公路隧道通風照明規范范文

導語：如何才能寫好一篇公路隧道通風照明規范，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】高速公路；隧道安全；評估

1 我國高速公路隧道安全研究

在2003年10月，國家交通出臺了《高速公路隧道養護技術規范》，明確規定了公路隧道檢查內容、常規措施。對于公路隧道管理，如何運用計算機技術管理路況信息與養護信心，是公路主管部門必須解決的問題。我國許多學者開展了高速公路的交通事故安全研究，尚處于一個探討階段。根據姚思國、和松等學者觀點，系統闡述了隧道交通事故的嚴重性。按照交通安全的路、人與車的議案因素，立通心理學、管理學、工程學等理論基礎，系統分析了隧道交通事故發生的原因。

首先，隧道設計。通常根據《公路工程技術標準》、《公路隧道設計規范》的內容，開展公路隧道設計，增加了公路隧道新內容與新技術，有效規范了公路隧道設計。對于公路隧道工程整體建設，通風運用效果、通風方案質量，對隧道運營效益、救災能力、工程造價具有直接影響。近些年來，我國積極探索隧道設計研究，積極吸收與借鑒國外先進成果，有效規范了我國隧道通風設計。對于通風方式，因從橫向至半橫向通風、從射流縱向通風至豎井縱向通風技術，有效改善了我國公路隧道的通風設計。

其次，隧道照明。1996年，我國經貿委開展綠色照明工程，利用科學照明設計，運用高穩定性、壽命長與高效率的照明產品，以滿足環保與舒適、高效與安全的照明要求。隧道節能的最佳方法是應用節能、高效的光源照明。目前，新型節能產品、節能技術在公路隧道照明中廣泛運用。在連續公路隧道與大型高速隧道中，中壓供電技術在供電方案中呈現顯著性節能優勢，隧道照明控制與照明線纜、照明燈具與供配電的分析研究中，LEO照明方式在隧道中仍占有競爭性。

第三，隧道火災?，F階段，對于隧道火災缺乏系統性研究。近些年來，公路隧道火災必須豎井火災通風、隧道火災規律、逃生措施開展深入研究。在隧道火災標準方面，雖然我國建設了大量隧道工程，然而缺乏隧道火災相關的整體性、系統性的標準與規范。

2 高速公路隧道安全評估指標體系建立

如上文所述，隧道安全主要包含照明設計、隧道設計與火災防范三個方面，隧道安全主要因為多種因素的互相作用、協調、影響所決定。所以，在隧道安全評價體系的建設過程中，需綜合考慮這些因素，遵循如下原則：

首先，科學性原則。建立指標體系，必須遵循科學性原則，動態、真實反映隧道安全的各安全指標、子系統與真實狀況。

其次，可行性原則。在隧道安全的綜合評價系統中，需確保指標內容的簡單、明了，增強理解性，可比性較強，提高評價指標獲取的便捷性。

第三，層次性原則。由于綜合評價系統呈現多樣性、復雜性特點，可劃分為多個較小子系統。

第四，完備性原則。建立指標體系時，要求具有較廣的覆蓋面，包含隧道安全各個影響因素，按照指標特點指標內容，可劃分為單項要素、專項、系統、復合、總體性等指標。

第五，獨立性原則。在評價過程中，通常一個指標受到多個因素的影響，各指標之間具有互相聯系，若存在較多的類似指標，必然會影響評價真實性與準確性。所以，選擇評價指標時，盡可能采用弱相關指標，防止采用高度相關指標。

第六，動態性原則。高速公路隧道在運行過程中，其運行狀況受到天氣、時間等因素影響，選擇指標時，需充分結合動態變化特點，對隧道安全影響因素進行動態化刻畫與描述。

構建評價指標體系，確保合理性、科學性，是正確評價的基礎，隧道安全評價不能單純依靠某一個指標，必須分析各因素的互相聯系，尋找各綜合指標，對隧道安全狀況進行真實、客觀反映，以便于查找相關問題，為改善隧道安全提供合理性、科學性依據。

3 高速公路隧道安全的改善措施

首先，短期改善措施。在公路隧道中，設置特殊安全信息提示，包含應急出口、側位停車帶、緊急帶年華等，為司機提供必要的信息提示。對于隧道照明，確保隧道壁有光亮，保證充足光線，在隧道車道邊沿位置，設置發光二極管。當隧道封閉時，利用相應方法告知司機。如設置交通變道標志、繞道行駛標志、可變信息標志等。對于緊急出口、逃生路線設置，必須具有明確標示。對于危險物品運輸，保持一定安全距離，選擇非高峰期時間輸送。對于隧道安全，需由獨立專家檢測。為有效消除邊墻效應，設置黃色反光與黃色反光標示在隧道的兩側墻體上，左側設置紅色反光標志，右側設置黃色標示。在標槍上配置線形誘導標示，尤其對于行車不利曲線、通視較差的區域。因為隧道環境較為單調，兩旁參照物較少，司機駕駛時容易錯誤判斷跟車距離，極易發生追尾事故。所以，對于隧道壁來給你測，必須設置明顯標語、圖案與標線。

其次，長期改善方法。對于隧道通訊設施，需給予改進。改善隧道交通廣播，在清晰可見區域安裝廣播揚聲器。在每隔一段間隔點，設置緊急電話。確保隧道無線電話貫穿整個隧道救援。改進視頻監控系統，縮短攝像機與攝像機的距離，采用自動顯示系統，配置自動火警系統，完善火災檢測系統。行人橫洞與外部逃生路徑需保持連接，設置營救路線、逃生路線，建設額外通道，添加空氣輸送管的逃生功能。完善消防措施，根據現實情況，對于消防人員與隧道養護人員，給予定期或不定期培訓。在隧道控制中心，需嚴格培訓管理，加強緊急服務、管理服務等內容培訓，不斷完善緊急救援方案。

4 結束語

綜上所述，高速公路隧道由于隧道設計、隧道照明、隧道火災等設計不合理，極易引起交通安全事故，在隧道設計時，需遵循科學性、可行性、層次性、完備性、獨立性、動態性等原則，通過短期改善措施與長期改善方法，加強隧道安全評估，提升高速公路隧道的安全性。

參考文獻：

[1]李海龍.高速公路隧道安全管理措施探討[J].中國電子商務,2012(18).

[2]蘇玉章.山區高速公路隧道安全暢通分析研究[J].文藝生活:中旬刊,2011(10).

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關鍵詞：高速公路隧道；照明系統；節能減排；系統控制；公路交通 文獻標識碼：A

中圖分類號：U453 文章編號：1009-2374（2016）02-0087-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.043

公路交通正隨著經濟發展與社會進步不斷擴大著自身規模，近幾年，憑借施工技術不斷進步與勘察設計理念日益成熟，我國公路隧道工程建設也邁向了一個新的臺階。據不完全統計，近十年以來，公路橋梁隧道渡口里程總長度已經達到512.2551萬米，已建成通車的隧道多達7384處，短隧道4544處、中隧道1357處、長隧道1218處、特長隧道265處（如圖1所示）。其中秦嶺終南山公路隧道長度達到18.02公里，被譽為“亞洲第一”。

圖1 近十年我國公路隧道渡口里程統計圖

通過上述數據可知，公路隧道現今已成為我國實現快捷、安全、高速運輸的重要設施，并作為實現環境交通友好型的核心措施，在我國現代化交通運輸發展與進步中起著不可撼動的作用。

1 國內外高速公路隧道照明系統發展現狀

1.1 國外發展現狀

早在20世紀50年代，國外就開展了公路隧道照明技術的研究，至今已有六十余年。諸多國家經過不斷的探索與創新，其高速公路隧道照明技術已經相當成熟。當時間發展至現代，國外發達國家隧道照明系統漸漸從高科技智能向可持續人性化方面發展。僅東歐各國，高速公路隧道已經普遍開始使用“二次配光”和“逆光照明”技術。在充分利用光源的同時，節約了電力能源與照明工具等資源。在照明工具選擇上，歐美等發達國家摒棄了高壓鈉燈，轉而使用光纖維隧道燈、電子感應無極燈等新型設備。

1.2 國內發展現狀

國內隧道照明系統發展起步較晚，雖然當前時代下，我國公路隧道發展勢頭十分迅猛，但依舊比不上國外成熟的技術與理念。差距不僅表現在技術與經驗上，基礎性的工程建設也存在一定的不足。我國于2000年1月頒布了《公路隧道通風照明設計規范》，詳細規定了隧道調光分級、光源分級、總均勻度以及燈具布置等。但是由于最近幾年電能資源浪費極為嚴重，有關部門已經開始廣泛關注隧道照明系統節能設計問題。我國在深入研究理論的同時，在高速公路隧道建設中也運用了相應的節能設計，例如廣東龍頭山隧道、河北司馬臺隧道、安徽前家山隧道等已先后將LED燈與無極調光技術應用于公路隧道照明中。

1.3 高速公路隧道照明發展趨勢

高速公路隧道照明質量影響著行車安全，多年以來，高速公路隧道建設者們一直將照明質量作為工程設計的核心內容與研究重點，卻忽視了能源浪費問題。因此，我國現階段高速公路隧道照明系統在保證行車安全的前提下，進行節能降耗設計是公路隧道照明系統發展的必然要求，人性化、經濟化、科學化是照明技術發展以及社會發展的必然趨勢。

