运营火灾排烟的关键问题。通过国内外调研、理论分析、数值计算和物理试验等多种手段,本论文重点研究4项关键技术:单组排烟口合理排烟量的分析;排烟口开启组数试验分析;排烟阀开启角度分析;不同纵坡模式下火灾烟控方案的研究,提出了沉管隧道在火灾工况下侧向集中排烟系统烟控策略。为港珠澳沉管隧道的侧向集中排烟系统烟控策略提供技术支持,并为编制《离岸特长沉管隧道工程防灾减灾技术》提供依据,社会经济效益显著。主要开展工作如下:1)单组排烟口合理排烟量的研究。对沉管隧道火灾烟气进行有效控制,必须进行排烟,确定单组排烟口合理的排烟量直接关系到烟控效果。通过排烟量的理论计算分析、单组排烟口排烟量数值计算以及增大排烟量对烟气控制效果的影响分析,最后得到沉管隧道火灾时合理的排烟量。2)排烟阀开启角度试验研究。在隧道内发生火灾时,从监控中心启动轴流风机开始排烟,在开启排烟口组数确定的条件下,为了不致隧道内烟气紊乱,保护隧道烟气处于分层状态,使人员车辆尽快逃生,需保证排烟时排烟口烟气流速均匀。由于排烟阀的开启角度与排烟口有效过风面积一一对应,因此,在试验过程中,主要通过物理试验和数值仿真试验,来研究各组排烟口的最优开启角度,以确定最佳的排烟阀设置方案。3)排烟口开启组数试验研究。集中排烟系统中,烟控的关键在于制定合理的通风排烟控制方案,排烟控制主要在于排烟口开启的组数与角度。主要通过数值仿真试验,研究双向轴流风机开启时排烟效果分析,以及单侧轴流风机开启时排烟效果分析,最后提出火灾工况下排烟口的合理开启组数方案。4)侧向集中排烟模式下火灾烟控策略研究。采用FDS火灾动态仿真软件,建立1:1足尺沉管隧道火灾仿真模型。探讨当火灾发生在沉管隧道内不同坡度,应采用哪种排烟组织方式(双向均衡排烟、下游端单向排烟、上游端单向排烟),采取怎样的排烟口开启方案(上游开启1组+下游开启4组、上游开启2组+下游开启3组),以及配合多大的纵向诱导风速。以期为更好地开展隧道火灾烟气控制以及人员安全疏散提供支持。