公路隧道通风照明规范范文

导语：如何才能写好一篇公路隧道通风照明规范，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】高速公路；隧道安全；评估

1 我国高速公路隧道安全研究

在2003年10月，国家交通出台了《高速公路隧道养护技术规范》，明确规定了公路隧道检查内容、常规措施。对于公路隧道管理，如何运用计算机技术管理路况信息与养护信心，是公路主管部门必须解决的问题。我国许多学者开展了高速公路的交通事故安全研究，尚处于一个探讨阶段。根据姚思国、和松等学者观点，系统阐述了隧道交通事故的严重性。按照交通安全的路、人与车的议案因素，立通心理学、管理学、工程学等理论基础，系统分析了隧道交通事故发生的原因。

首先，隧道设计。通常根据《公路工程技术标准》、《公路隧道设计规范》的内容，开展公路隧道设计，增加了公路隧道新内容与新技术，有效规范了公路隧道设计。对于公路隧道工程整体建设，通风运用效果、通风方案质量，对隧道运营效益、救灾能力、工程造价具有直接影响。近些年来，我国积极探索隧道设计研究，积极吸收与借鉴国外先进成果，有效规范了我国隧道通风设计。对于通风方式，因从横向至半横向通风、从射流纵向通风至竖井纵向通风技术，有效改善了我国公路隧道的通风设计。

其次，隧道照明。1996年，我国经贸委开展绿色照明工程，利用科学照明设计，运用高稳定性、寿命长与高效率的照明产品，以满足环保与舒适、高效与安全的照明要求。隧道节能的最佳方法是应用节能、高效的光源照明。目前，新型节能产品、节能技术在公路隧道照明中广泛运用。在连续公路隧道与大型高速隧道中，中压供电技术在供电方案中呈现显著性节能优势，隧道照明控制与照明线缆、照明灯具与供配电的分析研究中，LEO照明方式在隧道中仍占有竞争性。

第三，隧道火灾。现阶段，对于隧道火灾缺乏系统性研究。近些年来，公路隧道火灾必须竖井火灾通风、隧道火灾规律、逃生措施开展深入研究。在隧道火灾标准方面，虽然我国建设了大量隧道工程，然而缺乏隧道火灾相关的整体性、系统性的标准与规范。

2 高速公路隧道安全评估指标体系建立

如上文所述，隧道安全主要包含照明设计、隧道设计与火灾防范三个方面，隧道安全主要因为多种因素的互相作用、协调、影响所决定。所以，在隧道安全评价体系的建设过程中，需综合考虑这些因素，遵循如下原则：

首先，科学性原则。建立指标体系，必须遵循科学性原则，动态、真实反映隧道安全的各安全指标、子系统与真实状况。

其次，可行性原则。在隧道安全的综合评价系统中，需确保指标内容的简单、明了，增强理解性，可比性较强，提高评价指标获取的便捷性。

第三，层次性原则。由于综合评价系统呈现多样性、复杂性特点，可划分为多个较小子系统。

第四，完备性原则。建立指标体系时，要求具有较广的覆盖面，包含隧道安全各个影响因素，按照指标特点指标内容，可划分为单项要素、专项、系统、复合、总体性等指标。

第五，独立性原则。在评价过程中，通常一个指标受到多个因素的影响，各指标之间具有互相联系，若存在较多的类似指标，必然会影响评价真实性与准确性。所以，选择评价指标时，尽可能采用弱相关指标，防止采用高度相关指标。

第六，动态性原则。高速公路隧道在运行过程中，其运行状况受到天气、时间等因素影响，选择指标时，需充分结合动态变化特点，对隧道安全影响因素进行动态化刻画与描述。

构建评价指标体系，确保合理性、科学性，是正确评价的基础，隧道安全评价不能单纯依靠某一个指标，必须分析各因素的互相联系，寻找各综合指标，对隧道安全状况进行真实、客观反映，以便于查找相关问题，为改善隧道安全提供合理性、科学性依据。

