随着社会的发展,人们交通需求的与日俱增,许多大断面隧道应运而生。相对于常规隧道,隧道断面尺寸增大有利于提高其通行能力,但是在发生火灾时,将导致排烟及控烟的难度加大,若火灾不能被及时控制,将造成更为严重的危害,对此需要采用合理有效的排烟方式。其中,侧向排烟方式的烟控能力相对较差,但侧向排烟方式在上部空间受到限制或两洞一管廊的隧道内,具有节省隧道净高、降低造价等优势,所以该排烟方式仍得到了应用与发展,然而目前尚未制定关于侧向排烟方式的应用标准及设计方法。当侧向排烟方式应用于超宽隧道（单洞4车道及以上）时,排烟及控烟的难度将进一步加大,隧道内流场也将发生改变。因此,明确超宽隧道侧向排烟下的烟气特性,对于隧道火灾研究、侧向排烟方式在隧道工程中的实际应用具有重要的意义。本论文采用缩尺比试验、数值计算方法对超宽隧道侧向排烟下烟气的温度特性、蔓延特性以及侧向排烟的烟控效果进行了系统研究。首先,搭建了单洞4车道隧道的缩尺比火灾试验平台,采用缩尺比试验的方法对烟气温度特性开展了研究。对比分析了火灾规模、侧向排烟量、火灾发生位置对烟气温度的影响,并为烟气温度预测模型的建立提供了依据。研究结果表明,超宽隧道发生火灾时,隧道内烟气温度受到火灾规模、侧向排烟量的综合影响,而火灾发生位置主要影响火源附近的烟气温度。除此之外,侧向排烟方式对于隧道内距离排烟道较近的区域作用效果更佳,隧道内烟气温度因此具有倾斜分布的特点。然后,在缩尺比试验的基础上,运用无量纲分析方法,建立了拱顶最高温度预测模型及拱顶烟气温度纵向衰减预测模型。其中,拱顶最高温度与火源热释放速率的2/3次方成正比,与隧道高度的5/3次方成反比,随侧向排烟风速增大呈线性衰减。拱顶烟气温度纵向衰减预测模型符合双指数函数形式,火源热释放速率越大或侧向排烟风速越小,拱顶烟气温度沿隧道纵向的衰减越慢。最后采用数值模拟方法,研究了烟气蔓延特性及侧向排烟效率,并得到了单洞4车道隧道侧向排烟方式下的最不利火源横向位置为隧道正中位置,最佳排烟口开启数量为4个,合理排烟量为200 m~3/s。在此基础上研究了侧向排烟方式在单洞2～6车道隧道内的烟控效果及适用性,而后提出了在超宽隧道内设置挡烟垂壁这一辅助排烟方式。研究结果表明,隧道断面越宽,侧向排烟方式的烟控效果及适用性越差,特别是对于单洞5车道及以上隧道,侧向排烟系统的排烟效率已不足60%。针对这一问题,通过研究证明了在超宽隧道内设置挡烟垂壁以辅助排烟的有效性及优越性,在满足规范及行车需求的前提下,挡烟垂壁的高度越高,布置位置距离排烟口越近,辅助排烟效果越好。