2 高速公路隧道照明系統設計方案

2.1 高速公路隧道照明系統的特點

高速公路大體上是半封閉空間，空間內部由特殊管狀結構構成。這種設計容易造成隧道內外交通環境差別過大，導致車輛通過隧道時產生明暗交替，影響行車視覺。所以，以隧道通行安全性與運行環境舒適性為前提，高速公路隧道設計過程中需要綜合考慮影響照明質量的因素，例如閃爍現象、亮度均勻、視覺特效、路面亮度等。根據國際照明委員會規定，高速公路隧道在設計過程中需要考慮到駕駛員的暗適應、明適應能力。因此可以將隧道照明分為五個部分：接近段、入口段、過渡段、中間段、出口段。如圖2所示：

2.2 高速公路隧道照明系統節能設計要求

2.2.1 接近段設計。接近段作為接近隧道洞口的一段道路，主要起到對駕駛員視覺初步調解作用。接近段空間亮度接近洞外亮度，所以不需要設置照明。一般情況下，接近段路基兩側會種植大量樹木或設置百葉天棚、斷墻洞口等減光措施。該設計目的在于減弱“黑洞”效應，節省能源。

2.2.2 入口段設計。高速公路隧道洞口第一段路便是入口段，該路段光照設計目的在于消除“黑洞”效應對駕駛員的影響，避免交通事故的發生，并起到一定優化節能作用。根據《公路隧道通風照明設計規范》規定K值計算法計算亮度，即：

Lth=L20（S）?K

2.2.3 過渡段設計。車輛經過入口段后，隧道照明亮度便會漸漸降至中間段照明水平，這個過程中照明由亮變暗的區域被稱為過渡段。過渡段照明設計目的在于幫助駕駛員適應較低亮度，克服“適應滯后”效應。根據《公路隧道通風照明設計規范》規定，過渡段共有TR1、TR2、TR3三段，過渡段長度根據隧道設計最高時速，并依照CIE適應曲線函數進行計算，即：

Ltr=Lth*（1.9+t）-1.4

2.2.4 中間段設計。高速公路隧道最長的一段道路即為中間段，駕駛員經過之前三段道路后已經完全適應隧道內照明程度，所以中間段照明為基本照明?！豆匪淼劳L照明設計規范》規定高速公路隧道中間段最低亮度要求為2.5cd/m2。一般情況下，中間段照明亮度設計按表1設計取值即可。

2.2.5 出口段設計。出口段作為高速公路隧道最后一段道路，通過該路段適應時間較短，所以在出口段照明設計上應以消除“白洞”效應為主。根據《公路隧道通風照明設計規范》相關規定，出口段亮度應為中間段照明亮度5倍，長度取值60m。

3 高速公路隧道節能控制系統設計

3.1 主程序設計

高速公路隧道節能控制系統設計核心在于為車輛提供按需照明，并以此為基礎，實現高速公路隧道照明系統節能控制。具體流程為：開啟主程序并進行開機自檢，排除組件故障，在系統運行正常情況下開始系統初始化；當系統存在異常時，先對系統進行故障修理，并退出主程序。節能控制系統完成自檢與初始化過程后，即可開始正常運行，主程序將通過脈沖信號預估車輛行駛速度，并運用數據云對車輛位置進行模擬，保證系統誤差控制在1%以內，以誤差修正后的車輛位置作為啟動區域，開始照明調節，具體流程如圖3所示：

3.2 車輛位置云模擬系統計算

云模擬系統是控制高速公路隧道照明系統節能程序的核心部分，程序系統將采集到的車輛位置信息傳至DSP，在車輛位置預估程序完成數據處理后，交由TMS320F/28035發送至繼電器輸入端，從而完成照明控制。高速公路隧道照明節能控制系統車輛位置估計程序具體流程如圖4所示。

3.3 高速公路隧道照明控制程序設計

本系統將繼電器控作為控制核心，通過系統前端所采集到的車輛經過DSP處理后位置數據，發出對應動作控制照明燈具。當接收到的控制信號輸出為低電平時，繼電器將斷開，反之，繼電器則吸合。

4 結語

隨著我國經濟的快速發展，高速公路隧道數量日益增多，現代隧道照明系統大多存在能源浪費、無效照明等缺點，因為這些原因所以引發的隧道運營開支浪費情況有增無減。本文針對高速隧道照明系統資源浪費情況做出了針對性的分析并制定了相應策略，為降低隧道運營成本、提高照明系統工作效率提供了有力保障。在滿足高速公路隧道基本照明需求的同時，保證了隧道依據車輛行駛實際情況提供必要照明，從而達到了節能減耗、提高效益的目的。

參考文獻

[1] 曹偉星.高速公路隧道照明智能控制系統的研究[J].建材與裝飾，2015，（29）.

[2] 張韜.基于視覺特性的高速公路隧道照明光源亮度與能耗分析[D].重慶交通大學，2014.

[3] 于甜甜.高速公路隧道照明系統節能控制研究[D].西安建筑科技大學，2013.

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關鍵詞：高壓鈉燈；LED燈；隧道照明；節能環保；高速公路 文獻標識碼：A

中圖分類號：U457 文章編號：1009-2374（2017）10-0129-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.064

1 概述

蘭州至郎木寺高速公路（S2）臨夏至合作段（簡稱“臨合高速”）是地方高速省會放射線蘭州至郎木寺（甘川界）高速公路的組成路段，全長98.975公里。全線共設置19座隧道，隧道總長度超過11公里。隧道照明設計內容包括隧道主線照明、隧道引道照明、人行橫洞照明、車行橫洞照明、緊急停車帶照明等。本項目2013年10月份設計圖紙評審完成，2014年12月底竣工通車。

2 隧道照明方案

2.1 高壓鈉燈與LED燈混合方案

按照《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1-1999）的要求設計，隧道照明分入口段、過渡1段、過渡2段，中間段和出口段。

隧道入口段和過渡段加強照明采用400W、250W和150W高壓鈉燈，兩側對稱布設；出口段加強照明采用100W高壓鈉燈，兩側對稱布設；基本照明采用50WLED等，兩側交錯布設，增加隧道的照明均勻度。

2.2 LED燈方案

按照《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1-1999）的要求，考慮當時《公路隧道照明設計細則》很快就要頒布，因此，本項目參考《公路隧道照明設計細則》（總校稿）進行隧道照明設計，隧道照明分入口1段、入口2段、過渡1段、過渡2段、中間段、出口1段和出口2段。有效降低入口段和加強照明段亮度，更加節能。

入口段和過渡段加強照明燈具采用150W、130W、110W及100W的LED燈，并采用黃色光源，出口段加強照明采用50W的LED燈，均兩側對稱布設，并采用黃色光源，黃色光源LED燈，可保證隧道洞口的指示性，同時較白色光源穿透性強，在霧天及雨雪天氣能同高壓鈉燈有同樣效果；基本照明采用50WLED燈，兩側交錯布設，可有效增加隧道的照明均勻度。

從圖1可以看出，采用LED燈照明比高壓鈉燈+LED燈混合照明安裝功率減少42.3%。

3 隧道照明方案比較

3.1 技術比選

高壓鈉燈主要由燈絲、熱繼電器、放電管、玻璃外殼等組成。

高壓鈉燈優點：（1）發光效率高（100～130lm/w）；（2）穿透性強、不誘蟲；（3）單燈功率大，可達到kW等級；（4）光源及燈具技術成熟，生產成本低。

高壓鈉燈不足之處：（1）色溫低，發光顏色為金黃色，顯像指數低（20～25）；（2）壽命較低，光源壽命為20000h，在電壓不穩波動較大時光源壽命將會極大縮短，燈具折舊費用和維護費用較高；（3）功耗大、電源效率低，采用傳統高壓鈉燈作為隧道照明時，照明系統的運營費用往往不堪重負，同時高功耗導致線路敷設成本高；（4）燈具利用系數低（0.35～0.5）；（5）不能頻繁啟動，啟動時需要一定啟動時間；（6）配光性差；（7）燈具含汞等有毒元素。

LED燈主要由燈具外殼、控制電路、源適配器及光源組成。

LED燈屬于半導體器件，是一種固態光源，通過半導體材料中不同載流子之間的交換發光。

LED燈具有如下優點：（1）顯像指數高（75～90）；（2）可頻繁啟動，瞬時啟動，無延時；（3）LED光源理論壽命50000h，壽命是高壓鈉燈2.5倍；（4）比高壓鈉燈節電40%以上，線路敷設成本低；（5）無頻閃、寬啟動（在85～260V范圍內均可啟動）；（6）不含汞、鉛等有毒物質，比較環保；（7）采用模塊化設計或者整體設計，維護比較方便；（8）防止燈具的橢圓疊加，無光斑產生；（9）燈具利用系數高（0.7～0.85）；（10）調光范圍寬（1%～100%無極調節）；（11）配光性高，光源指向性好；（12）作為一種新型的綠色照明光源，切合節能環保要求，受到國家大力推薦提倡，前景不可估量。