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，设置特殊安全信息提示，包含应急出口、侧位停车带、紧急带年华等，为司机提供必要的信息提示。对于隧道照明，确保隧道壁有光亮，保证充足光线，在隧道车道边沿位置，设置发光二极管。当隧道封闭时，利用相应方法告知司机。如设置交通变道标志、绕道行驶标志、可变信息标志等。对于紧急出口、逃生路线设置，必须具有明确标示。对于危险物品运输，保持一定安全距离，选择非高峰期时间输送。对于隧道安全，需由独立专家检测。为有效消除边墙效应，设置黄色反光与黄色反光标示在隧道的两侧墙体上，左侧设置红色反光标志，右侧设置黄色标示。在标枪上配置线形诱导标示，尤其对于行车不利曲线、通视较差的区域。因为隧道环境较为单调，两旁参照物较少，司机驾驶时容易错误判断跟车距离，极易发生追尾事故。所以，对于隧道壁来给你测，必须设置明显标语、图案与标线。

其次，长期改善方法。对于隧道通讯设施，需给予改进。改善隧道交通广播，在清晰可见区域安装广播扬声器。在每隔一段间隔点，设置紧急电话。确保隧道无线电话贯穿整个隧道救援。改进视频监控系统，缩短摄像机与摄像机的距离，采用自动显示系统，配置自动火警系统，完善火灾检测系统。行人横洞与外部逃生路径需保持连接，设置营救路线、逃生路线，建设额外通道，添加空气输送管的逃生功能。完善消防措施，根据现实情况，对于消防人员与隧道养护人员，给予定期或不定期培训。在隧道控制中心，需严格培训管理，加强紧急服务、管理服务等内容培训，不断完善紧急救援方案。

4 结束语

综上所述，高速公路隧道由于隧道设计、隧道照明、隧道火灾等设计不合理，极易引起交通安全事故，在隧道设计时，需遵循科学性、可行性、层次性、完备性、独立性、动态性等原则，通过短期改善措施与长期改善方法，加强隧道安全评估，提升高速公路隧道的安全性。

参考文献：

[1]李海龙.高速公路隧道安全管理措施探讨[J].中国电子商务,2012(18).

[2]苏玉章.山区高速公路隧道安全畅通分析研究[J].文艺生活:中旬刊,2011(10).

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关键词：高速公路隧道；照明系统；节能减排；系统控制；公路交通 文献标识码：A

中图分类号：U453 文章编号：1009-2374（2016）02-0087-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.043

公路交通正随着经济发展与社会进步不断扩大着自身规模，近几年，凭借施工技术不断进步与勘察设计理念日益成熟，我国公路隧道工程建设也迈向了一个新的台阶。据不完全统计，近十年以来，公路桥梁隧道渡口里程总长度已经达到512.2551万米，已建成通车的隧道多达7384处，短隧道4544处、中隧道1357处、长隧道1218处、特长隧道265处（如图1所示）。其中秦岭终南山公路隧道长度达到18.02公里，被誉为“亚洲第一”。

图1 近十年我国公路隧道渡口里程统计图

通过上述数据可知，公路隧道现今已成为我国实现快捷、安全、高速运输的重要设施，并作为实现环境交通友好型的核心措施，在我国现代化交通运输发展与进步中起着不可撼动的作用。

1 国内外高速公路隧道照明系统发展现状

1.1 国外发展现状

早在20世纪50年代，国外就开展了公路隧道照明技术的研究，至今已有六十余年。诸多国家经过不断的探索与创新，其高速公路隧道照明技术已经相当成熟。当时间发展至现代，国外发达国家隧道照明系统渐渐从高科技智能向可持续人性化方面发展。仅东欧各国，高速公路隧道已经普遍开始使用“二次配光”和“逆光照明”技术。在充分利用光源的同时，节约了电力能源与照明工具等资源。在照明工具选择上，欧美等发达国家摒弃了高压钠灯，转而使用光纤维隧道灯、电子感应无极灯等新型设备。

1.2 国内发展现状

国内隧道照明系统发展起步较晚，虽然当前时代下，我国公路隧道发展势头十分迅猛，但依旧比不上国外成熟的技术与理念。差距不仅表现在技术与经验上，基础性的工程建设也存在一定的不足。我国于2000年1月颁布了《公路隧道通风照明设计规范》，详细规定了隧道调光分级、光源分级、总均匀度以及灯具布置等。但是由于最近几年电能资源浪费极为严重，有关部门已经开始广泛关注隧道照明系统节能设计问题。我国在深入研究理论的同时，在高速公路隧道建设中也运用了相应的节能设计，例如广东龙头山隧道、河北司马台隧道、安徽前家山隧道等已先后将LED灯与无极调光技术应用于公路隧道照明中。

