CN105243950B - 一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模拟装置，该实验模拟装置包括模拟火源装置、隧道纵向排烟控制优化装置、火灾探测装置、多特征参数测量装置和隧道坡度调节装置，其中，该装置是有四条单孔隧道组成，模拟装置放置方向为上北下南左西右东，其中心设有地下停车库；并在该装置中设有紧急逃生门和模型汽车；进口喷气鼓风机、出口喷气鼓风机、轴流风机和射流风机、排烟口；并在该隧道模拟装置的隧道壁上和上端分别设置若干轴流风机和射流风机；而且该隧道装置坡度可以调节。本发明能模拟城市地下交通联系隧道火灾烟气特性和火灾探测性能；为获得城市地下交通联系隧道内合理的火灾烟气控制方案和排烟效果提供研究平台。

Description

一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模 拟装置

技术领域

本发明涉及城市地下交通联系隧道火灾安全领域，具体涉及一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模拟装置。

背景技术

随着经济和社会的迅速发展，国内外的交通行业的发展迅猛快速。涌现出多种类型的隧道，如海底隧道、公铁共建隧道以及城市地下交通联系隧道。城市地下交通联系隧道一般都建设在城市CBD商务区，可以有效缓解交通拥堵和充分利用环境资源。近年来，国内外隧道火灾事故频繁发生，给国家和社会造成了重大人员伤亡和财产损失。由于地下交通联系隧道结构相比于普通隧道具有一定特殊性，具有出入口多、交通流量大、坡度复杂，断面狭小等特点，有些城市地下交通联系隧道呈环状分布，一旦发生火灾，倘若烟气控制方案不合理，火灾烟气通过环形隧道蔓延至火源上游，使得烟气蔓延到整个地下交通联系隧道，对人员安全疏散产生重大威胁，其危险系数比常规隧道要大很多。

人们对这种特殊隧道发生火灾时烟气的蔓延和控制规律缺乏深入了解，亟需建立相关试验模拟平台展开深入研究。目前国内还没有相关研究城市地下交通联系隧道的模拟试验平台，如果建设全尺寸的地下交通联系隧道实验平台由于比较浪费人力物力财力，实现可能性几乎为零。所以本发明建立的一种城市地下交通联系隧道火灾通风排烟模拟实验装置，用于研究城市地下交通联系隧道火灾烟气流动控制、火灾探测性能等方面，进而针对该类型隧道提出合理的火灾烟气控制措施，对于保障城市地下交通联系隧道运营安全和人民生命安全具有重要意义。

然而，目前城市地下交通联系隧道火灾烟气控制研究普遍存在以下重要的缺陷：

(1)没有针对城市地下交通联系隧道烟气蔓延以及对烟气进行相关控制研究的实验平台。国内外学者针对城市地下交通联系隧道烟气流动控制研究，主要集中在FDS、Fluent等数值模拟研究，例如：华高英等人利用Fluent软件对北京CBD某城市地下交通联系隧道的火灾烟气蔓延及烟控设计方案进行了分析和研究。姜学鹏等人采用FDS软件对苏州火车站地下交通联系通道火灾烟气流动和烟气控制方案进行了模拟研究。目前针对城市地下交通联系隧道的火灾烟气流动及其特征参数分布、火灾控制技术有效性的实验研究还几乎是空白，仅有四川消防研究所在重庆某环形公路隧道进行了的集中排烟效果实验研究，分析和验证了了该环形公路隧道集中机械排烟的性能，未涉及烟气流动和控制相关模型研究。通过国内外调研发现，现有的相关城市地下交通联系隧道实验主要集中在通风测试方面，华高英等人在某城市地下交通联系隧道内对通风风机进行了测试。也还未见相关专门的火灾通风排烟试验研究平台，人员能够安全逃生科学人员对此还缺乏相关深入的认识。如果不能合理排烟控制优化，会造成资源浪费。

(2)城市地下交通联系隧道的坡度问题加大了排烟的复杂性和难度性。例如，普通隧道的排烟策略是维持一定烟气层分层的前提下进行合理排烟控制。而在实际环境中，很多隧道都是存在一定坡度的，由于坡度角度的存在，隧道可能产生烟囱效应，导致隧道内烟气的蔓延速率会与普通水平隧道不同，通风排烟策略也随之改变。国内外学者针对坡度对普通隧道的排烟影响研究做了大量工作，但目前国内外关于城市地下交通联系隧道烟气控制研究这方面都忽视了坡度的影响。需要建立相关试验平台对这个问题进行深究和探索，为城市地下交通联系隧道烟气控制设计提供服务。