LED燈目前具有如下不足之處：（1）光電效率（90～120lm/w）較高壓鈉燈低；（2）燈具成本較高壓鈉燈高；（3）LED光源屬于半導體器件，溫度的升高對LED光源壽命產生很大影響，散熱問題制約著LED燈功率不能制作很大，故不建議采用大功率LED燈作為隧道照明；（4）穿透性較差，高速公路入口段和出口段需要考慮隧道照明的穿透性能，良好的照明穿透性能將能在一定程度上保證行車安全及防災疏散效率（本項目加強段采用黃光源LED燈，可有效避免入口段穿透性差的問題）；（5）使用在高速公路隧道中仍然需要國家標準規范等層面上的支持。

3.2 經濟性比選

3.2.1 燈具投資估算對比。

由圖2可知，“全LED燈方案”比“高壓鈉燈+LED燈”混合方案在燈具方面投資增加投資1506萬元。

3.2.2 預算對比。預算對比內容包括隧道供電系統、隧道照明系統和隧道電力監控系統等。

由圖3可知“全LED燈方案”比“高壓鈉燈+LED燈”混合方案增加投資1095萬元。

3.2.3 運營費用對比。

由圖4可知，“全LED燈”方案比“高壓鈉燈+LED燈”方案年節省電費為233.3萬元。

3.2.4 周期成本對比。

由上表可知，LED燈壽命為6年，而高壓鈉燈壽命為2年，在6年時間高壓鈉燈需更換2批，高壓鈉燈總造價為1112萬（不含人工及安裝費用）。

3.3 結論

“全LED燈方案”比“高壓鈉燈+LED燈”混合方案在燈具方面增加投資1506萬元，總預算增加投資1095萬元，年減少運營費支出233.3萬元，6年運營費用減少共計1400萬元，周期成本可減少燈具總造價為1112萬，總計6年總共可節約費用1417萬元。

從以上可看出，雖然從工程造價方面LED燈較高壓鈉燈一期投資較大，但從長遠考慮，LED燈較高壓鈉燈無論在運營費用及周期維護成本，還是在長遠總的費用方面都能節約投資。綜合考慮以上因素，臨合高速最終采用全LED燈的方案。

4 結語

高壓鈉燈在隧道照明中有著成熟的應用，LED燈出現后，高速公路領域出現了“高壓鈉燈+LED燈”的過渡方案，這種方案結合了高壓鈉燈和LED的優點。隨著LED燈技術的成熟和建設成本的降低，尤其是低色溫LED燈的成熟，LED燈作為一種新興的綠色節能光源全面取代傳統高壓鈉燈只是時間問題。

參考文獻

[1] 公路隧道通風照明設計規范（JTJ026.1-1999）[S].2000.

[2] 公路隧道照明設計規范（JTGD70-2004）[S].

[3] 公路隧道設計規范（DB35/T 1307-2012）[S].

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關鍵詞：隧道照明；燈具；調光

中圖分類號： U45文獻標識碼：A 文章編號：

隧道照明與一般的道路照明不同，隧道白天也需要照明，而且白天的照明與洞口外亮度緊密相關，所以更復雜，照明效果的好壞與燈具、照明控制緊密相關。隧道照明應根據隧道的使用特點進行照明設計。本文以四川某高速公路隧道為例簡要介紹隧道照明設計

1）隧道照明標準確定方案

本隧道設計車速按照80km/h，洞口凈空高度7米，單向交通量近期（2020年）為511輛/小時，遠期（2034年）為1327輛/小時

由于隧道尚未建設，根據四川地區高速公路隧道設計經驗洞外亮度L20初步按照3000cd/m2考慮，隧道主體工程完成后，通過實測洞口環境亮度，優化照明亮度布置。

根據《公路隧道通風照明設計規范》JTJ026.1-1999，隧道照明設入口段加強照明、過渡段加強照明、出口段加強照明、基本照明、應急照明和洞外引路照明。

2）照明燈具選擇

光源選擇

隧道照明可采用高壓鈉燈光源、LED光源進行比較。

根據以上比較：高壓鈉燈具有價格低、穿透煙霧性能好的特點可在高速隧道多汽車尾氣煙霧環境提高照明的誘導性和照明效果，有利于交通運行。但高壓鈉燈啟動性能不好，顯色性差，不利于事物的辨認和應急啟動。LED燈具有啟動性能好，顯色性好的特點但穿霧能力差，價格較高，LED由于芯片的品質和封住散熱問題，穩定性能一般。因此，綜合考慮照明性能、使用功能和投資運行成本，本工程隧道使用混光照明，以高壓鈉燈為主，LED為輔。即加強照明、基本照明采用高壓鈉燈，應急照明、橫通道照明采用LED燈，應急停車帶照明采用高壓鈉燈和led燈混合安裝。應急照明通過EPS供電，正常狀態開啟，提高隧道高壓鈉燈照明的顯色性和舒適性，正常照明故障時，LED燈瞬時再啟動確保交通安全。應急停車帶人員操作作業可能，采用兩種光源混光照明提高作業面照度和分辨率。

3）燈具布置方案

4）隧道照明調光和控制

隧道照明調光

本工程根據洞外亮度和交通量變化采用分級調整入口段、過渡段、出口段的照明亮度及中間段的亮度。根據《公路隧道通風照明設計規范》JTJ026.1-1999白天亮度調整表：

隧道加強照明分為4級控制，根據不同的環境亮度開閉隧道燈，基本照明分類兩級根據交通量預測近期交通量較小夜晚采用減光控制。

隧道照明控制

隧道內的照明控制是根據隧道照明設計中所確定的照明區段、不同時段不同氣候條件下的照明要求，控制各個照明回路的開關，從而達到既滿足隧道的照明亮度要求，又節省能源的目的，其控制方式大致分為手動控制、分時段時序控制方式和根據洞內外的亮度值自動控制照明回路的全自動控制方式三種。

A.手動控制方式由人工根據不同的時段及天氣情況而開關不同的照明配電回路；

B.分段時序控制方式是根據一天中不同的時段而開啟(閉合)相應的照明回路；

C.隧道照明的自動控制方式則是利用光強檢測器分別采集隧道內外的亮度參數，經過對比處理后，由計算機系統自動控制各個照明回路的開關，使洞內的照明亮度與外界自然光的亮度相適應。

③橫通道照明控制

車行橫通道照明設照明控制箱，車行通道卷簾門兩側設手動開閉門開關，照明燈具可手動開啟、隧道控制器遠程開啟和與隧道門聯動開啟工作方式。人行通道照明開關設于人行通道門外側，開關具有手動開啟和紅外感應開啟功能。

④隧道照明配電

隧道照明按照晴天、云天、陰天、重陰天、夜間和深夜等不同的控制要求設置不同的供電線路，隧道加強照明和隧道基本照明均采用鏈串式配電接線方式。隧道照明電纜敷設在隧道兩側上部的電纜橋架內，除應急照明供電線纜外，其余照明回路供電線纜均采用阻燃交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電纜。隧道應急照明由EPS電源供電，電纜采用耐火交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套銅芯電纜。隧道洞口外設有引路路燈照明。路燈供電電纜采用鎧裝電纜直埋敷設，過路穿鋼管保護。

5）照明預留預埋

a.隧道照明用配電箱洞室

配電箱上、下部側墻內分別預埋金屬軟管，電纜溝內的供電電纜從金屬軟管向上進入配電箱進行供電，配電后配電電纜從金屬軟管上橋架，對設備供電，同時一部分電纜通過隧道頂部預埋金屬軟管進入另一側向本側照明設備供電。

b.隧道橫洞照明預埋工程

由于橫洞照明電纜引自隧道應急照明配電回路,所以設置金屬軟管過拱頂金屬軟管，引至應急照明側，為方便電纜穿線，設接線盒；

引入橫洞的電纜在橫洞拱頂內預埋金屬軟管并預留接線盒，方便橫洞燈具接線；

橫洞洞口側壁預埋金屬軟管，連接電纜溝和橫洞，方便連接照明控制線。

c.在洞內變電站洞室附近的左側強電溝與右側弱電溝互聯，以及貫穿橫洞的金屬軟管。

6）小結

隧道照明是運營成本的重要組成部分。在隧道照明中，隧道出入口的照明更是隧道基本照明的幾十倍，能耗和運營成本相當大。隧道照明的亮度應根據洞外亮度進行調節，這樣在節約資源的同時對照明效果也不會有明顯的影響。目前，隧道照明應用處于傳統光源和LED分享照明市場的狀態，隨著LED技術的不斷發展，光效逐漸提升，價格也在明顯下降，LED隧道照明的技術、經濟、社會和環保效益將與日俱增。

隧道照明安裝時由于隧道內的電纜較多與其他供電系統的交叉如風機供電、隧道內監控設施等電纜，應統籌考慮，總體安排合理，避免出現現場施工混凝土要澆筑，而預埋的管線和設備尚未定位的情況，各個專業之間需聯系緊密，避免重復工作。

參考文獻：

中華人民共和國交通部.《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1-1999）

《照明設計手冊》（第二版），姚佳偉主編，中國電力出版社，2006.12.