1.3 高速公路隧道照明发展趋势

高速公路隧道照明质量影响着行车安全，多年以来，高速公路隧道建设者们一直将照明质量作为工程设计的核心内容与研究重点，却忽视了能源浪费问题。因此，我国现阶段高速公路隧道照明系统在保证行车安全的前提下，进行节能降耗设计是公路隧道照明系统发展的必然要求，人性化、经济化、科学化是照明技术发展以及社会发展的必然趋势。

2 高速公路隧道照明系统设计方案

2.1 高速公路隧道照明系统的特点

高速公路大体上是半封闭空间，空间内部由特殊管状结构构成。这种设计容易造成隧道内外交通环境差别过大，导致车辆通过隧道时产生明暗交替，影响行车视觉。所以，以隧道通行安全性与运行环境舒适性为前提，高速公路隧道设计过程中需要综合考虑影响照明质量的因素，例如闪烁现象、亮度均匀、视觉特效、路面亮度等。根据国际照明委员会规定，高速公路隧道在设计过程中需要考虑到驾驶员的暗适应、明适应能力。因此可以将隧道照明分为五个部分：接近段、入口段、过渡段、中间段、出口段。如图2所示：

2.2 高速公路隧道照明系统节能设计要求

2.2.1 接近段设计。接近段作为接近隧道洞口的一段道路，主要起到对驾驶员视觉初步调解作用。接近段空间亮度接近洞外亮度，所以不需要设置照明。一般情况下，接近段路基两侧会种植大量树木或设置百叶天棚、断墙洞口等减光措施。该设计目的在于减弱“黑洞”效应，节省能源。

2.2.2 入口段设计。高速公路隧道洞口第一段路便是入口段，该路段光照设计目的在于消除“黑洞”效应对驾驶员的影响，避免交通事故的发生，并起到一定优化节能作用。根据《公路隧道通风照明设计规范》规定K值计算法计算亮度，即：

Lth=L20（S）・K

2.2.3 过渡段设计。车辆经过入口段后，隧道照明亮度便会渐渐降至中间段照明水平，这个过程中照明由亮变暗的区域被称为过渡段。过渡段照明设计目的在于帮助驾驶员适应较低亮度，克服“适应滞后”效应。根据《公路隧道通风照明设计规范》规定，过渡段共有TR1、TR2、TR3三段，过渡段长度根据隧道设计最高时速，并依照CIE适应曲线函数进行计算，即：

Ltr=Lth*（1.9+t）-1.4

2.2.4 中间段设计。高速公路隧道最长的一段道路即为中间段，驾驶员经过之前三段道路后已经完全适应隧道内照明程度，所以中间段照明为基本照明。《公路隧道通风照明设计规范》规定高速公路隧道中间段最低亮度要求为2.5cd/m2。一般情况下，中间段照明亮度设计按表1设计取值即可。

2.2.5 出口段设计。出口段作为高速公路隧道最后一段道路，通过该路段适应时间较短，所以在出口段照明设计上应以消除“白洞”效应为主。根据《公路隧道通风照明设计规范》相关规定，出口段亮度应为中间段照明亮度5倍，长度取值60m。

3 高速公路隧道节能控制系统设计

3.1 主程序设计

高速公路隧道节能控制系统设计核心在于为车辆提供按需照明，并以此为基础，实现高速公路隧道照明系统节能控制。具体流程为：开启主程序并进行开机自检，排除组件故障，在系统运行正常情况下开始系统初始化；当系统存在异常时，先对系统进行故障修理，并退出主程序。节能控制系统完成自检与初始化过程后，即可开始正常运行，主程序将通过脉冲信号预估车辆行驶速度，并运用数据云对车辆位置进行模拟，保证系统误差控制在1%以内，以误差修正后的车辆位置作为启动区域，开始照明调节，具体流程如图3所示：

3.2 车辆位置云模拟系统计算

云模拟系统是控制高速公路隧道照明系统节能程序的核心部分，程序系统将采集到的车辆位置信息传至DSP，在车辆位置预估程序完成数据处理后，交由TMS320F/28035发送至继电器输入端，从而完成照明控制。高速公路隧道照明节能控制系统车辆位置估计程序具体流程如图4所示。

3.3 高速公路隧道照明控制程序设计

本系统将继电器控作为控制核心，通过系统前端所采集到的车辆经过DSP处理后位置数据，发出对应动作控制照明灯具。当接收到的控制信号输出为低电平时，继电器将断开，反之，继电器则吸合。

4 结语

随着我国经济的快速发展，高速公路隧道数量日益增多，现代隧道照明系统大多存在能源浪费、无效照明等缺点，因为这些原因所以引发的隧道运营开支浪费情况有增无减。本文针对高速隧道照明系统资源浪费情况做出了针对性的分析并制定了相应策略，为降低隧道运营成本、提高照明系统工作效率提供了有力保障。在满足高速公路隧道基本照明需求的同时，保证了隧道依据车辆行驶实际情况提供必要照明，从而达到了节能减耗、提高效益的目的。

参考文献

[1] 曹伟星.高速公路隧道照明智能控制系统的研究[J].建材与装饰，2015，（29）.

