城市主干道路天然气泄漏扩散与爆炸分析.pdf

消防科学与技术2023年 10 月第 42 卷第 10 期消防理论研究城市主干道路天然气泄漏扩散与爆炸分析赵伟1,张海2,李丹3,王岱4（1.中国市政工程华北设计研究总院有限公司第十设计研究院,天津 300074；2.天津城建大学 土木工程学院基础设施防护和环境绿色生物技术国际联合研究中心,天津 300384；3.中国市政工程华北设计研究总院有限公司第四设计研究院,天津 300074；4.天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室,天津 300384）摘要：针对天津市主干道路既有天然气管道可能发生的泄 漏 扩 散 并 诱 发 爆 炸 的 风 险，结 合 该 城 市 气 候 特 征，基 于FLACS 研究了天然气管道在泄漏点的泄漏扩散特征以及爆炸冲击波对附近建筑物的影响。结果表明：风速对主干道路下天然气管道泄漏扩散的影响非常明显，风速越大，处于爆炸范围的天然气云团越小，对抢险救援更有利，但应充分考虑救援过程中风速和风向可能出现的变化，同时在关闭阀门、疏散下风向人群时，严格控制泄漏点周边 5 m、距地面高度 24 m 范围内的危险行为；主干道路下天然气管道泄漏扩散对周围影响很大，该城市最大风速下天然气的水平扩散距离可达 25 m，应对该区域进行及时疏散。主干道路天然气管道泄漏爆炸超压荷载随距地面高度的增加而减小，最大超压超过 1.5 kPa，超压荷载峰值主要集中在距地面 422 m范围内，应注意抗爆防护。关键词：城市主干道路；天然气管道；泄漏扩散；泄漏爆炸；燃气爆炸；FLACS中图分类号：X913.4；TP391.9 文献标志码：A 文章编号：1009-0029（2023）10-1339-05随着我国燃气用量的快速增长，城市燃气泄漏，甚至爆炸安全事故已成为我国继交通事故、工伤事故之后的第三大杀手，给国家和社会造成巨大损失。众多学者开展了天然气输送或储存泄漏及可能造成的灾害等方面的研究，针对埋地天然气管道泄漏在土壤/空气中的扩散研究。毛小虎等1结合实际案例，基于 Fluent研究了管道泄漏比、风速及大气稳定度等对天然气泄漏扩散的影响，并给出了危险区域；程猛猛2通过数值模拟分析了埋地燃气管道泄漏成因和泄漏扩散影响因素，建立了埋地管道泄漏后在大气和土壤中的扩散模型；杨奇睿等3针对高原城市中压天然气管道泄漏情况，研究了多层、高层建筑物和风速对天然气管道泄漏和扩散的影响；张炜韬4通过模拟甲烷气体泄漏扩散浓度场分析了影响燃气泄漏扩散的因素及燃气扩散后气体浓度的显著特性；王岩等5通过对土壤和大气中的燃气扩散控制方程分别进行求解并耦合，研究了泄漏量、地面对流传质系数对浓度分布等的影响，并给出泄漏燃气在城市街道峡谷中的分布情况；刘爱华等6基于 CFD 建立埋地管道燃气泄漏的物理模型，研究了管道埋深及泄漏孔径对燃气沿土壤-大气扩散规律的影响；徐景德等7利用 Fluent研究了泄漏时间、泄漏孔径和障碍物对天然气泄漏扩散的影响；张伯扬等8分析了泄漏速度对燃气管道扩散过程的影响；BU F X 等9采用数值模拟分析埋地天然气管道泄漏扩散特性，建立了天然气泄漏有害边界预测模型。针对埋地天然气泄漏灾害，MISHRA K B 等10基于 CFD分析了天然气管道泄漏爆炸后产生的爆炸超压与热辐射可能造成的危害影响。综上可知，天然气管道泄漏及灾害效应研究主要以数值方法为主，本文在前人研究的基础上，针对天津市主干道路天然气管线运营现状，结合该城市气候特征，基于FLACS 对既有天然气管道可能发生的泄漏扩散与爆炸进行数值模拟分析，为该城市天然气泄漏及爆炸灾害效应评估提供部分定量依据。1管道气体扩散数学模型FLACS 在分析湍流问题时，最广泛应用的是k-双方程模型11，见式（1）式（2）。(k)t+(kuj)xj=xj(+tk)kxj+（1）Gk+Gb-YM+Sk()t+(uj)xj=xj(+t)xj+（2）C1k(Gk+C3Gb)-C22k+S式中：k为湍流动能；为湍流耗散率；为流体密度；uj为流体在 j方向上的流速；和t分别为层流黏度和湍流黏度；Gk、Gb分别为平均速度梯度和浮力引起的k产生项；YM为可压湍流中脉动扩张的贡献；k、分别为与 k、对应的 Prandtl数；Sk和S为用户定义的源项；C1、C2和C3为经验常数。2主干道路天然气管道泄漏扩散分析2.1天然气管道区域模型以天津市典型道路及建筑群为原型，根据城市管网及城市元素信息，建立主干道路天然气管道区域模型（图1），其中，DN1000 钢制天然气管道铺设于道路中央地下的暗渠内，道路宽为 24 m，周围建筑物高 20 m，并设置现实情景中存在的路灯、汽车、绿色植被等城市元素，实际基金项目：国家重点研发计划(2017YFC0805000)1339Fire Science and Technology,October 2023,Vol.42,No.10模拟时对地上城市元素进行合理的简化，地面尺寸为 130 m48 m2 m，绿化带尺寸为 130.0 m0.5 m0.5 m，路灯取 8 m 高圆柱体，周围建筑尺寸取 30 m20 m10 m 框架结构，沿道路两侧对称布置，相邻建筑物沿主干道路方向的间距为 15 m。模拟场景为城市道路施工导致管道破坏，泄漏点坐标为（65.0，23.5，4.5），管道区域网格划分见表 1。计算风向取 x正方向，入风口选用 WIND 边界，其余为 NOZZLE边界。