(3)城市中心地下交通联系隧道纵向排烟难以确定临界风速。临界风速是指使烟气不发生逆流的最小纵向风速，现有技术中的联系隧道排烟法普遍采用纵向排烟，针对常规隧道，一般烟气控制方式是隧道内纵向风速大于或等于临界风速。目前采用较多的是Wu和Bakar临界风速计算公式，但Wu和Bakar模型公式是基于单洞小尺寸隧道模型获得的，董兴国等人研究的地下交通联系隧道的临界风速，是通过FDS软件模拟分析获得的。再者，在这种地下环形交通联系隧道烟气控制方案中，隧道内纵向风速是否一定要大于临界风速，有待深入实验研究。基于上述缘由，需要建立相关试验平台对临界风速进行细致分析研究。

发明内容

本发明为解决现有技术中的不足之处，提供一种城市地下交通联系隧道火灾通风排烟模拟实验装置，以期能通过模拟真实隧道内火灾发生情况来研究该类型隧道火灾烟气流动特性和火灾探测性能；探究地下交通联系隧道火灾烟气温度随着时间空间变化的规律和一氧化碳等有毒气体在隧道内的随着时间空间扩散情况；获得不同坡度情况下地下交通联系隧道火灾烟气蔓延特性，分析得出适合于地下交通联系隧道的临界风速模型，为获得城市地下交通联系隧道内合理的火灾烟气控制方案和排烟效果提供研究平台。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模拟装置，所述城市地下交通联系隧道为双向汽车单行车道；所述实验模拟装置包括模拟火源装置、隧道纵向排烟控制优化装置、火灾探测装置、多特征参数测量装置和隧道坡度调节装置，其中：

所述城市地下交通联系隧道实验模拟装置是有四条单孔隧道组成，模拟装置放置方向为上北下南左西右东，其中心设有地下停车库；并在所述城市地下交通联系隧道实验模拟装置中设有紧急逃生门和汽车模型；进口喷气鼓风机、出口喷气鼓风机、轴流风机和射流风机、排烟口；整个模拟实验平台有龙骨架作为装置的支撑；

所述进口喷气鼓风机、出口喷气鼓风机分别设置在所述城市地下交通联系隧道实验模拟装置的进口和出口处，用来加速排除进口和出口处的烟气；所述轴流风机设置在所述城市地下联系隧道模拟装置的隧道壁上，用来送新风，火灾情况下可稀释烟气，并可控制烟气的回流；所述射流风机设在所述城市中心地下联系隧道模拟装置内部的上端，主要用隧道的通风及隧道发生火灾时隧道内的烟雾控制；

所述隧道坡度调节装置，包括电动千斤顶、电机组；

所述电动千斤顶放在所述城市中心地下联系隧道实验模拟装置各个单孔隧道的两端底部，电动千斤顶由电机组带动，作用是抬起单孔隧道以改变整个所述地下交通联系隧道实验模拟装置的坡度；

所述多特征参数测量装置包括火灾烟气温度测量装置、一氧化碳浓度测量装置和烟气流速测量装置；

所述火灾烟气温度测量装置、一氧化碳浓度测量装置和烟气流速测量装置相互交错设置在所述城市地下交通联系隧道模拟实验装置的隧道中间位置，用来采集多种类型特征参数，包括火灾烟雾的横向温度和纵向温度、一氧化碳的浓度，以及烟气的流速；

所述火灾探测装置包括光纤光栅火灾探测器以及相关的传输电缆；所述光纤光栅温度传感火灾探测器设置在所述城市地下交通联系隧道模拟装置顶部的正中央，用来探测火灾的发生地点并且同时发出报警信号；

所述模拟火源装置包括燃气出口，四个燃烧器、燃气管道，燃气瓶，减压阀，质量流量控制器。

进一步的，所述的射流风机，双向可逆的，可用作双向通风，方便隧道管理人员对气流方向的控制，直径达到500mm或600mm，转速最大可达到500r/min，最大风量达到1000m³/h。