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關鍵詞：高速公路隧道；照明；節能設計

中圖分類號：U453.7 文獻標識碼：A 文章編號：1000－8136（2012）14－0063－02

1 概述

近年來，我國的公路建設規模不斷擴大，全國各地的高速公路建設項目日益增多，其中，隧道耗電占高速公路運營中的很大一部分，在實際營運中電能的浪費十分嚴重，營運過程中為了節約電能產生了照明與行車安全和隧道監控之間的矛盾等問題。在高速公路建設中采用隧道節能照明技術可以節約電能，降低運營成本，提高高速公路的經濟效益和社會效益。

2 隧道照明設計規范

根據國家《公路隧道通風照明設計規范》標準，對于長度超過100 m的隧道應設計照明，照明設計的基本要求如下：

隧道分成入口段、過渡段、中間段、出口段等部分，根據規范，各個段有其規定的最低亮度要求。

入口段亮度可按下式計算：

Lth＝K×L20（S）

式中，Lth：入口段亮度，cd/m2；

K：入口段亮度折減系數，可根據規范查表取值；

L20（S）：洞外亮度，cd/m2；

過渡段由TR1、TR2、TR3 3個照明段組成，其中：

Ltr1＝0.3Lth、Ltr2＝0.1Lth、Ltr3＝0.035Lth

中間段的照明也根據規范查表取值，中間段照明只和車速、車流量有關，而和洞外亮度無關。

3 設計方案

長沙至重慶公路通道湖南境內常德至吉首分為兩段：一段為常德至懷化段，簡稱常德懷化段；另一段為威爾懷化至吉首段，簡稱吉首段。

湖南省常德至吉首高速公路常德、懷化段隧道照明系統共包括郭家溪隧道、梅子譚隧道、鄧家灣隧道、地穆庵隧道、殿會坪隧道、牛兒埡隧道、清水沖隧道、土江沖隧道、朱良溪隧道、青龍尖隧道、青山崗隧道、豆子坪隧道、櫻桃灣隧道等共計13個隧道的照明。隧道凈寬9.75 m，設計行車速度為80 km/h，凈高5.0 m。

隧道照明節能的應用是在確保安全的前提下，實現隧道照明的有效節能。隧道照明取值與車速、車流量、洞外光照有密切的關系。

3.1 調整照明系統參數

為滿足遠期（至2020年）交通流量的需求，根據隧道內水泥路面改瀝青路面的實際變化和當前節能降耗的社會需要，并滿足隧道內照度指標，而合理調整照明參數。

3.1.1 洞外照度

原設計取值4 000 cd/m2，根據目前隧道路面和洞口的實際變化和現場實際測量平均值，調整后取值3 000 cd/m2。

3.1.2 入口亮度折減系數

根據《公路隧道通風照明設計規范JTJ 026.1－1999》的要求和入口亮度折減系數表，當交通流量為1 305輛/h，且行車速度為80 km/h；按照內插法進行計算，入口段亮度折減系數計算如下：

（1 305－700）×（0.035－0.025）/（2 400－700）＋0.025＝0.029

原設計文件取值0.035，調整后取值0.029。

3.1.3 入口段設計亮度

根據《規范》要求，調整后入口段亮度為：

Lth＝3 000×0.029＝87，取值為87 cd/m2。

原設計文件取值140 cd/m2，調整后取值87 cd/m2。

3.1.4 過渡段I設計亮度

根據《規范》要求，入口段亮度取值方式為：

Ltr1＝0.3Lth＝0.3×87＝26，取值為26 cd/m2。

原設計文件取值42 cd/m2，調整后取值26 cd/m2。

3.1.5 過渡段II設計亮度

過渡段II的亮度為Ltr2＝0.1Lth＝0.1×87＝8.7；取值為8.7 cd/m2。

原招標文件取值14 cd/m2，現調整后取值8.7 cd/m2。

3.1.6 基本段亮度折減系數

過渡段III的亮度為Ltr3＝0.035Lth＝0.035×87＝3.045；取值為3 cd/m2。

原招標文件取值4.5 cd/m2，現調整后取值3 cd/m2。

3.1.7 出口段設計亮度

根據《規范》要求，出口段亮度取值方式為：

出口段亮度為：2.9×5＝14.5 cd/m2，取值為14.5 cd/m2。

原設計文件取值22.5 cd/m2，調整后取值14.5 cd/m2。

3.1.8 亮度取值

根據以上計算，在原設計的基礎上對亮度指標進行了如下調整，調整指標如下：

入口亮度折減系數：原設計文件取值0.035，調整后取值0.029。

入口段設計亮度：原設計文件取值140 cd/m2，調整后取值87 cd/m2。

過渡段I設計亮度：原設計文件取值42 cd/m2，調整后取值26 cd/m2。

過渡段II設計亮度：原設計文件取值14 cd/m2，調整后取值8.7 cd/m2。

基本段設計亮度：原設計文件取值4.5 cd/m2，調整后取值2.9 cd/m2。

出口段設計亮度：原設計文件取值22.5 cd/m2，調整后取值14.5 cd/m2。

3.2 應用節能設備

常吉高速公路短隧道數量多，燈具照明占很大比例，用電負荷較大，在建設期間考慮照明節能控制方案，才能保證隧道后期運營的經濟性和社會效益。

3.2.1 節能控制裝置

由于燈具及設備用電負荷大，燈具用電量占主要，為了有效降低能耗，達到節能目標，圍繞節能降耗的原則，提出了增加照明節能裝置。

篇6

關鍵詞：高速公路；特長隧道；機電系統；維護管理；

近年來，我國高速公路隧道機電系統安全事故頻頻發生，使高速公路管理部門不得不對隧道機電系統的維護管理工作引起足夠的重視。做好高速公路特長隧道機電維護管理工作，不僅能夠延長機電系統的使用壽命，同時還能夠保證隧道交通的安全暢通。

一、高速公路特長隧道的機電系統基本概述

高速公路特長隧道內部的機電系統是保障隧道安全與穩定運行的關鍵因素，該系統中包含了通風系統、監控系統、供配電系統、照明系統、緊急電話系統、消防檢測系統以及廣播系統等等，這些系統各有其功能性及作用，為使相關研究者對高速公路特長隧道的機電系統有一個清晰了解，筆者采用圖表的方式對隧道機電系統進行了明確闡述：

機電系統名稱 通風與照明控制系統 監控系統 供配電系統 緊急電話與廣播系統 消防檢測系統

應用與劃分 為道路使用者提供規范行車環境 閉路電視監視系統用于隧道交通狀態監視；交通控制和誘導系統屬于外場控制設施 可劃分為照明、通風、隧道監控、火災報警以及緊急電話等用電系統 緊急電話系統主要是在交通異常以及火災情況下應用；廣播系統則是在交通異常及火災過程中應用 利用系統內部火災探測器可對物質燃燒時產生的化學及物理變化進行準確檢測

功能 交通阻塞情況下見便于疏散，縮短疏散時間 前者用于確認隧道中是否存在事故、阻塞以及火災等異常及情況；后者用于排除隧道交通阻塞 其主要功能是在隧道正常運行或者應急情況下文為隧道提供電源保障 緊急電話系統可為工作人員提供語音通信服務；廣播系統則可實現對交通或者火災現場的組織管理 可以早期發生隧道交通運行過程中的災情，對降低火災損失，保障人們生命及財產安全

二、高速公路特長隧道機電系統現狀分析

我國高速公路特長隧道機電系統還存在一定的不完善之處，機電系統的不完善主要是兩方面因素造成的，首先是受設計水平的制約，近年來我國高速公路隧道機電系統設計水平雖然在不斷提升，但仍存在多方面不足，在機電系統設計中設計人員并未對隧道機電系統進行深入探究，缺乏創新想法，導致高速公路隧道機電系統設計缺乏技術性與創新性，無法滿足我國高速公路發展的多種要求。其次是高速公路隧道機電研究問題，我國雖然針對隧道機電系統設計制定了一部分隧道規范與標準，為隧道機電系統設計提供了一定依據，但從目前運營單位實際反映來看，我國隧道規范與標準還有待進一步完善。此外我國在隧道機電系統設計過程中，隧道機電系統中所需要的多種硬軟件設備基本上是依靠進口，例如火災報警器、光端機、CO/VI、UPS、綜合數字繼電器等等，這些進口設備造價較高，并且若國內沒有這些設備的維修點，再寄回國外進行維修，會產生大量的維修費用且維修時間較長，不具有經濟性。

三、高速公路特長隧道機電維護管理策略研究

1.隧道機電系統維護的全過程管理

隧道機電系統包含了諸多子系統，并且每個系統的功能性也有所區分，要想達到隧道機電系統維護效果，就要對隧道機電系統進行全過程維護管理，在維護管理中需要對機電系統進行先天階段與后天階段管理，所謂的先天階段是指隧道機電系統的設計階段，做好隧道機電系統設計是做好隧道機電系統維護工作的基礎條件。后天階段管理則是指隧道機電系統應用過程中的維護管理，在使用中需要對機電系統進行定期檢修維護，若在檢修維護中發現機電系統故障，應及時采取相應的解決措施，最大限度的降低機電系統故障對高速公路特長隧道機電運行的危害。