2.2主干道路下天然气管道破裂泄漏扩散分析根据天津市气象统计资料，城市年平均风速为 3 m/s，年平均最大风速可达 11.3 m/s，且季节特征明显。为考虑多风速的影响，增加 1 m/s和 7 m/s两个参数。故共选取 4种风速，即 1 m/s（软风）、3 m/s（轻风）、7 m/s（和风）、12 m/s（强风）进行研究。假定初始压力为 1.0 MPa，泄漏面积为 0.075 m2，质量流量为 21.2 kg/s，泄漏事故处置时间 为 200 s。泄 漏 气 体 的 可 燃 体 积 分 数 范 围 为 5%15%。为使泄漏发生前计算模型空间内的风流场处于稳定状态，首先进行 5 s通风模拟。图 2 和图 3 分别给出了风速为 1 m/s和 3 m/s时不同时刻的天然气泄漏扩散浓度分布云图。可以看出，对于较小风速，在泄漏扩散初期，泄漏口竖向中心线上的浓度最大，泄漏扩散云图呈现喷射流状，随着气体扩散高度的增大，由于天然气密度明显小于空气，泄漏扩散浓度逐渐减小，并呈扇形分布；随着时间的推移，由于受到横风的影响，气体开始不再沿着泄漏口中心线进行扩散，而是受到风的扰动向下风向偏移，同时由于风的湍流作用，天然气进一步被抬升，气体向更高处扩散；泄漏后期，气体受风的影响更加明显，气体的泄漏扩散方向明显发生变形，进一步向下风向偏移，泄漏气体扩散高度有所降低。再经过一定时间，横风对气体扩散的影响逐渐减小，气体扩散保持稳定，进入稳定扩散阶段。植物景观建筑物路灯天然气管道（a）埋地天然气管道示意图（b）网格划分zyx图 1埋地天然气管道附近区域模型Fig.1Model of region near buried natural gas pipeline表 1网格划分信息Table 1Mesh division information方向xyz模型尺寸/m1304850最小网格长度/m0.120.121.00最大网格长度/m2.803.511.00最大递差率5.39%14.17%1.00%网格数量/个2089050 x/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（a）t=10 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（b）t=20 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（c）t=80 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（d）t=160 s图 2风速为 1 m/s时的天然气泄漏扩散云图Fig.2Cloud of natural gas leakage diffusion at the wind speed of 1 m/sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（a）t=10 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（b）t=20 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（c）t=30 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（d）t=60 s图 3风速为 3 m/s时的天然气泄漏扩散云图Fig.3Cloud of natural gas leakage diffusion at the wind speed of 3 m/s图 4和图 5分别给出了风速为 7 m/s和 12 m/s时不同时刻的天然气泄漏扩散云图。可以看出，对于较大风速，在泄漏扩散初期，由于风的推动作用较大，泄漏气体不再沿着泄漏口中心线竖向扩散，而是直接向下风向偏移，当风速为 12 m/s 时，无法在泄漏口周围形成稳定的气体云团。随着时间的推移，由于受到强横风的影响，因湍流作用气体无法得到进一步的抬升，而是快速进入稳定扩散阶段。另外，可明显观察到，受强横风的作用，体积分数为 15%的天然气气云难以汇聚成较大体积的云团，因此，强横风对天然气泄漏的抢险工作有利，若风速较小，应重点注意控制处于爆炸极限的区域。表 2 给出了不同风速下的天然气泄漏扩散与爆炸范围。由表 2 可知，由于风对气体扩散的推动作用，随着风速的增大，水平方向上的扩散影响范围逐渐增大，在最大风速下，水平扩散距离可达 25 m，而竖直方向的扩散范围逐渐减小，说明风速增大会促进天然气在下风向的扩散；同时可看出，爆炸范围（主要集中分布在泄漏点附近）明显小于气体扩散范围，尤其是水平方向，而且随着风速的增大，处于爆炸极限的气体体积逐渐减小；高风速可有效减小竖直方向的爆炸范围，而对水平方向爆炸范围的影响较小。在应急救援时，若风速较小，要注意控制处于爆炸极限的区域，为安全起见，应严格控制泄漏点周边 5 m、距地面高度 24 m 范围内可能引发明火或潜在火源的行为。3主干道路天然气管道泄漏爆炸分析假设主干道路天然气管道泄漏扩散，遇明火燃烧并发生爆燃事故，对周围的城市元素产生冲击影响，重点分析爆炸超压空间分布特征。将图 1（b）模型边界条件均设置为 PLANE_WAVE，以便进行爆炸模拟。假定点火位置为（65.0，23.5，4.5）。