进一步的，所述的电动千斤顶，每两个千斤顶可以撑起一个单孔隧道，整个装置坡度可在0-5度之间调节。

进一步的，所述的燃烧器，由两层结构组成的，整个火源模拟装置结构有4个燃烧器组成，燃烧器所需燃气由燃气管道供应，再通过减压阀和质量流量控制器，从燃烧器最上层燃气出口流出开始燃烧，整个火源模拟装置气流稳定，并且火源可控，精度高。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)在隧道火灾烟气蔓延及其控制实验方面，本发明可模拟真实火灾在城市地下交通联系隧道发生情况，结合了轴流风机送风和射流风机诱导排烟，通过模拟实验获得火灾烟气在地下交通联系隧道内流动规律。可全面了解和掌握城市地下交通联系隧道烟气实际控制效果，通过综合对比分析联系隧道内烟气分层、温度竖向分布和排烟效率等参数，确定排烟口的最佳开启方式。

(2)在研究坡度问题方面，本发明可以改变交通联系隧道的坡度。在模拟实验的时候，我们可以将实验分为2组。一组进行有坡度的火灾模拟实验，一组进行没有坡度的火灾模拟实验，在控制其他变量一样的情况下，对比两组实验的数据。这样可以更清晰明了的得出多种特征参数在有无坡度时的影响关系，为不同坡度情况下火灾排烟控制策略给出直接参考。弥补以往无坡度地下交通隧道烟气控制策略的局限性。

(3)在确定临界风速方面，本模拟装置可提供不同环境下地下交通联系隧道临界风速实验研究。克服了以往仅用FDS数值模拟获得相关数据的方法，可以真实地确定出地下交通联系隧道所需要设定的临界风速，为真实隧道中烟气控制提供了一种很好的参考方案。

(4)在模拟火源方向。第一次使用双层火源模拟燃烧器，相比于以往的单层气体燃烧器，双层气体火源燃烧器燃烧更加均匀，避免了以往单层燃烧器在大气体流量情况下的出气不均匀现象。

附图说明

图1a为本发明的城市交通联系隧道模拟装置俯视图；

图1b为本发明的整个交通联系隧道模拟装置立体效果图；

图1c为本发明的交通联系隧道模拟装置在东北方向交叉口处立体效果图；

图1d为本发明的交通联系隧道左侧南北走向单孔隧道立体效果示意图；

图1e为已有技术龙骨架布置示意图；

图1f为已有技术龙骨架在右侧南北方向布置示意图；

图2为本发明的交通联系隧道横截面示意图；

图3a为本发明的改变坡度装置东西方向视图；

图3b为本发明的改变坡度装置南北方向视图；

图4a为本发明的无坡度情况下多特征参数装置布置示意图；

图4b为本发明的有坡度情况下多特征参数装置布置示意图；

图5a为本发明的气体燃烧器燃料供应系统示意图；

图5b为本发明的气体燃烧器立体图；

图5c为本发明的气体燃烧器俯视图。

图中标号含义：1为联系隧道西北侧出口；2为联系隧道西南侧出口；3为联系隧道东南侧出口；4为联系隧道东北侧出口；5为联系隧道西北侧进口；6为联系隧道西南侧进口；7为联系隧道东南侧进口；8为联系隧道东北侧进口；9为紧急逃生门；10为地下停车库出口；11为地下停车库进口；12为旁侧出口；13为三角形环岛；14为地下停车库；15为进口喷气鼓风机；16为出口喷气鼓风机；17为轴流风机；18为射流风机；19为光纤光栅火灾探测器；20为汽车模型；21为排烟口；22为火灾烟气温度测量装置；23为一氧化碳浓度测量装置；24为烟气流速测量装置；25为千斤顶；26为燃气出口；27为燃烧器，28为燃气管道，29为龙骨架，30为电机组，31为燃气瓶，32为减压阀，33为质量流量控制器，34为钢化玻璃。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明。

本实施例中，如图1所示，一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模拟装置，城市地下交通联系隧道为双向汽车单行车道；实验模拟装置包括模拟火源装置、隧道纵向排烟控制优化装置、火灾探测装置、多特征参数测量装置和隧道坡度调节装置。