2.隧道機電系統內部的設備維護管理

在隧道機電系統建設時要保證機電系統中具有關鍵數據，其內部設備需要具備自我保護功能。當系統內部設備在運行過程中發生故障時應及時采取切實可行的措施，以此來保證隧道機電系統的連續性運行，以免系統運行中斷影響高速公路隧道交通安全，因此要對隧道機電系統內部設備進行重點維護管理，它在一定程度上能夠決定機電隧道機電系統運行質量。基于機電系統內部設備在隧道機電系統中的重要性，相關維護管理人員應全面保障內部設備的穩定與可靠運行，為了從根本上保證機電系統的不間斷電源供應，應派遣專業人員對機電系統內部設備進行定期檢修維護，對于已經出現老化跡象的設備應及時更換。隧道機電系統設備包括消防、監控、通風、救援、配電以及照明等設施，維護管理人員需對每個設備進行精細化管理，并針對機電設備制定巡檢細則，充分發揮機電系統設備維護管理的作用。

3.對隧道機電系統維護人員的科學管理

機電系統維護管理人員是決定隧道機電系統維護管理水平的關鍵，其是機電系統維護管理工作的直接實施者與管理者，對隧道機電系統維護人員進行科學管理，全面提高機電系統維護管理人員的技術水平、管理水平與責任心，才能達到良好的機電系統維護管理效果。那么要實現對維護管理人員的科學管理，首先應對維護管理人員進行技術培訓，定期派遣維護管理人員對各個機電系統設備生產廠進行相關課程培訓，不斷提升維護管理人員的技術水平。其次要適當鼓勵維護管理人員，充分調動維護管理人員的工作積極性，對于在維護管理工作表現較為優秀者，可以給予一定的物質與精神獎勵。

四、總結

隧道機電系統是支撐高速工程特長隧道安全與穩定運行的重要因素，對隧道機電系統以及內部設備進行維護管理，可以提高高速工程特長隧道機電系統運行的安全性能，是降低或者避免機電運行安全事故發生的必要舉措，對維護高速公路隧道整體的良好運行重大意義。

參考文獻：

[1]陳建霖.淺談高速公路隧道機電系統的現狀及維護管理[J].科技創新與應用，2013，9（20）：192-193

[2]溫春新.淺談高速公路隧道機電系統的現狀及維護管理[J].百科論壇，2012，4（15）：377-378

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關鍵詞LED 照明 公路隧道 節能 調光

中圖分類號： U459.2 文獻標識碼： A 文章編號：

1 前言

交通運輸行業是國家確定的節能減排的重點行業之一，國務院明確要求加快建設以低碳排放為特征的交通運輸體系，發展資源節約型、環境友好型交通行業。作為交通領域節能減排重點，隧道節能備受社會關注。

以湖南省某3km長高速公路隧道為例，其照明總功率接近300kw，按照每天有一半左右的燈工作，電費按0.6元/度計算（實際電價還在不斷升高），每年的電費大約是80萬元，每天平均是2160元，如果將3km的隧道折算成多座中短隧道，例如換成10座300m的隧道，由于這些隧道主要都是加強照明，其照明總功率接近1400kw，按照每天有一半左右的燈工作，電費按0.6元/度計算，每年的電費大約是307萬元，每天平均是8400元，電費的支出將更是驚人。

隧道照明成了困擾公路運營單位的沉重經濟負擔。而為節約隧道照明費用，減少電費支出，國內部分隧道，特別是剛建成通車且車流量不大的高速公路隧道，出現了運營管理部門關閉部分隧道燈，或關閉一側燈光，甚至全部關閉的極端現象，嚴重影響安全行車。如何解決安全行車與節約能源之間的矛盾，達到“安全行車與高效節能的完美結合”，是擺在當前隧道管理者、建設者、運營者面前一項急需解決的重大任務。

2 隧道照明光源

隧道照明中一般選用的光源主要有熒光燈、高壓鈉燈、低壓鈉燈和高壓汞燈以及新興的LED燈等。隧道常用光源性能對比如下表所示

從表格數據得出LED燈具有顯色性好，色溫高，壽命長，電源效率高，光效出眾的優勢，可見LED燈具作為隧道燈具具備先天的優勢。

3 隧道照明節能控制方式

3.1 隧道照明節能控制一般原理

隧道照明最根本的要求是:滿足司機視覺要求，滿足人眼適應曲線。

隧道照明節能控制原理，即是在一定隧道條件下，不同運營工況及外部環境條件下最優計算隧道照明需求并實時精確控制照明輸出的方法。這主要包含了兩個方面的內容：一是，照明需求的最優化計算；二是，實時精確的照明控制輸出。

“照明需求的最優化計算”實際是要滿足規范的要求，是對現有規范的執行。設計中以交通量、車速參數為基礎，設計參數一般考慮了遠期的照明需求，目前也有采用分期實施的做法。

“實時精確的照明控制輸出”實際是理論與實際的有效結合，實現一種結構簡單、可靠性高、性價比高、控制精度高照明系統。

實時精確的照明控制輸出對于節能的一般原理，如下圖示(x 軸時間T，y 軸亮度需求L)。傳統的分級控制方式（曲線C1）照明亮度等級少，控制響應及調整頻率低，造成能源浪費。動態調光方式整個照明控制輸出接滑曲線，可以快速響應跟蹤照明需求曲線，可以得到最優的控制效果并能夠達到節能的目的。

Q 照明計算需求曲線，C1 傳統分級照明供給控制曲線，C2 節能照明控制供給控制曲線

3.2 隧道照明節能控制方法

1) 傳統的回路分級節能控制

在隧道設計時，采用規范中的算法表計算所需的調光回路；屬于靜態控制，即只能按固定模式進行控制，主要根據人工或者傳感器反饋的固定闕值來進行判斷。

具體做法分為兩個部分，一部分是對于隧道口部照明的控制，根據室外亮度檢測裝置，對隧道口部加強照明燈具經行部分關閉，來降低隧道口部的亮度。

另一部分就是隧道基本照明燈具根據隧道的運營時段需要（白天、夜間、午夜）對基本照明燈具進行批量的關閉，以實現對亮度的控制。

2）智能化的亮度精確節能控制

在隧道設計時，按最高標準進行計算；屬于動態控制，即能根據隧道的實時狀態進行相應的精確亮度控制輸出，控制范圍從10%-100%，涵蓋了任何參數的影響范圍（各類參數的細小變化都能直接反應到控制結果上），并且能與其它機電系統進行聯動控制（如消防系統聯動應急照明）。

亮度節能控制方法現在主要有兩種控制模式：

分級調光LED控制系統

無級調光LED控制系統

在亮度控制方法上建議采取無級調光方式，相比分級調光，無級調光在精確度上更高，更能滿足環境參數變化范圍大的隧道，節能優勢更顯著，控制方式更合理。

3.3．回路控制方式與智能化控制方式的對比

傳統的回路控制方式之所以沒有智能化的亮度控制方式節能、安全、高效，是因為：

a．洞外亮度指標固化，對適應季節、時間段變化方面不夠靈活。

隧道加強照明標準值是根據隧道洞外亮度乘以一個系數得來的。以80km/h的雙車道單向交通為例，若設計交通量大于等于2400輛/h時，其入口段的亮度折減系數為0.035。下圖為不同的洞外亮度情況下加強照明能耗相對百分比，以4000 cd/為100%。從圖中可以看出，洞外亮度對隧道能耗影響相當大。這也給節能帶來了相當大的空間。雖然在設計隧道照明時，我們要求按照夏天中午時的最大洞外亮度進行計算，并考慮到足夠的冗余，以確保運營期間的每一天且燈具的亮度衰減到額定值的下限時，洞內照明強度依舊能夠滿足規范要求。但在實際運營期間，洞外亮度會隨著天氣、季節和時辰的不同而每時每刻都在變化，而且肯定不是一個固定數值，相關參數、要求也對應的在變換。

從上圖我們也可以看出晴天分級調光系統與LED無級調光系統的調光功率、能耗對比。圖中曲線上部的面積即為浪費的電能，它是實際需求能耗的三倍以上。即使是應用傳統四級調光系統的LED燈，其晴天的能耗也是實際需求的2倍。

夜晚加強段的過度照明

對于東西走向的隧道而言，若入口位于隧道的東側，則上午陽光照射到東面，使洞口亮度較高。午后東面山體轉為陰暗面，洞外亮度急劇下降，這使得入口段加強照明的強度較上午又大幅減小。采用亮度智能無級控制后，洞內照明就會順應下圖的這種變化，其LED功耗夏至晴天照明能耗僅為鈉燈的18%，冬至時僅為12%，節能高達80%以上。

b．設計維護系數和冗余所產生的電能浪費

通常在設計燈具功率時，必須考慮一定的維護系數，以確保運營過程中當光源亮度衰減和燈具受到污染而使亮度下降30%以上時，其照明強度依舊能夠滿足規范要求。在《公路隧道通風照明設計規范》中，維護系數取0.7。如某一隧道基本照明選用100W的燈具亮度剛好滿足規范要求，則在實際設計時必須選用功率大于143W的燈具。即使這樣，也還是會有風險，因為倘若光源光效稍微差一點，就有可能造成運營一段時間后亮度低于規范要求。因此為了確保隧道照明始終能夠滿足規范要求，通常設計時還需要考慮一定的設計冗余。一般在1.2倍左右。上面100W剛好滿足的燈實際的設計功率應在170W左右才符合要求。在實際運營期間，如果單側開燈，則亮度不夠，如果雙側開燈，則過度照明現象嚴重，這是恒定亮度燈具的一大弊端。