以风速 7 m/s 为例，图 6 给出了不同时刻 x=65 m 处的 y、z平面上的超压分布图，相邻图之间的时间间隔均为5 个输出步。可以看出，当泄漏的气体点燃爆炸后，爆炸冲击波首先从泄漏点向外传播，爆炸冲击波波阵面呈半椭圆形，在 t=0.125 s 时，短轴长约 5 m，t=0.150 s 时，爆炸超压已覆盖主干道路。随后爆炸冲击波在传播过程中遇到障碍物阻挡，冲击波波阵面发生变化，建筑物靠近泄漏点一侧开始承受爆炸冲击荷载，在 t=0.449 s 时，冲击波的波阵面高度超过建筑高度，爆炸超压的作用范围随之增大。随着空间内可燃气体的继续燃烧，在 t=0.725 s时，泄漏点两侧建筑承受的超压荷载进一步增大，在这一阶段，建筑物承受的超压荷载将超过 1.5 kPa，此时，建筑物外观将受到一定程度的损坏，建筑物内的人员可能受到玻璃碎片的二次伤害。随着泄漏点周围可燃气体的不断消耗，中心处超压开始降低，在 t=0.775 s时，率先形成负压区并逐渐恢复至大气压。在 t=0.819 s之后，整个平面上的超压作用都有所减小，形成负压区并逐渐恢复至大气压。x/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（a）t=10 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（b）t=20 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（c）t=30 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（d）t=40 s图 4风速为 7 m/s时的天然气泄漏扩散云图Fig.4Cloud of natural gas leakage diffusion at the wind speed of 7 m/sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（a）t=10 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（b）t=20 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（c）t=30 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（d）t=70 s图 5风速 12 m/s时的天然气泄漏扩散云图Fig.5Cloud of natural gas leakage diffusion at the wind speed of 12 m/s表 2不同风速下的天然气泄漏扩散与爆炸范围Table 2Diffusion and explosion ranges of natural gas leakage under different wind speeds1340消防科学与技术2023年 10 月第 42 卷第 10 期图 4和图 5分别给出了风速为 7 m/s和 12 m/s时不同时刻的天然气泄漏扩散云图。可以看出，对于较大风速，在泄漏扩散初期，由于风的推动作用较大，泄漏气体不再沿着泄漏口中心线竖向扩散，而是直接向下风向偏移，当风速为 12 m/s 时，无法在泄漏口周围形成稳定的气体云团。随着时间的推移，由于受到强横风的影响，因湍流作用气体无法得到进一步的抬升，而是快速进入稳定扩散阶段。另外，可明显观察到，受强横风的作用，体积分数为 15%的天然气气云难以汇聚成较大体积的云团，因此，强横风对天然气泄漏的抢险工作有利，若风速较小，应重点注意控制处于爆炸极限的区域。表 2 给出了不同风速下的天然气泄漏扩散与爆炸范围。由表 2 可知，由于风对气体扩散的推动作用，随着风速的增大，水平方向上的扩散影响范围逐渐增大，在最大风速下，水平扩散距离可达 25 m，而竖直方向的扩散范围逐渐减小，说明风速增大会促进天然气在下风向的扩散；同时可看出，爆炸范围（主要集中分布在泄漏点附近）明显小于气体扩散范围，尤其是水平方向，而且随着风速的增大，处于爆炸极限的气体体积逐渐减小；高风速可有效减小竖直方向的爆炸范围，而对水平方向爆炸范围的影响较小。在应急救援时，若风速较小，要注意控制处于爆炸极限的区域，为安全起见，应严格控制泄漏点周边 5 m、距地面高度 24 m 范围内可能引发明火或潜在火源的行为。3主干道路天然气管道泄漏爆炸分析假设主干道路天然气管道泄漏扩散，遇明火燃烧并发生爆燃事故，对周围的城市元素产生冲击影响，重点分析爆炸超压空间分布特征。将图 1（b）模型边界条件均设置为 PLANE_WAVE，以便进行爆炸模拟。假定点火位置为（65.0，23.5，4.5）。以风速 7 m/s 为例，图 6 给出了不同时刻 x=65 m 处的 y、z平面上的超压分布图，相邻图之间的时间间隔均为5 个输出步。可以看出，当泄漏的气体点燃爆炸后，爆炸冲击波首先从泄漏点向外传播，爆炸冲击波波阵面呈半椭圆形，在 t=0.125 s 时，短轴长约 5 m，t=0.150 s 时，爆炸超压已覆盖主干道路。随后爆炸冲击波在传播过程中遇到障碍物阻挡，冲击波波阵面发生变化，建筑物靠近泄漏点一侧开始承受爆炸冲击荷载，在 t=0.449 s 时，冲击波的波阵面高度超过建筑高度，爆炸超压的作用范围随之增大。