为了解决人口快速增长所引发的城市交通以及地面资源问题,城市地下互通隧道正成为城市交通建设发展的新趋势,这是一种新兴的地下交通枢纽结构,具有良好的发展前景。相比于一般隧道工程,城市地下互通是一个由匝道隧道与主线隧道组成的复杂地下立交网络,具有线形复杂、立体交叉、分汇繁多等特点。在这样的隧道网络中,如何满足各个隧道分支的安全、舒适以及卫生标准,确保隧道火灾紧急情况下的烟气有效控制与排放成为了亟待解决的重难点问题。制定一种合理有效的互通隧道运营通风方案对于隧道的运营安全意义重大。基于此,本文结合地下互通隧道特点,综合采用资料调研、模型实验、理论分析以及数值模拟等研究方法,针对一种适用于互通隧道的匝道半横向主隧道纵向组合式通风方法,详细开展了设计与控制技术研究,取得了如下主要结论成果:1.采用室内模型实验对互通隧道内带过渡段的分岔结构局部阻力系数计算方法进行了研究,结果表明:分岔结构局部阻力系数与分流比、分岔角、过渡段结构长高比以及锯齿状分段数目有关。研究首先固定过渡段锯齿分段数目这一变量,对基于其余三个因素的局部阻力系数分布特性开展研究,最后以修正系数方式引入分段数目的影响特性,最终获得了互通隧道分岔结构局部阻力系数的计算方法。2.基于隧道通风理论,主要利用一元伯努利方程理论推导并结合数值模拟分析方法对互通隧道内匝道采用送风型半横向、主隧道采用纵向式的组合式通风方法进行研究,获得了该种组合式通风方案的理论计算方法。具体成果包括:送风井位于隧道中部且带分岔结构的复杂风道静压与隧道风压计算方法、基于网络通风理论的主隧道风机配置方法、半横向与主隧道通风系统的耦合设计方法。3.综合采用理论推导与数值模拟分析方法对匝道半横向通风系统中的送风孔与排烟阀等关键参数的设计方法进行了研究。首次确定了将多页对开式风阀应用于横向通风系统等量送风管道中的叶片开角设计方法,并给出了半横向通风系统的排烟阀间距与尺寸等关键参数的优化设计结果。4.通过数值模拟研究手段,对互通隧道内包括主隧道火灾、匝道火灾、分岔口火灾等不同火灾场景进行了模拟,结合匝道半横向主隧道纵向组合式通风方法,具有针对性地制定出了适用于各火灾场景的烟气综合控制方法。以上研究成果将不仅适用于本论文依托工程——厦门海沧疏港通道芦澳路地下互通隧道,对于其余城市地下互通隧道的通风系统设计同样具备重要参考价值。