夜晚的過度照明

如果采用LED亮度無級控制，即可有效地防止由于設計維護系數和冗余所產生的電能浪費現象。

c．隧道照明的分時、分路控制造成頻閃效應的再次出現，嚴重影響安全

在設計隧道照明方案時，要考慮到人的明適應和暗適應因素，重視過渡空間和過渡照明的設計，避免頻閃效應。但在實際隧道的設計中，隧道照明多采用分時、分路控制。在運營過程中，為節約能源或降低晚間的照明，往往會關閉部分照明，使得頻閃效應再次出現，對行車的安全造成了威脅。

LED亮度智能無級控制系統采用的是無級智能單路控制，無須分路控制，且全天候總體照度調節，可根本上解決頻閃效應的再次出現，實現減排的目的。

分路控制造成的照明不足和頻閃影響行車安全

d．隧道照明燈具的質保期過短、更換頻繁、日常維護費用高昂

熒光燈應用于隧道照明中，雖然新購燈具的費用相對較低，但一般情況下需隔年更換一次，最長也不過三年。有的隧道即使采用了LED燈具，因其全天候的滿負荷（100%功率）工作，光衰較為明顯、導致其不得不提前更換，且目前國內廠家的質保期多為18-24個月。燈具的頻繁更換與當今節能低碳的主題不符。

LED亮度智能無級控制系統因是根據洞外亮度采用無級調光控制，60-80%的照明時間的功率僅為滿負荷的40-50%，可大大延長發光體壽命，延遲光衰。故系統質保期為5年完全可以實現。

e、傳統分級照明控制系統與智能無級調光照明控制系統對比表

4 智能無極調光控制方式更利于節能

智能無級調光控制系統較普通分級控制系統控制方式靈活，系統結構簡單，全程自動控制，節能性能卓越。智能無級調光控制系統的優勢主要體現在：

(1)由于隧道照明系統的加強照明功率能夠根據洞外亮度實時調整，因此一年中只有夏天的中午燈具才接近滿功率工作，大多數時間均在10%-60%的功率下工作，而基本照明的設計冗余留到遠期再用，近期的工作功率也低于燈具的額定功率。這使得燈具和電源的長期工作溫度非常低，不僅可大幅減少LED的光衰，還延長LED和電源的壽命。

(2)下半夜功率可同步減半，燈具配光特性保持不變，避免了關燈過多所產生的危及行車安全的頻閃效應。

(3)系統設計簡單、可靠，只須2個控制回路，一個基本照明回路和一個加強照明回路。且為保障安全，控制與供電系統在物理結構上分離，互不影響，當控制系統失效時，有5種冗余方案可供應急使用；最差的情況下，當控制系統整體癱瘓失靈，所有的照明設備將滿功率工作，不會使隧道處于黑暗之中。

(4)當隧道未達到設計車流量時，可依據規范對洞內照明強度進行相應折減，折減量可根據需要任意設定，以確保在滿足規范的前提下最大限度地節約電能，避免過度照明，使系統真正實現了設計師所追求的按需照明的設計理念。

(5)聯動性強，可與其它子系統兼容并聯動，完全達到建設機電一體化綜合控制平臺的要求。

(6)完全智能化的控制機制，可自適應調整控制方案，無需人工干預，可遠程進行維護和監控，減少人工，提高管理效率。

隧道照明能耗浪費巨大，絕非照明設計的不合理。相反，隧道照明設計絕大多數都是合理的。歸納起來，電能浪費的根本原因在于：現有控制節能方式無法適應洞外亮度變化，光源光衰較大導致維護系數取值較低，傳統及大部分LED燈具亮度無法控制使之不能實現按需照明以及精確的控制。因此，在公路隧道照明領域，采用亮度可控的燈具以及精確的控制方法是消除過度照明的最佳途徑。

LED亮度智能無級控制系統應用于公路隧道照明，既可起到安全通行的目的，又可起到節能降耗的目的。

參考文獻

[1] 中華人民共和國行業標準. JTJ 026.1―1999 《公路隧道通風照明設計規范》

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【關鍵詞】公路隧道 供配電系統 設計

高速公路隧道供配電系統是高速公路安全運行的基礎保障?，F今高速公路工程建設不斷向山嶺高原地區擴展，其中隧道的建設比重也在不斷加大，從而對公路隧道供配電系統的設計提出了更加嚴格的要求。面對越來越重要的隧道供配電系統設計工作，其中存在的各種問題也變的突出并需要通過及時合理的措施加以解決。

1 變壓器容量選擇問題

公路隧道供配電的相關設計中，選擇變壓器容量的方法，通常是把隧道變電所中計算負荷的總值平均分成兩部分，使用相同容量的兩臺變壓器各自承擔一部分負荷。當出現一架變壓器發生故障或者外電失電情況發生時，另一架將承擔全部電力負荷。這種通常的選擇方式存在兩點缺陷：

第一，隧道用電設備重要集中在通風和照明設備上。通風設備方面，其設計一般都是依照一次設計分階段施行的方式進行。在交通量低的時期，通風設備需要的電力負荷也相對較低，但是隨著交通量的積累增加，通風所用的電力負荷也相對增長。交通量高低所需要的通風電力可能造成數千瓦的差值。因此，在交通量低的時期選擇適用于高交通量階段的變壓器會形成資源浪費。

第二，每臺變壓器都需要具有應對緊急情況，在必要條件下具有承擔全部電力的能力，這就要求變壓器選取中，需要根據總計算電力負荷進行選取。正常狀態下的變壓器的承載概率是50%甚至更少，因此在緊急狀況的運行中易導致低運行效率和高損耗的出現。

針對上述缺陷，可以選擇交通量低的階段的電力負荷作為參考首先使用低負荷的變壓器，并采取逐步添置變壓器的方法或者在一定階段后調換大容量變壓器，來適應交通量增加帶來的高負荷供電需求。變壓器選擇需滿足容量可承載全部一級電力負荷和一部分二級電力負荷，以及變壓器額負載率保證在0.6到0.8之間這兩個條件。這樣的選擇方式，可以保證正常狀態下，每架變壓器的效率均達90%以上，并且在緊急狀態中，可以運用干式變壓器具有的短時過載功能，切實保證供電，達到經濟、安全的目的。

2 變壓器保護裝置

現今在高速公路隧道供配電設計進程中，多采用斷路器對變壓器進行保護工作，而對于負荷開關加熔器的使用則相對較少。設計人員多認為斷路器的保護效果好于負荷開關加熔器，實則在供配電機制中，經常會出現利用開關切換電力負荷的情況，而電力短路的現象是較少出現的。斷路器根據較少出現的短路電流而設計，具有內部結構復雜、造價高等特點。而負荷開關加熔器的運行機制則是分離控制功能和保護功能，負荷開關可以進行對頻發的負荷功能的切換，熔斷器則進行不常出現的短路保護。斷路器裝置上由于存在繼電保護，算上燃弧和啟動時間，通常一次開斷所用時間在60毫秒以上，相比之下，限流熔斷器擁有速斷功能，切除故障只需要10毫秒甚至更短的時間，進而能夠更加高效地保護變壓器。

此外，對于變壓器的保護裝置，在選取上也不能采取一成不變的模式，不同的保護裝置會起到各不相同的保護功用，需要依據實地相關章程，結合實地情況，進行具有一定針對性的選取工作。根據萬伏供電機制的設計章程，當變壓器的容量小于等于500千伏安的時候，選擇高壓熔斷器進行保護；當電壓器的容量大于500千伏安的時候，應該高壓斷路器進行保護。

3 應急電源配置工作

公路隧道中需要安裝應急電源，以防止在突發事故的情況下保障照明、監控等應急措施得以正常運轉。公路隧道的照明監控設備在緊急情況下會發揮重要作用，需要保證應急電源供應的穩定充足，因此，在應急電源的選取方面需要對諸多元素進行考慮。應急電源的選取工作需要依據應急狀況下的電力負荷情況、持續時間、電源特點等各種因素進行綜合參考，從而確保安全、經濟、合理。

應急電源的種類不同，在實際的設計安裝中，只選取一種可能無法滿足應急需求，并且難以保證安全穩定。一般情況下，在公路隧道特別是事故會造成較大程度危害的高速公路隧道方面，需要選取兩種以上的應急電源作為組合式電源進行應急操作。當應急電源是源自電網的獨立式電源時，供電需要從外路引入獨立電源，獨立電源數量為兩路，保證一路出現問題，另一路可以保持供電。這樣可以保持供電容量的穩定和供電時間的延長。

4 失壓脫扣裝置的選取

公路隧道供配電的設計中，一些設計工作人員選擇低壓斷路器方面的失壓脫扣裝置，為了在室內停止供電的狀況下，將不重要的電力負荷關閉，從而確保重要的電力負荷可以得到應急電源的正常電力供應。但是，當市內電力恢復正常是，如果隧道供配電機制中沒有設置自動設備，那么需要人工進行合閘，為送電工作造成不變。此外，失壓脫扣裝置長時間通電會造成電力浪費，而且在夜間，電網電壓的升高以及空氣潮濕的原因，會加大失壓脫扣燒損的概率。針對這種狀況，出線斷路器在低壓配電系統中不使用失壓脫扣裝置，改成分母線分別配置重要電力和非重要電力。這樣，在失去市內電力供應的狀況下，切斷非重要電力母線上的斷路器，應急電源得以集中對重要電力母線上的裝置進行供電。

5 結束語

高速公路隧道供配電系統對高速公路隧道的正常運行和安全保障起著重要作用。在高速公路隧道的建設工程中，需要充分考慮供配電系統的重要作用，針對各種實例進行問題情況的分析總結，并結合實地情況制定適宜的措施方法進行設計工作，保證隧道供配電系統的設計符合規范要求和實地情況，根據施工工程的實際情況進行設備材料的選取，從而保證高速公路隧道供配電系統的設計具有安全、經濟、合理的保證，保障施工的正常運作和隧道在安全穩定的狀況下使用。

參考文獻

[1]高遠望，馮杰.隧道供配電及照明體統中節能技術綜合應用探索[J].電力設備，2013（08）.

