在又长又宽的隧道（长大隧道）中，万一突发大火，车辆拥堵，消防车消防员无法及时赶到——这样的惊险场景不仅在灾难片中出现，更是现实世界中长大隧道安全运行的重大威胁。同济大学土木工程学院地下建筑与工程系主任闫治国教授团队，历经10余年持续攻关，成功研制出一套长大隧道火灾防控与安全低碳运维系统，犹如为隧道配上了一位智能“消防员”。这一成果获得2024年度上海市技术发明奖一等奖。
随着中国基建提速，长大隧道的数量已居世界首位，如，上海北横通道，它是全球最长的城市核心区地下道路。对长大隧道而言，火灾是威胁安全运行的最多发、最危险的灾害，在密闭空间中，高浓度有毒烟气和高温积聚往往会导致重大人员伤亡、严重结构破坏，并引发交通中断。长大隧道是交通网络的控制性节点，火灾也是制约其建造的关键卡点。随着我国交通强国等重大战略的实施，隧道工程规模越来越大、边界条件越来越复杂，亟需新技术突破以实现低碳、集约的火灾防控与安全运行。
为此，闫治国教授团队聚焦隧道系统（隧道结构+火灾场+人员应急处置），建立了具有自主知识产权和经工程验证的防灾—抗灾—控灾核心技术成果体系，形成“长大隧道火灾防控与安全低碳运维”技术成果。具体来说，该系统相当“聪明”和“敏感”，能第一时间发现着火点位置和烟气流动状况，自动开启防火措施，并测算火灾发展态势，将危险控制在最低程度。同时启动自动救援，通过智能计算设计最优路线实现动态疏散，指导人员快速有序撤离。此外，系统还创新了隧道结构，提升其自我抗火保护能力。
其技术亮点包括：火灾智能探测与预警技术、长大隧道高效通风与烟气控制技术、隧道结构自主抗火技术、应急疏散与智能救援技术、动态疏散救援系统等五大方面。团队研发了单通道-竖井组合通风排烟等技术，实现长大隧道内气流的合理分配和流动，有效降低污染物浓度并显著降低通风能耗；发明了防爆裂与隔热同步、耐火与承载协同以及自动热触发的隧道结构抗火新体系；创建了灾害场智能感知预警及动态调控方法，研发了火灾动态预警与疏散救援系统等。
该项目成果包括授权发明专利45件、软著10项，编制标准规范5部等，成果核心技术达到国际领先水平。项目成果已应用于上海北横通道、深中通道、冬奥工程延崇高速等重大工程，有效提升了长大隧道火灾防控能力，也为全球隧道安全提供了“中国方案”。
未来，团队将继续深化研究，助力我国交通强国战略，让长大隧道运行更安全、更低碳。
审稿专家：同济大学土木工程学院地下建筑与工程系主任、教授闫治国
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