随着空间内可燃气体的继续燃烧，在 t=0.725 s时，泄漏点两侧建筑承受的超压荷载进一步增大，在这一阶段，建筑物承受的超压荷载将超过 1.5 kPa，此时，建筑物外观将受到一定程度的损坏，建筑物内的人员可能受到玻璃碎片的二次伤害。随着泄漏点周围可燃气体的不断消耗，中心处超压开始降低，在 t=0.775 s时，率先形成负压区并逐渐恢复至大气压。在 t=0.819 s之后，整个平面上的超压作用都有所减小，形成负压区并逐渐恢复至大气压。x/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（a）t=10 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（b）t=20 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（c）t=30 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（d）t=40 s图 4风速为 7 m/s时的天然气泄漏扩散云图Fig.4Cloud of natural gas leakage diffusion at the wind speed of 7 m/sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（a）t=10 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（b）t=20 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（c）t=30 sx/m50 60 70 80 90 10050454035302520151050z/m0.140.120.100.080.060.040.020.00（d）t=70 s图 5风速 12 m/s时的天然气泄漏扩散云图Fig.5Cloud of natural gas leakage diffusion at the wind speed of 12 m/s表 2不同风速下的天然气泄漏扩散与爆炸范围Table 2Diffusion and explosion ranges of natural gas leakage under different wind speeds风速/m/s13712扩散范围/m竖直方向30282218水平方向15172025爆炸范围/m竖直方向24222016水平方向54431341Fire Science and Technology,October 2023,Vol.42,No.10y/mz/m超压/kPa0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（a）t=0.125 s0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（b）t=0.150 sy/mz/m超压/kPa0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（c）t=0.449 s0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（d）t=0.700 sy/mz/my/mz/m超压/kPa超压/kPa0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（e）t=0.725 s0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（f）t=0.750 sy/mz/m超压/kPay/mz/m超压/kPa0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（g）t=0.775 s0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（h）t=0.819 sy/mz/m超压/kPay/mz/m超压/kPa0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（j）t=1.399 s0 6 12 18 24 30 36 42 4840363228242016128404.33.52.71.91.10.3-0.5-1.3（i）t=1.025 sy/mz/m超压/kPay/mz/m超压/kPa图 6风速 7 m/s时不同时刻下的爆炸超压分布Fig.6Explosion overpressure distribution at different times for the wind speed of 7 m/s4结 论1）风速对城市主干道路天然气管道泄漏扩散有明显的影响。随着风速的增大，天然气在水平方向上的扩散范围逐渐增大，而竖直方向逐渐减小。强横风条件下，处于危险爆炸范围的天然气云团较小，便于危险救援，但应充分考虑救援过程中风速和风向可能出现的变化，为安全考虑，在关闭阀门、疏散下风向人群的同时，应严格控制泄漏点周边 5 m、竖直方向距地面 24 m 范围内可能引发明火或潜在火源的行为。2）主干道路天然气管道泄漏遇明火发生爆炸后，爆炸超压不到 1 s时间内覆盖整个建筑物，超压荷载峰值主要集中在距地面 422 m 高度范围内，最大超压超过 1.5 kPa；从整体上看，作用在道路两侧建筑物上的超压荷载随距地面高度的增加而减小，建筑物底部易遭受爆炸超压破坏。