[2] 张韬.基于视觉特性的高速公路隧道照明光源亮度与能耗分析[D].重庆交通大学，2014.

[3] 于甜甜.高速公路隧道照明系统节能控制研究[D].西安建筑科技大学，2013.

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关键词：高压钠灯；LED灯；隧道照明；节能环保；高速公路 文献标识码：A

中图分类号：U457 文章编号：1009-2374（2017）10-0129-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.10.064

1 概述

兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作段（简称“临合高速”）是地方高速省会放射线兰州至郎木寺（甘川界）高速公路的组成路段，全长98.975公里。全线共设置19座隧道，隧道总长度超过11公里。隧道照明设计内容包括隧道主线照明、隧道引道照明、人行横洞照明、车行横洞照明、紧急停车带照明等。本项目2013年10月份设计图纸评审完成，2014年12月底竣工通车。

2 隧道照明方案

2.1 高压钠灯与LED灯混合方案

按照《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的要求设计，隧道照明分入口段、过渡1段、过渡2段，中间段和出口段。

隧道入口段和过渡段加强照明采用400W、250W和150W高压钠灯，两侧对称布设；出口段加强照明采用100W高压钠灯，两侧对称布设；基本照明采用50WLED等，两侧交错布设，增加隧道的照明均匀度。

2.2 LED灯方案

按照《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）的要求，考虑当时《公路隧道照明设计细则》很快就要颁布，因此，本项目参考《公路隧道照明设计细则》（总校稿）进行隧道照明设计，隧道照明分入口1段、入口2段、过渡1段、过渡2段、中间段、出口1段和出口2段。有效降低入口段和加强照明段亮度，更加节能。

入口段和过渡段加强照明灯具采用150W、130W、110W及100W的LED灯，并采用黄色光源，出口段加强照明采用50W的LED灯，均两侧对称布设，并采用黄色光源，黄色光源LED灯，可保证隧道洞口的指示性，同时较白色光源穿透性强，在雾天及雨雪天气能同高压钠灯有同样效果；基本照明采用50WLED灯，两侧交错布设，可有效增加隧道的照明均匀度。

从图1可以看出，采用LED灯照明比高压钠灯+LED灯混合照明安装功率减少42.3%。

3 隧道照明方案比较

3.1 技术比选

高压钠灯主要由灯丝、热继电器、放电管、玻璃外壳等组成。

高压钠灯优点：（1）发光效率高（100～130lm/w）；（2）穿透性强、不诱虫；（3）单灯功率大，可达到kW等级；（4）光源及灯具技术成熟，生产成本低。

高压钠灯不足之处：（1）色温低，发光颜色为金黄色，显像指数低（20～25）；（2）寿命较低，光源寿命为20000h，在电压不稳波动较大时光源寿命将会极大缩短，灯具折旧费用和维护费用较高；（3）功耗大、电源效率低，采用传统高压钠灯作为隧道照明时，照明系统的运营费用往往不堪重负，同时高功耗导致线路敷设成本高；（4）灯具利用系数低（0.35～0.5）；（5）不能频繁启动，启动时需要一定启动时间；（6）配光性差；（7）灯具含汞等有毒元素。

LED灯主要由灯具外壳、控制电路、源适配器及光源组成。

LED灯属于半导体器件，是一种固态光源，通过半导体材料中不同载流子之间的交换发光。

LED灯具有如下优点：（1）显像指数高（75～90）；（2）可频繁启动，瞬时启动，无延时；（3）LED光源理论寿命50000h，寿命是高压钠灯2.5倍；（4）比高压钠灯节电40%以上，线路敷设成本低；（5）无频闪、宽启动（在85～260V范围内均可启动）；（6）不含汞、铅等有毒物质，比较环保；（7）采用模块化设计或者整体设计，维护比较方便；（8）防止灯具的椭圆叠加，无光斑产生；（9）灯具利用系数高（0.7～0.85）；（10）调光范围宽（1%～100%无极调节）；（11）配光性高，光源指向性好；（12）作为一种新型的绿色照明光源，切合节能环保要求，受到国家大力推荐提倡，前景不可估量。