如图1a，图1b所示，城市地下交通联系隧道实验模拟装置是有四条单孔隧道组成，模拟装置放置方向为上北下南左西右东。共有8个进出口，分别为，联系隧道西北侧出口1、联系隧道西南侧出口2、联系隧道东南侧出口3、联系隧道东北侧出口4、联系隧道西北侧进5、联系隧道西南侧进口6、联系隧道东南侧进7和联系隧道东北侧进口8。在联系隧道中心设有地下停车库14，其中设置有地下停车库出口10、地下停车库进11、旁侧出口12、三角形环岛13；并在所述城市地下交通联系隧道实验模拟装置中设有紧急逃生门9、汽车模型20、进口喷气鼓风机15、出口喷气鼓风机16、轴流风机17、射流风机18、和排烟口21，如图1a、图1b、图1c、图1d和图2所示；整个模拟实验平台有龙骨架29作为装置的支撑。其中联系隧道模拟装置的两条南北走向单孔隧道长度各为30m，两条东西走向的单孔隧道长度各为40m。横断面宽度3.5m，高度2m，厚度4mm。联系隧道模拟装置顶部和底部、内侧面采用为不锈钢材质制成，其中在隧道外侧壁上开一个紧急逃生门9高为2m，宽为1.4m。整个实验装置的试验段是下部东西方向的单孔隧道和右边的南北走向单孔隧道。

如图1e和图1f所示，整个装置有钢筋材质的龙骨架29支撑，其中龙骨架29高2m，宽1m。在实验段，每隔2m就放置一个龙骨架29起支撑的作用。

其中在试验段下部东西方向的单孔隧道的旁侧出口12西侧段为20m，东侧段20m，总共40m，每隔2m放置一个龙骨架29，通过外侧面的钢化玻璃34观察内部烟气蔓延情况。右边的南北走向单孔隧道旁侧出口12北侧段10m，南侧段20m，共30m，每隔2m放置一个龙骨架29，也通过外侧面的钢化玻璃34观察内部烟气蔓延情况。试验段的龙骨架29之间外侧面采用钢化玻璃34构成，便于观察烟气蔓延情况。

如图1b、图1c和图1d所示，进口喷气鼓风机15、出口喷气鼓风机16分别设置在城市地下交通联系隧道实验模拟装置的进口和出口处，用来加速排除进口和出口处的烟气，其中在出口和进口处的顶部各安装有3个相同规格的喷气鼓风机，进口处和出口处的喷气鼓风机叶轮直径达到100mm，转速最大可达到500r/min，最大风量达到1000m³/h。如图2所示，轴流风机17设置在城市地下联系隧道模拟装置的隧道壁上，用来送新风，火灾情况下可稀释烟气，并可控制烟气的回流，轴流风机17叶轮直径达到300mm，转速最大可达到450r/min，最大风量达到7600m³/h；射流风机18设在城市地下交通联系隧道模拟装置内部的上端，主要用隧道的通风及隧道发生火灾时隧道内的烟雾控制。射流风机18叶轮直径达到500mm或者600mm，转速最大可达到500r/min，最大风量达到1000m³/h。同时射流风机18是双向可逆的，可用作双向通风，方便用户对气流方向的控制。

如图1d所示，由于城市地下交通联系隧道的结构，隧道排烟口21只能设置在侧壁，通过机械排烟方式适当时机开启排烟口21，再结合整个隧道的轴流风机17、射流风机18的共同作用把烟气控制在烟气分区内，同时可用于研究地下交通联系隧道的临界风速，获得较优化的烟气控制方案。

排烟组织方式如下：

(1)当火灾发生位置在联系隧道的中间位置时，在发生火灾的单孔隧道内，开启那一段的射流风机18，并且打开墙壁上的轴流风机17。火灾发生时，射流风机18和轴流风机17共同作用把烟气控制在相应烟气分区内，然后将烟气从排烟口21排出。

(2)当火灾发生的位置在联系隧道的各个单孔隧道的上游或下游时。同时打开临近那条单孔隧道和本隧道的附近的射流风机18，然后打开靠近的那个出口喷气鼓风机15和进口的喷气鼓风机16，射流风机18把烟气从附近的进出口处排出。上游车辆从另一条相邻的单孔隧道加速驶离，下游车辆人员通过隧道出口逃生。