[2]黃利華.論變壓器電能損耗及節能措施[J].銅業工程，2013（12）.

[3]譚迪.中亞電能傳輸系統用于高速公路供配電工程[J].電氣時代，2011（15）.

篇9

【關鍵詞】公路 長大隧道 通風技術

中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

隨著我國高等級公路建設的蓬勃發展 ,山嶺重丘區的高等級公路 ,越來越多以隧道的形式穿越高山峻嶺 ,其中不但有中、短隧道 ,更有長隧道、特長隧道、隧道群及技術含量較高的連體隧道等。就目前情況看 ,公路隧道的施工更多地是采用新奧法進行的 ,開挖基本上仍然采用鉆爆的方法 ,出渣多采用無軌運輸。在隧道施工中 ,對短隧道來講 ,通常采用自然通風就可以解決洞內施工環境問題 ,而對中長隧道 ,特別是特長隧道 ,施工通風就是一項必須著重解決的難題。

二、公路隧道通風設計中應重視的問題

1、交通量預測

交通量的大小是確定道路是否需要建設以及建成什么等級的控制因素。交通量的確定應該是一個嚴謹的科學推導過程。但由于主觀或客觀原因往往造成交通量預測不準確。一方面，在工程可行性研究階段，為了工程立項，往往夸大交通量，導致通風土建、設備、運營費用的浪費。另一方面，在一些經濟發達地區，由于近些年經濟發展較快，也出現了交通量的增長遠遠超出了原先的預測，導致通風設備不夠或通風方式已不適宜。

2、交通量與行車速度的關系

《公路隧道通風照明設計規范》[1] 規定設計交通量為混合車高峰小時交通量，計算行車速度為洞內線形行車速度。在很多隧道的通風計算中，就直接按給出的交通量和行車速度取值，實際上這種做法是不對的。根據交通工程學有關知識，車流密度、交通量和實際行車速度有一個對應關系：當車流密度與交通量較小時，車速可以達到最大值，即洞內線形行車速度；當車流密度、交通量逐漸增大，車速就隨之逐漸減小，直至達到一個合理速度，這時交通量最大；當車流密度繼續增大，交通量反而減小，車速也減小，直至形成阻塞。因此在通風計算中必須根據交通量科學地計算實際行車車速。因此，在通風計算中，前期車速可以取到80 km/h，后期車速只能取到60 km/h。

3、稀釋空氣中異味的需風量計算

稀釋空氣中的異味是從提高行車舒適性角度考慮的?！豆匪淼劳L照明設計規范》[1]規定：隧道空間不間斷換氣頻率，不宜低于每小時5次；交通量較小或特長隧道，可采用每小時3~4次。

另外，在較長的下坡隧道需風量計算中，往往稀釋空氣中異味的需風量最大。例如滬蓉國道主干線宜昌至恩施高速公路龍潭隧道右線，遠期車速60 km/h時稀釋CO的需風量為277.5 m³/s、稀釋煙霧的需風量為319.5 m³m3/s、火災工況下的需風量為173.8 m³/s，而換氣頻率每小時取4次時需風量達到590.9m³/s，如果將稀釋空氣中異味的需風量作為控制需風量，就會大大增加通風工程費用。

還應該注意的問題是，稀釋空氣中異味的需風量計算只與隧道長度、截面面積相關，與交通量的大小無關。如果將稀釋空氣中異味的需風量作為控制需風量，那么不管交通量怎樣變化，控制需風量是一樣的，這就意味著隧道內的機械通風設備要滿負荷不停運轉下去。這明顯不合理。

三、 火災通風計算應該考慮的內容

1、必須滿足火災發生時的通風需求

由于隧道火災的隨機性，通常很難提前預防。加之隧道環境封閉，滅火救災困難，一旦發生火災，損失巨大。可以肯定地說，防火救災是目前公路隧道通風的難點，而且是今后很長時間內需要研究的課題。因而，在研究通風方案時，對于隧道防火區段的劃分、橫通道的設置、橫通道的開啟與關閉、煙流排出的路徑與速度、逃生通道的空氣補給、避難洞的新風需求、隔溫安全段的長度和降溫措施、送排風口的間距和面積、火災時的風機控制、部分風機損壞時的風機調配等，都要逐一詳細研究。而對這些問題研究，在通風設計的初期，往往考慮不夠，正確的做法應該是分階段分層次進行，將隧道的正常通風以及安全等級、防災救災預案的制定綜合考慮，逐步深入。

2、通風結構的優化研究

特長隧道多采用豎井送排式分段縱向通風。其中豎井的結構構造近幾年已形成了一個相對固定的模式，但通風結構的優化研究遠遠不夠，特別是缺少細部優化。事實上豎井縱向位置、豎井與隧道正洞相對關系、送排風口間距、豎井與隧道正洞的連接形式、導流葉片的形狀尺寸、豎井斷面、上下聯絡風道形狀尺寸、軸流風機進出口聯絡通道形狀尺寸、軸流風機組合形式、送排風塔組合形式等等，不但很值得研究，而且有很大的效益可挖。文獻[5]、[6]在這方面做了有益的嘗試，取得了一些成果。

四、黃竹山隧道工程概況：

黃竹山隧道位于京臺高速公路寧德市境內，與福州境交接。

A5合同段起于古田縣絆洋鄉淮溪村，起點樁號YK91+100，路線穿淮溪隧道(長2976.5米)至上黨村，穿黃竹山隧道(長8649.55米，其中寧德市境4403.06米，福州市境4246.5米)，路線終點位于寧德、福州市交界處的黃竹山隧道內，終點樁號K98+793.731，與福州市境A1合同段相接，其中通風斜井位于福州市境A1合同段。我部負責施工的寧德段須獨頭掘進4403.06米，無斜井，最大通風距離4.4Km，通風難度較大。

主要設計參數

黃竹山隧道進口段4403.05m、單向掘進；具體的參數詳見表1.

表1 隧道施工主要參數表

1、通風參數計算和通風機選擇

（1）通風量計算

作業機械消耗風量。運渣車運營通風交通量，如下：

N =2×(S1／V1)／TZ +1 (1)

其中，N 為運渣車輛臺數，輛；S1為隧道掘進長度，km；V1為車輛洞內行走速度，km／h；TZ為裝渣時間，min。運渣車輛功率為200 kW，每1 kW 配3 m³／min風量。Q =P×N × W =2 940m³／min。考慮內燃機械施工時間的差異及車輛使用年限等因素，修正系數取1．1。

2 940×1．1=3 234 m³／min。

洞內風速：3 234／60／106=0．51 m／s>0．15 m／S(排塵風速)。當開挖長度為2 700m～3 200m時，需通風量為3 234m³／min。

（2）最小風速確定風量

Q=60×V 最小×S最大：60×0．15×120=1 080 m³／min(2)

（3）同時在洞內作業最多人數

開挖+襯砌十找平層及邊墻基礎+底板施工+電纜槽=40+50+15+20+20=145人。

Q =k×m× q=1．1×3×145=478 m³／min。

（4）阻力計算

對最大輸送距離進行風阻計算：

SD-N010風機：h摩(1．5 rn)=314．5 Pa，

h局(1．5 m)=29．6 Pa；

SD-1250風機：h摩(1．8 In)=329．2 Pa，

h局(1。8 ITI)=44．6 Pa。

總風阻值分別為：h總(1．5 m)=314．5+29．6：344．1 Pa，

h總(1．8 m)=329．2+44．6=373．8 Pa。滿足風機風阻要求。

2、通風設備及動力

根據計算結果，出口配置SDF-1250，SD-N010各1臺；進口因輸送距離長、多個襯砌臺車作業，漏風率難以控制，因此2 850 m～3 200 m時采用2臺SDF-1250風機同時工作，如該段漏風率控制在20％以下，可減少1臺。

五、通風方案設計

1、進、出口通風設計

當開挖長度小于650 1TI時采用SD-NOIO風機同時高速運轉。當開挖長度在650 m～2 100 m之間時采用SIGN1250風機同時低速、高速運轉。當開挖長度在2 100 m～2 850 m之間時采用SD-N010，SD-N1250風機同時高速運轉。當開挖長度在2 850 m～ 3 200 rn之間時采用2臺SD-N1250風機高、低速同時運轉。