LED灯目前具有如下不足之处：（1）光电效率（90～120lm/w）较高压钠灯低；（2）灯具成本较高压钠灯高；（3）LED光源属于半导体器件，温度的升高对LED光源寿命产生很大影响，散热问题制约着LED灯功率不能制作很大，故不建议采用大功率LED灯作为隧道照明；（4）穿透性较差，高速公路入口段和出口段需要考虑隧道照明的穿透性能，良好的照明穿透性能将能在一定程度上保证行车安全及防灾疏散效率（本项目加强段采用黄光源LED灯，可有效避免入口段穿透性差的问题）；（5）使用在高速公路隧道中仍然需要国家标准规范等层面上的支持。

3.2 经济性比选

3.2.1 灯具投资估算对比。

由图2可知，“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案在灯具方面投资增加投资1506万元。

3.2.2 预算对比。预算对比内容包括隧道供电系统、隧道照明系统和隧道电力监控系统等。

由图3可知“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案增加投资1095万元。

3.2.3 运营费用对比。

由图4可知，“全LED灯”方案比“高压钠灯+LED灯”方案年节省电费为233.3万元。

3.2.4 周期成本对比。

由上表可知，LED灯寿命为6年，而高压钠灯寿命为2年，在6年时间高压钠灯需更换2批，高压钠灯总造价为1112万（不含人工及安装费用）。

3.3 结论

“全LED灯方案”比“高压钠灯+LED灯”混合方案在灯具方面增加投资1506万元，总预算增加投资1095万元，年减少运营费支出233.3万元，6年运营费用减少共计1400万元，周期成本可减少灯具总造价为1112万，总计6年总共可节约费用1417万元。

从以上可看出，虽然从工程造价方面LED灯较高压钠灯一期投资较大，但从长远考虑，LED灯较高压钠灯无论在运营费用及周期维护成本，还是在长远总的费用方面都能节约投资。综合考虑以上因素，临合高速最终采用全LED灯的方案。

4 结语

高压钠灯在隧道照明中有着成熟的应用，LED灯出现后，高速公路领域出现了“高压钠灯+LED灯”的过渡方案，这种方案结合了高压钠灯和LED的优点。随着LED灯技术的成熟和建设成本的降低，尤其是低色温LED灯的成熟，LED灯作为一种新兴的绿色节能光源全面取代传统高压钠灯只是时间问题。

参考文献

[1] 公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.1-1999）[S].2000.

[2] 公路隧道照明设计规范（JTGD70-2004）[S].

[3] 公路隧道设计规范（DB35/T 1307-2012）[S].

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关键词：隧道照明；灯具；调光

中图分类号： U45文献标识码：A 文章编号：

隧道照明与一般的道路照明不同，隧道白天也需要照明，而且白天的照明与洞口外亮度紧密相关，所以更复杂，照明效果的好坏与灯具、照明控制紧密相关。隧道照明应根据隧道的使用特点进行照明设计。本文以四川某高速公路隧道为例简要介绍隧道照明设计

1）隧道照明标准确定方案

本隧道设计车速按照80km/h，洞口净空高度7米，单向交通量近期（2020年）为511辆/小时，远期（2034年）为1327辆/小时

由于隧道尚未建设，根据四川地区高速公路隧道设计经验洞外亮度L20初步按照3000cd/m2考虑，隧道主体工程完成后，通过实测洞口环境亮度，优化照明亮度布置。

根据《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999，隧道照明设入口段加强照明、过渡段加强照明、出口段加强照明、基本照明、应急照明和洞外引路照明。

2）照明灯具选择

光源选择

隧道照明可采用高压钠灯光源、LED光源进行比较。

根据以上比较：高压钠灯具有价格低、穿透烟雾性能好的特点可在高速隧道多汽车尾气烟雾环境提高照明的诱导性和照明效果，有利于交通运行。但高压钠灯启动性能不好，显色性差，不利于事物的辨认和应急启动。LED灯具有启动性能好，显色性好的特点但穿雾能力差，价格较高，LED由于芯片的品质和封住散热问题，稳定性能一般。因此，综合考虑照明性能、使用功能和投资运行成本，本工程隧道使用混光照明，以高压钠灯为主，LED为辅。即加强照明、基本照明采用高压钠灯，应急照明、横通道照明采用LED灯，应急停车带照明采用高压钠灯和led灯混合安装。应急照明通过EPS供电，正常状态开启，提高隧道高压钠灯照明的显色性和舒适性，正常照明故障时，LED灯瞬时再启动确保交通安全。应急停车带人员操作作业可能，采用两种光源混光照明提高作业面照度和分辨率。

