相对于建筑火灾,隧道火灾发生的频率虽然不高,但由于隧道特殊的几何结构,空间狭长且出入口少,一旦发生火灾,火灾产生的高温烟气随着隧道蔓延,烟气会对生命造成威胁,也会影响隧道能见度,极易造成群死群伤。因此为了保证隧道火灾中人员能安全疏散,其关键在于将火灾产生的高温烟气与人员疏散路线分隔开,为人员疏散提供宝贵的可用时间。细水雾是一种新型的灭火方法,具有高效、用水少、无环境污染等特点。基于水幕系统在建筑中防火分隔的应用,本文提出将细水雾段应用于隧道内,抑制烟气向隧道下游蔓延。利用细水雾雾滴覆盖隧道横断面,阻挡一部分高温烟气蔓延,另一部分高温烟气穿过了细水雾段也会被雾滴冷却降低,从而为人员疏散创造更好的疏散环境。本文主要工作及成果如下:(1)参照实际隧道,采用弗洛德相似准则建立1:3隧道试验模型,并开展通风条件、细水雾特性对烟气温度、烟气流动特性影响的试验,试验结果表明:自然通风时,细水雾的开启使隧道下游烟气层沉降,同时开启细水雾可使隧道下游温升延迟;随着细水雾工作压强、开启数量的增加,细水雾下游温度降低,对上游温度的影响有限。纵向通风时,细水雾的开启降低了其上、下游的温度,细水雾下游温度下降幅度大于其上游。(2)为了进一步研究细水雾下游温度降低的机理,利用FDS(Fire Dynamic Simulation)数值模拟软件对试验工况进行了模拟分析,通过对隧道模型边界条件和细水雾液滴特性的准确设置,在FDS中对试验10组工况进行了模拟,主要与试验对比隧道内温度场和烟气蔓延情况,模拟结果表明:FDS能较好地重现本试验的所有工况,利用FDS模拟雾滴与烟气相互作用具有可行性;对比有无细水雾的温度流场图,分析发现细水雾附近的一部分烟气被雾滴卷吸,改变了烟气原本的运行方向,没有蔓延至隧道下游。(3)基于FDS对试验现象的较好重现,增加了部分工况以考察纵向通风下,细水雾特性对烟气特性的影响,模拟结果表明,细水雾下游温度随细水雾工作压强、开启排数的增大而增大。(4)试验数据及FDS数值模拟提供流场变化信息分析结果表明,雾滴对细水雾附近烟气的卷吸作用、冷却作用使隧道下游的温度降低,且细水雾雾滴对烟气的冷却作用、卷吸作用越强,隧道下游的温度越低。