(3)当火灾在进出口发生时，打开出口和进口的喷气鼓风机，禁止车辆在此出口和入口通行，然后通过喷气鼓风机把进出口的烟气排出隧道外。

如图3a和3b所示，隧道坡度调节装置，包括电动千斤顶25、电机组30；电动千斤顶25放在所述城市中心地下联系隧道实验模拟装置各个单孔隧道的两端底部，电动千斤顶25由电机组30带动，作用是抬起单孔隧道以改变整个所述地下交通联系隧道实验模拟装置的坡度。

两个千斤顶就可以顶起一个单孔隧道。同时在顶起东西方向两个单孔隧道的一端形成一个坡度后，撑起南北方向的一个单孔隧道，在两两单孔隧道的连接处用粘性较大且密封性较好的物质粘连，形成具有一定坡度的且密封性较好的联系隧道；其中坡度最大不会超过5度。通过对比在有坡度和没有坡度两种情况下的烟气控制实验数据，研究坡度条件下火灾烟气流动特性，烟气控制效果。

如图4a和4b所示，多特征参数测量装置包括火灾烟气温度探测装置22、一氧化碳浓度测量装置23和烟气流速测量装置24；其中图4a是没有坡度时装置的布置情况，图4b是有坡度时测量装置的布置。

火灾烟气温度探测装置22、一氧化碳浓度测量装置23和烟气流速测量装置24相互交错设置在所述城市地下交通联系隧道模拟实验装置的隧道中间位置，用来采集多种类型特征参数，包括火灾烟雾的横向温度和纵向温度、一氧化碳的浓度，以及烟气的流速。

火灾烟气温度测量装置22由多串K型铠装热电偶树组成，串串之间相隔2m，直径为1mm，每串12个，每一串热电偶竖向间距可以调整，便于测量烟气温度竖向分层和纵向衰减特性；一氧化碳浓度测量装置23用来测量隧道内一氧化碳浓度指标的衰减特征；测量一氧化碳浓度探头每串3个，相隔2.5m。其中烟气流速测量装置24，利用皮托管可测量火灾烟气蔓延速度速率和烟气下层冷空气流速，从而实现了烟气卷吸下层冷空气速率的计算，皮托管每串4个，相隔3m。通过对比火灾烟气温度探测装置22、一氧化碳浓度测量装置23和烟气流速测量装置24测量出来的多特征参数在有坡度和没有坡度两种情况下的区别，从而探究坡度问题对联系隧道内烟气控制系统的影响。

火灾探测装置包括光纤光栅火灾探测器19以及相关的传输电缆，如图2所示；所述光纤光栅火灾探测器19设置在所述城市地下交通联系隧道模拟装置顶部的正中央，用来探测火灾的发生地点并且同时发出报警信号。

在隧道中间的试验段每隔2.5m在联系隧道顶部中间都装一个光纤光栅温度传感探测器19。研究隧道内不同纵向风速作用下以及光纤光栅温度传感探测器19响应特性，对其判别阈值进行优化改正，发展最优的城市地下交通联系隧道火灾探测方式，服务于的城市地下交通联系隧道火灾的早期防治。

如图5a、图5b和图5c所示，模拟火源装置包括燃气出口26，四个燃烧器27、燃气管道28，燃气瓶31，减压阀32，质量流量控制器33。

在图5a和5b中，整个模拟火源装置有4个燃烧器27拼接而成，并且每个燃烧器27有两层结构组成，其中在模拟实验台中，燃烧器为正方形，边长40cm，高为10cm；

其中可燃气体进入第一层，该层起到平稳气流的作用，然后可燃气体从第二层燃气出口26流出开始燃烧，其中两层结构用2mm厚钢板焊接而成，其中，每层燃气出口孔距为2cm，孔径0.5cm。这样一来，整个模拟火源装置燃烧的火焰会更加稳定和均匀，在很大程度上提高了实验的精确性。

在图5c中所示，燃料供应系统由燃气瓶31、减压阀32、质量流量控制器33、燃气管道28组成。实验中需要将气体燃料通入燃烧室后再点燃，通过减压阀32、质量流量控制器33使火源在可控范围之内，大大降低了实验意外事故发生频率，提高了实验的安全性能。

Claims (1)