3）灯具布置方案

4）隧道照明调光和控制

隧道照明调光

本工程根据洞外亮度和交通量变化采用分级调整入口段、过渡段、出口段的照明亮度及中间段的亮度。根据《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999白天亮度调整表：

隧道加强照明分为4级控制，根据不同的环境亮度开闭隧道灯，基本照明分类两级根据交通量预测近期交通量较小夜晚采用减光控制。

隧道照明控制

隧道内的照明控制是根据隧道照明设计中所确定的照明区段、不同时段不同气候条件下的照明要求，控制各个照明回路的开关，从而达到既满足隧道的照明亮度要求，又节省能源的目的，其控制方式大致分为手动控制、分时段时序控制方式和根据洞内外的亮度值自动控制照明回路的全自动控制方式三种。

A.手动控制方式由人工根据不同的时段及天气情况而开关不同的照明配电回路；

B.分段时序控制方式是根据一天中不同的时段而开启(闭合)相应的照明回路；

C.隧道照明的自动控制方式则是利用光强检测器分别采集隧道内外的亮度参数，经过对比处理后，由计算机系统自动控制各个照明回路的开关，使洞内的照明亮度与外界自然光的亮度相适应。

③横通道照明控制

车行横通道照明设照明控制箱，车行通道卷帘门两侧设手动开闭门开关，照明灯具可手动开启、隧道控制器远程开启和与隧道门联动开启工作方式。人行通道照明开关设于人行通道门外侧，开关具有手动开启和红外感应开启功能。

④隧道照明配电

隧道照明按照晴天、云天、阴天、重阴天、夜间和深夜等不同的控制要求设置不同的供电线路，隧道加强照明和隧道基本照明均采用链串式配电接线方式。隧道照明电缆敷设在隧道两侧上部的电缆桥架内，除应急照明供电线缆外，其余照明回路供电线缆均采用阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。隧道应急照明由EPS电源供电，电缆采用耐火交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电缆。隧道洞口外设有引路路灯照明。路灯供电电缆采用铠装电缆直埋敷设，过路穿钢管保护。

5）照明预留预埋

a.隧道照明用配电箱洞室

配电箱上、下部侧墙内分别预埋金属软管，电缆沟内的供电电缆从金属软管向上进入配电箱进行供电，配电后配电电缆从金属软管上桥架，对设备供电，同时一部分电缆通过隧道顶部预埋金属软管进入另一侧向本侧照明设备供电。

b.隧道横洞照明预埋工程

由于横洞照明电缆引自隧道应急照明配电回路,所以设置金属软管过拱顶金属软管，引至应急照明侧，为方便电缆穿线，设接线盒；

引入横洞的电缆在横洞拱顶内预埋金属软管并预留接线盒，方便横洞灯具接线；

横洞洞口侧壁预埋金属软管，连接电缆沟和横洞，方便连接照明控制线。

c.在洞内变电站洞室附近的左侧强电沟与右侧弱电沟互联，以及贯穿横洞的金属软管。

6）小结

隧道照明是运营成本的重要组成部分。在隧道照明中，隧道出入口的照明更是隧道基本照明的几十倍，能耗和运营成本相当大。隧道照明的亮度应根据洞外亮度进行调节，这样在节约资源的同时对照明效果也不会有明显的影响。目前，隧道照明应用处于传统光源和LED分享照明市场的状态，随着LED技术的不断发展，光效逐渐提升，价格也在明显下降，LED隧道照明的技术、经济、社会和环保效益将与日俱增。

隧道照明安装时由于隧道内的电缆较多与其他供电系统的交叉如风机供电、隧道内监控设施等电缆，应统筹考虑，总体安排合理，避免出现现场施工混凝土要浇筑，而预埋的管线和设备尚未定位的情况，各个专业之间需联系紧密，避免重复工作。

参考文献：

中华人民共和国交通部.《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）

《照明设计手册》（第二版），姚佳伟主编，中国电力出版社，2006.12.