参考文献：1 毛小虎,郝永梅,邢志祥,等.城市天然气管道动态泄漏扩散特性模拟分析J.油气储运,2014,33(4):374-379.2 程猛猛.城市天然气管道泄漏流场数值分析D.抚顺:辽宁石油化工大学,2014.3 杨奇睿,王岳,邵慧龙.高原城市中压天然气管道泄漏扩散的数值模拟J.北京石油化工学院学报,2015,23(3):35-39.4 张炜韬.城市楼群环境燃气泄漏扩散规律数值模拟研究D.北京:中国石油大学,2016.5 王岩,黄弘,黄丽达,等.土壤大气耦合的燃气泄漏扩散数值模拟J.清华大学学报(自然科学版),2017,57(3):274-280.6 刘爱华,陈柯,黄检,等.土壤-大气中燃气泄漏扩散规律研究J.中国安全科学学报,2018,28(3):31-37.7 徐景德,马吉.基于 Fluent城市天然气管道泄漏扩散研究J.华北科技学院学报,2018,15(2):56-61.8 张伯扬,马贵阳,王凯,等.基于 CFD 的埋地天然气管道泄漏扩散数值分析J.辽宁石油化工大学学报,2019,39(1):39-43.9 BU F X,LIU Y,LIU Y B,et al.Leakage diffusion characteristics and harmful boundary analysis of buried natural gas pipeline under multiple working conditionsJ.Journal of Natural Gas Science and Engineering,2021,94:104047.10 MISHRA K B,WEHRSTEDT K D.Underground gas pipeline explosion and fire:CFD based assessment of foreseeabilityJ.Journal of Natural Gas Science and Engineering,2015,24:526-542.11 石保同,张希斌,黄文锋.基于标准 k-模型的平衡大气边界层研究J.合肥工业大学学报(自然科学版),2019,42(8):1106-1113.Analysis of leakage diffusion and explosion of natural gas pipeline under urban main roadZhao Wei1,Zhang Hai2,Li Dan3,Wang Dai4(1.Tenth Design&Research Branch,North China Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300074,China;2.School of Civil Engineering,Joint Research Centre for Protective Infrastructure Technology and Environmental Green Bioprocess,Tianjin Chengjian University,Tianjin 300384,China;3.Fourth Design&Research Branch,North China Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,1342消防科学与技术2023年 10 月第 42 卷第 10 期Ltd.,Tianjin 300074,China;4.Tianjin Key Laboratory of Civil Structure Protection and Reinforcement,Tianjin 300384,China)Abstract:For the possible leakage and diffusion of existing natural gas pipelines under Tianjin urban main road and the risk of inducing explosion,combined with the climatic characteristics of the city,the leakage and diffusion characteristics of natural gas pipelines at the leakage point and the impact of explosion shock waves on nearby buildings were studied based on FLACS.The results show that the influence of wind speed on the leakage and diffusion of natural gas pipeline under the main road is obvious.The larger the wind speed is,the smaller the natural gas cloud in the explosion range is,which is more favorable for emergency rescue.However,the