2、通風方式修改

以上通風方案進口開挖長度在1 300 m～1 500m之間時通風效果較差。因此進口開挖長度在1 500 m～2 100 m之間時通風方式適當調整：采用混合式通風，SD-N1250風機往洞外抽，SD_N01O風機往洞掌子面供風，兩風機間距離錯開60 rn，以加快空氣循環速度、減少漏風率。風機及配套供電變壓器隨綜合洞室開挖往前移動，通過方案調整較好解決該段通風問題。

結論

公路隧道通風是長大公路隧道建設中必須認真研究和解決的重要問題。本文提出通風設計中存在的一些問題，并探討了解決這些問題的基本思路，旨在引起同行們的重視，加強公路隧道通風基礎理論和應用技術的研究，使我國公路隧道的通風設計工作更為完善。

【參考文獻】

篇10

關鍵詞：隧道路段；燈光照明；照明控制；

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1 引言

白天，當汽車接近隧道時，由于環境亮度突然由高變低，從隧道外部看照明很不充分的隧道入口時，是一個黑洞（長隧道）或一個黑框（短隧道），導致駕駛員減緩行車速度，這種現象被稱為“黑洞效應”，也稱為暗適應；出洞時剛好相反，白天在隧道出口因外部亮度很高，駛出隧道時亮度迅速由弱變強，視覺上會出現眩光而倍感不適，也會影響駕駛員的行駛，被稱為“白洞效應”，也稱為明適應。由于人眼視網膜錐體細胞和桿體細胞的感光能力存在著差異，使得暗適應與明適應的時間差異較大，駕駛員駕駛車輛從一個亮度很大的視場突然進入一個暗視場中，視覺的暗適應時間一般需要5～10分鐘，完全適應則需要30分鐘，特別是在剛開始的數十秒內，駕駛員幾乎不能視認視場中的有關障礙物，這對隧道入口區的行車安全影響很大。出隧道時，是從一個暗環境進入一個高亮度的視場，這種光適應時間較短，一般只需要數秒，最長不過一分鐘，給駕駛造成的視覺障礙相對較輕。因此，影響最大的為進入隧道的視覺暗適應。以上幾種現象無疑會增加駕駛員的心理負擔，產生緊張、恐懼心理，影響行車安全。因此急須針對隧道路段駕駛員行駛時視覺變化進行研究，并分析隧道路段的照明變化情況，設置有效的照明控制設施。

2.隧道路段燈光照明的改善與隧道照明控制

1）隧道路段燈光照明的改善

當駕駛員白天駛入與駛出隧道時，眼睛需經受“明適應”與“暗適應”，影響駕駛員的駕駛行為，這也是隧道進出口經常發生交通事故的主要原因。為此，采用隧道入口—隧道中—隧道出口照明亮度漸變的方法更能讓駕駛員在隧道路段行車舒適。即在接近隧道段、隧道進洞口段、過渡段、隧道內部正常段、隧道出洞口段通過設置不同的亮度，給駕駛員逐漸適應的過程，減少適應滯后的不利影響。

（1）接近隧道路段

這一路段不在隧道內，是隧道洞口向外的延伸路段，從這部分區域開始，駕駛員必須能夠清楚的看到隧道的位置和隧道前的障礙物，從而在不減速的情況下順利駛入隧道。其設計長度由車速而定，是為了給駕駛員從正常路段駛入隧道適應的長度和時間，一般取100米。駕駛員在接近隧道的這個區域的適應能力決定著隧道洞口所需的燈光強度，所以這里提出駕駛員視覺適應的長度為L20的計算方法，其長度等于從汽車前懸至洞口的距離，通常也叫做停車距離，如圖4-3所示。這種方法是通過綜合考慮外界環境亮度和天空亮度及道路條件所建立的20°視覺椎體所確定的長度。這段亮度也是由外界環境的亮度決定的，白天通常可在3000cd/m2～6000cd/m2。其亮度將會影響隧道進洞口段、過渡段和中間段的亮度。為降低隧道內部各段的亮度以節省能源可在接近段采用遮光。遮光的方法可采用百葉天棚的方法降低洞口的亮度，或在洞外兩側植樹也是比較經濟的措施，越靠近洞口處植樹越密，樹冠也要大些，最好使之遮住自然光。

圖1 隧道入口20°視覺椎體

（2）隧道進洞口段

這個區域也稱為加強段，其長度和停車距離相等。這個區域的第一部分，所需的亮度必須保持連續，并與外部交通條件相關聯，必須能夠順勢過渡到外部亮度。在這個區域末端，所提供的照明亮度應能逐漸減少到開始的40%。這個區域駕駛員視覺所需亮度適應長度用Lth表示，如圖2所示。隧道進洞口段亮度可按式1-1計算：

Dth=k×D20 （1-1）

式中Dth——入口段亮度（cd/m2）；

k——隧道進洞口段亮度折減系數；

D20——接近隧道路段亮度（cd/m2）。

這一段是進入隧道洞口后的第一段，其長度至少等于駕駛員的安全剎車距離，對車速為80km/h的車輛其值取140米。開始亮度相對較高，以后逐漸線性下降，其末端亮度約為最初亮度的40%。加強段的照明可以是隧道內的燈光,也可以在隧道口通過建造遮陽棚來達到目的。遮陽棚的結構經過合理設計,可以控制自然光到達路面的多少從而得到合適的亮度,但需注意不要在路面上產生干擾性陰影或光閃爍。

圖2隧道洞口內外亮度變化

（3）過渡區

在過渡區，亮度能逐漸降低到隧道內部所要求的亮度。這個區域駕駛員視覺所需亮度適應長度用Ltr表示，如圖3所示。其亮度應按梯度不超過1：3的比例下降，基本末端亮度為隧道內部正常路段的三倍。國內一些照明設計項目還將過渡區按設計車速分成三段，且這三段的亮度按照隧道進洞口段亮度的0.3，0.1和0.035倍下降，有的設計項目對200米以上的隧道過渡段長度采用40米，其亮度為2.5 cd/m2。

（4）隧道內部正常路段

這個路段位于過渡區和隧道出洞口之間，經常是隧道路段最長的區域，所需照明亮度與車速和交通密度有關。內部段的照明無需任何變化,只要提供均一的稍高于普通開放式道路照明水平的亮度即可.除了高亮度使駕駛員感到更安全外,還要考慮路面的反射條件,需要相對較高的亮度主要是因為在隧道內由于污染的影響降低了能見度，這個區域駕駛員視覺所需亮度適應長度用Lin表示，如圖4-5所示。在這一段，駕駛員已適應隧道明暗變化的過程開始進入穩定行車階段。一般車速80km/h時的亮度為4.5 cd/m2，當車流量大時可適當提高，當隧道內部的距離較長時可適當降低一些亮度以節省能源消耗。

（5）隧道出洞口

在這個區域，駕駛員的視覺主要受白天隧道外部光照強度影響。駕駛員視覺所需亮度適應長度用Lex表示，如圖3所示，其長度約50~60米左右，亮度可提高到隧道內部的5倍或為外界亮度的1/10，由于人眼從暗向明視覺的調節速度極快，隧道出口并不需為視覺適應增設照明，但是,為使駕駛員在明亮出口的視覺背景下可清晰看見前面大車陰影中的小車,以及離開出口時有良好的后向視覺,或為應急時和維護時可雙向運行,可以使出口的照明和入口照明保持對稱布置。

圖3隧道內部亮度變化

由此可見，隧道路段各個區域所需的燈光強度不僅需要隨著駕駛員視覺的逐漸適應能力而改變，而且受車速和交通密度的影響。隧道路段的燈光照明必須給駕駛員舒適安全的感覺，并能夠使駕駛員的視認性最大化。

2）隧道照明控制

設置隧道照明的目的是要讓交通流正常、安全的通過隧道，使駕駛員能很快的適應隧道內的亮度并以和正常路段相同的速度駛出隧道，并要求以最經濟與節省能耗的方法布置。然而，國內很多公路隧道在設計時是按照規范設計，隧道進口處布置很多照明設備，而運營時燈具很少全部開啟，在需要光照強度高的的地方沒有充足的照度（例如隧道洞口處），而一些不需要很強照度的地方光線照度往往過于強烈（例如長隧道內部）。因此，應通過運用由應用計算機、燈路負載控制器和光度計組成的智能化隧道照明控制系統控制隧道路段的照明。國內已經有一些高速公路隧道路段采用這種智能化隧道照明設備，很好的解決了安全與節能的矛盾。

3.結論

通過結合國內外先進研究成果，分析了長大隧道路段駕駛員生理變化行為，提出了長大隧道路段照明技術的改善方法和隧道照明控制技術，以解決駕駛員在長大隧道路段需要頻繁適應光線變化而存在的交通安全隱患問題。

參考文獻:

[1]高速公路交通安全設施設計規范（浙江省地方標準）[M]．人民交通出版社,2008

[2]公路隧道通風照明設計規范JTJ 026.1-1999．人民交通出版社，

[3] （JTJ074－94）高速公路交通安全設施設計及施工技術規范 [S]．

[4] （JTG/T D81－2006）公路交通安全設施設計細則[S]．