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关键词：高速公路隧道；照明；节能设计

中图分类号：U453.7 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）14－0063－02

1 概述

近年来，我国的公路建设规模不断扩大，全国各地的高速公路建设项目日益增多，其中，隧道耗电占高速公路运营中的很大一部分，在实际营运中电能的浪费十分严重，营运过程中为了节约电能产生了照明与行车安全和隧道监控之间的矛盾等问题。在高速公路建设中采用隧道节能照明技术可以节约电能，降低运营成本，提高高速公路的经济效益和社会效益。

2 隧道照明设计规范

根据国家《公路隧道通风照明设计规范》标准，对于长度超过100 m的隧道应设计照明，照明设计的基本要求如下：

隧道分成入口段、过渡段、中间段、出口段等部分，根据规范，各个段有其规定的最低亮度要求。

入口段亮度可按下式计算：

Lth＝K×L20（S）

式中，Lth：入口段亮度，cd/m2；

K：入口段亮度折减系数，可根据规范查表取值；

L20（S）：洞外亮度，cd/m2；

过渡段由TR1、TR2、TR3 3个照明段组成，其中：

Ltr1＝0.3Lth、Ltr2＝0.1Lth、Ltr3＝0.035Lth

中间段的照明也根据规范查表取值，中间段照明只和车速、车流量有关，而和洞外亮度无关。

3 设计方案

长沙至重庆公路通道湖南境内常德至吉首分为两段：一段为常德至怀化段，简称常德怀化段；另一段为威尔怀化至吉首段，简称吉首段。

湖南省常德至吉首高速公路常德、怀化段隧道照明系统共包括郭家溪隧道、梅子谭隧道、邓家湾隧道、地穆庵隧道、殿会坪隧道、牛儿垭隧道、清水冲隧道、土江冲隧道、朱良溪隧道、青龙尖隧道、青山岗隧道、豆子坪隧道、樱桃湾隧道等共计13个隧道的照明。隧道净宽9.75 m，设计行车速度为80 km/h，净高5.0 m。

隧道照明节能的应用是在确保安全的前提下，实现隧道照明的有效节能。隧道照明取值与车速、车流量、洞外光照有密切的关系。

3.1 调整照明系统参数

为满足远期（至2020年）交通流量的需求，根据隧道内水泥路面改沥青路面的实际变化和当前节能降耗的社会需要，并满足隧道内照度指标，而合理调整照明参数。

3.1.1 洞外照度

原设计取值4 000 cd/m2，根据目前隧道路面和洞口的实际变化和现场实际测量平均值，调整后取值3 000 cd/m2。

3.1.2 入口亮度折减系数

根据《公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1－1999》的要求和入口亮度折减系数表，当交通流量为1 305辆/h，且行车速度为80 km/h；按照内插法进行计算，入口段亮度折减系数计算如下：