1.一种基于城市地下交通联系隧道系统的火灾通风排烟实验模拟装置，城市地下交通联系隧道为双向汽车单行车道，其特征在于：有四条单孔隧道组成，模拟装置放置方向为上北下南左西右东，共有8个进出口，分别为，联系隧道西北侧出口(1)、联系隧道西南侧出口(2)、联系隧道东南侧出口(3)、联系隧道东北侧出口(4)、联系隧道西北侧进口(5)、联系隧道西南侧进口(6)、联系隧道东南侧进口(7)和联系隧道东北侧进口(8)，在联系隧道中心设有地下停车库(14)，其中设置有地下停车库出口(10)、地下停车库进口(11)、旁侧出口(12)、三角形环岛(13)；并在所述城市地下交通联系隧道实验模拟装置中设有紧急逃生门(9)、汽车模型(20)、进口喷气鼓风机(15)、出口喷气鼓风机(16)、轴流风机(17)、射流风机(18)、和排烟口(21)，整个模拟实验平台有龙骨架(29)作为装置的支撑，其中联系隧道模拟装置的两条南北走向单孔隧道长度各为30m，两条东西走向的单孔隧道长度各为40m，横断面宽度3.5m，高度2m，厚度4mm，联系隧道模拟装置顶部和底部、内侧面采用为不锈钢材质制成，其中在隧道外侧壁上开一个紧急逃生门9高为2m，宽为1.4m，整个实验装置的试验段是下部东西方向的单孔隧道和右边的南北走向单孔隧道；

整个装置有钢筋材质的龙骨架(29)支撑，其中龙骨架(29)高2m，宽1m，在实验段，每隔2m就放置一个龙骨架29起支撑的作用；

其中在试验段下部东西方向的单孔隧道的旁侧出口(12)西侧段为20m，东侧段20m，总共40m，每隔2m放置一个龙骨架(29)，通过外侧面的钢化玻璃(34)观察内部烟气蔓延情况；右边的南北走向单孔隧道旁侧出口(12)北侧段10m，南侧段20m，共30m，每隔2m放置一个龙骨架(29)，也通过外侧面的钢化玻璃(34)观察内部烟气蔓延情况；试验段的龙骨架(29)之间外侧面采用钢化玻璃(34)构成，便于观察烟气蔓延情况；

进口喷气鼓风机(15)、出口喷气鼓风机(16)分别设置在城市地下交通联系隧道实验模拟装置的进口和出口处，用来加速排除进口和出口处的烟气，其中在出口和进口处的顶部各安装有3个相同规格的喷气鼓风机，进口处和出口处的喷气鼓风机叶轮直径达到100mm，转速最大可达到500r/min，最大风量达到1000m³/h，轴流风机(17)设置在城市地下联系隧道模拟装置的隧道壁上，用来送新风，火灾情况下可稀释烟气，并可控制烟气的回流，轴流风机(17)叶轮直径达到300mm，转速最大可达到450r/min，最大风量达到7600m³/h；射流风机(18)设在城市地下交通联系隧道模拟装置内部的上端，主要用隧道的通风及隧道发生火灾时隧道内的烟雾控制；射流风机(18)叶轮直径达到500mm或者600mm，转速最大可达到500r/min，最大风量达到1000m³/h；同时射流风机(18)是双向可逆的，可用作双向通风，方便用户对气流方向的控制；

由于城市地下交通联系隧道的结构，隧道排烟口(21)只能设置在侧壁，通过机械排烟方式适当时机开启排烟口(21)，再结合整个隧道的轴流风机(17)、射流风机(18)的共同作用把烟气控制在烟气分区内，同时可用于研究地下交通联系隧道的临界风速，获得较优化的烟气控制方案；

排烟组织方式如下：

(1)当火灾发生位置在联系隧道的中间位置时，在发生火灾的单孔隧道内，开启那一段的射流风机(18)，并且打开墙壁上的轴流风机(17)；火灾发生时，射流风机(18)和轴流风机(17)共同作用把烟气控制在相应烟气分区内，然后将烟气从排烟口(21)排出；

(2)当火灾发生的位置在联系隧道的各个单孔隧道的上游或下游时；同时打开临近那条单孔隧道和本隧道的附近的射流风机(18)，然后打开靠近的那个出口喷气鼓风机(15)和进口的喷气鼓风机(16)，射流风机(18)把烟气从附近的进出口处排出；上游车辆从另一条相邻的单孔隧道加速驶离，下游车辆人员通过隧道出口逃生；