possible changes of wind speed and wind direction during the rescue process should be fully considered,when closing the natural gas valve and evacuating people in the downwind direction,the dangerous behavior within 5 m around the leakage point and 24 m from the ground height should be strictly controlled.The leakage and diffusion of natural gas pipeline under the main road has a great impact on the surrounding area.The horizontal diffusion distance of natural gas under the maximum wind speed of the city can reach 25 m.The area should be evacuated in time.The explosion overpressure of natural gas pipeline leakage under the main road decreases with the increase of the height above the ground.The maximum overpressure exceeds 1.5 kPa,the peak value of overpressure load is mainly concentrated within the range of 422 m above the ground so the antiexplosion protection should be considered.Key words:urban main road;natural gas pipeline;leakage diffusion;leakage explosion;gas explosion;FLACS作者简介：赵 伟(1987-)，男，陕西商洛人，中国市政工程华北设计研究总院有限公司第十设计研究院高级工程师,主要从事燃气、氢能等设计研发工作，天津市河西区气象台路 99号，300074。通信作者：张 海（1977-），男，河北宁晋人，天津城建大学土木工程学院教授。收稿日期：2023-03-01（责任编辑：董 里）（上接第 1338页）teristics of smoke backflow at the entrance of a traffic tunnel with a slowmoving road under different wind speeds are studied by numerical simulation.The results show that the intrusion rate of fire smoke increases with the increase of ambient wind when no smoke control measures are taken in the nonaccident holes,and increases with the increase of environmental wind.The smoke proof wind speed of the driveway to prevent the backflow of smoke increases with the increase of the ambient wind speed and changes linearly.The normal operating wind speed 0.5 m/s of the slow lane can prevent the back flow of smoke into the slow lane.It was found that when the opening rate of the natural smoke exhaust outlet of the closed sound barrier is set to 10%,the natural smoke extraction scheme with continuous opening and vertical wall is the best,and the penetration rate of fire smoke to nonaccident holes is the lowest.Key words:tunnel；slow lane;smoke backflow;cooperative smoke control;sound barrier作者简介：姜学鹏（1976-），男，山东平度人，武汉科技大学资源与环境工程学院教授，博士生导师，主要从事隧道及地下空间火灾动力学与防治研究，湖北省武汉市和平大道 973 号武汉科技大学（青山校区），430081。收稿日期：2023-05-10（责任编辑：董里）1343