(3)当火灾在进出口发生时，打开出口和进口的喷气鼓风机，禁止车辆在此出口和入口通行，然后通过喷气鼓风机把进出口的烟气排出隧道外；

隧道坡度调节装置，包括电动千斤顶(25)、电机组(30)；电动千斤顶(25)放在所述城市中心地下联系隧道实验模拟装置各个单孔隧道的两端底部，电动千斤顶(25)由电机组(30)带动，作用是抬起单孔隧道以改变整个所述地下交通联系隧道实验模拟装置的坡度；

两个千斤顶就可以顶起一个单孔隧道，同时在顶起东西方向两个单孔隧道的一端形成一个坡度后，撑起南北方向的一个单孔隧道，在两两单孔隧道的连接处用粘性较大且密封性较好的物质粘连，形成具有一定坡度的且密封性较好的联系隧道；其中坡度最大不会超过5度。通过对比在有坡度和没有坡度两种情况下的烟气控制实验数据，研究坡度条件下火灾烟气流动特性，烟气控制效果；

多特征参数测量装置包括火灾烟气温度探测装置(22)、一氧化碳浓度测量装置(23)和烟气流速测量装置(24)；

火灾烟气温度探测装置(22)、一氧化碳浓度测量装置(23)和烟气流速测量装置(24)相互交错设置在所述城市地下交通联系隧道模拟实验装置的隧道中间位置，用来采集多种类型特征参数，包括火灾烟雾的横向温度和纵向温度、一氧化碳的浓度，以及烟气的流速；

火灾烟气温度测量装置(22)由多串K型铠装热电偶树组成，串串之间相隔2m，直径为1mm，每串12个，每一串热电偶竖向间距可以调整，便于测量烟气温度竖向分层和纵向衰减特性；一氧化碳浓度测量装置(23)用来测量隧道内一氧化碳浓度指标的衰减特征；测量一氧化碳浓度探头每串3个，相隔2.5m，其中烟气流速测量装置(24)，利用皮托管可测量火灾烟气蔓延速度速率和烟气下层冷空气流速，从而实现了烟气卷吸下层冷空气速率的计算，皮托管每串4个，相隔3m；通过对比火灾烟气温度探测装置(22)、一氧化碳浓度测量装置(23)和烟气流速测量装置(24)测量出来的多特征参数在有坡度和没有坡度两种情况下的区别，从而探究坡度问题对联系隧道内烟气控制系统的影响；

火灾探测装置包括光纤光栅火灾探测器(19)以及相关的传输电缆；所述光纤光栅火灾探测器(19)设置在所述城市地下交通联系隧道模拟装置顶部的正中央，用来探测火灾的发生地点并且同时发出报警信号；

在隧道中间的试验段每隔2.5m在联系隧道顶部中间都装一个光纤光栅温度传感探测器(19)，研究隧道内不同纵向风速作用下以及光纤光栅温度传感探测器(19)响应特性，对其判别阈值进行优化改正，发展最优的城市地下交通联系隧道火灾探测方式，服务于的城市地下交通联系隧道火灾的早期防治；

模拟火源装置包括燃气出口(26)，四个燃烧器(27)、燃气管道(28)，燃气瓶(31)，减压阀(32)，质量流量控制器(33)；

整个模拟火源装置有4个燃烧器(27)拼接而成，并且每个燃烧器(27)有两层结构组成，其中在模拟实验台中，燃烧器为正方形，边长40cm，高为10cm；

其中可燃气体进入第一层，该层起到平稳气流的作用，然后可燃气体从第二层燃气出口(26)流出开始燃烧，其中两层结构用2mm厚钢板焊接而成，其中，每层燃气出口孔距为2cm，孔径0.5cm；这样一来，整个模拟火源装置燃烧的火焰会更加稳定和均匀，在很大程度上提高了实验的精确性；

燃料供应系统由燃气瓶(31)、减压阀(32)、质量流量控制器(33)、燃气管道(28)组成；实验中需要将气体燃料通入燃烧室后再点燃，通过减压阀(32)、质量流量控制器(33)使火源在可控范围之内，大大降低了实验意外事故发生频率，提高了实验的安全性能。