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

原设计文件取值0.035，调整后取值0.029。

3.1.3 入口段设计亮度

根据《规范》要求，调整后入口段亮度为：

Lth＝3 000×0.029＝87，取值为87 cd/m2。

原设计文件取值140 cd/m2，调整后取值87 cd/m2。

3.1.4 过渡段I设计亮度

根据《规范》要求，入口段亮度取值方式为：

Ltr1＝0.3Lth＝0.3×87＝26，取值为26 cd/m2。

原设计文件取值42 cd/m2，调整后取值26 cd/m2。

3.1.5 过渡段II设计亮度

过渡段II的亮度为Ltr2＝0.1Lth＝0.1×87＝8.7；取值为8.7 cd/m2。

原招标文件取值14 cd/m2，现调整后取值8.7 cd/m2。

3.1.6 基本段亮度折减系数

过渡段III的亮度为Ltr3＝0.035Lth＝0.035×87＝3.045；取值为3 cd/m2。

原招标文件取值4.5 cd/m2，现调整后取值3 cd/m2。

3.1.7 出口段设计亮度

根据《规范》要求，出口段亮度取值方式为：

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

原设计文件取值22.5 cd/m2，调整后取值14.5 cd/m2。

3.1.8 亮度取值

根据以上计算，在原设计的基础上对亮度指标进行了如下调整，调整指标如下：

入口亮度折减系数：原设计文件取值0.035，调整后取值0.029。

入口段设计亮度：原设计文件取值140 cd/m2，调整后取值87 cd/m2。

过渡段I设计亮度：原设计文件取值42 cd/m2，调整后取值26 cd/m2。

过渡段II设计亮度：原设计文件取值14 cd/m2，调整后取值8.7 cd/m2。

基本段设计亮度：原设计文件取值4.5 cd/m2，调整后取值2.9 cd/m2。

出口段设计亮度：原设计文件取值22.5 cd/m2，调整后取值14.5 cd/m2。

3.2 应用节能设备

常吉高速公路短隧道数量多，灯具照明占很大比例，用电负荷较大，在建设期间考虑照明节能控制方案，才能保证隧道后期运营的经济性和社会效益。

3.2.1 节能控制装置

由于灯具及设备用电负荷大，灯具用电量占主要，为了有效降低能耗，达到节能目标，围绕节能降耗的原则，提出了增加照明节能装置。

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关键词：高速公路；特长隧道；机电系统；维护管理；

近年来，我国高速公路隧道机电系统安全事故频频发生，使高速公路管理部门不得不对隧道机电系统的维护管理工作引起足够的重视。做好高速公路特长隧道机电维护管理工作，不仅能够延长机电系统的使用寿命，同时还能够保证隧道交通的安全畅通。

一、高速公路特长隧道的机电系统基本概述

高速公路特长隧道内部的机电系统是保障隧道安全与稳定运行的关键因素，该系统中包含了通风系统、监控系统、供配电系统、照明系统、紧急电话系统、消防检测系统以及广播系统等等，这些系统各有其功能性及作用，为使相关研究者对高速公路特长隧道的机电系统有一个清晰了解，笔者采用图表的方式对隧道机电系统进行了明确阐述：

机电系统名称 通风与照明控制系统 监控系统 供配电系统 紧急电话与广播系统 消防检测系统

应用与划分 为道路使用者提供规范行车环境 闭路电视监视系统用于隧道交通状态监视；交通控制和诱导系统属于外场控制设施 可划分为照明、通风、隧道监控、火灾报警以及紧急电话等用电系统 紧急电话系统主要是在交通异常以及火灾情况下应用；广播系统则是在交通异常及火灾过程中应用 利用系统内部火灾探测器可对物质燃烧时产生的化学及物理变化进行准确检测

功能 交通阻塞情况下见便于疏散，缩短疏散时间 前者用于确认隧道中是否存在事故、阻塞以及火灾等异常及情况；后者用于排除隧道交通阻塞 其主要功能是在隧道正常运行或者应急情况下文为隧道提供电源保障 紧急电话系统可为工作人员提供语音通信服务；广播系统则可实现对交通或者火灾现场的组织管理 可以早期发生隧道交通运行过程中的灾情，对降低火灾损失，保障人们生命及财产安全

二、高速公路特长隧道机电系统现状分析

我国高速公路特长隧道机电系统还存在一定的不完善之处，机电系统的不完善主要是两方面因素造成的，首先是受设计水平的制约，近年来我国高速公路隧道机电系统设计水平虽然在不断提升，但仍存在多方面不足，在机电系统设计中设计人员并未对隧道机电系统进行深入探究，缺乏创新想法，导致高速公路隧道机电系统设计缺乏技术性与创新性，无法满足我国高速公路发展的多种要求。其次是高速公路隧道机电研究问题，我国虽然针对隧道机电系统设计制定了一部分隧道规范与标准，为隧道机电系统设计提供了一定依据，但从目前运营单位实际反映来看，我国隧道规范与标准还有待进一步完善。此外我国在隧道机电系统设计过程中，隧道机电系统中所需要的多种硬软件设备基本上是依靠进口，例如火灾报警器、光端机、CO/VI、UPS、综合数字继电器等等，这些进口设备造价较高，并且若国内没有这些设备的维修点，再寄回国外进行维修，会产生大量的维修费用且维修时间较长，不具有经济性。

三、高速公路特长隧道机电维护管理策略研究

1.隧道机电系统维护的全过程管理

隧道机电系统包含了诸多子系统，并且每个系统的功能性也有所区分，要想达到隧道机电系统维护效果，就要对隧道机电系统进行全过程维护管理，在维护管理中需要对机电系统进行先天阶段与后天阶段管理，所谓的先天阶段是指隧道机电系统的设计阶段，做好隧道机电系统设计是做好隧道机电系统维护工作的基础条件。后天阶段管理则是指隧道机电系统应用过程中的维护管理，在使用中需要对机电系统进行定期检修维护，若在检修维护中发现机电系统故障，应及时采取相应的解决措施，最大限度的降低机电系统故障对高速公路特长隧道机电运行的危害。

2.隧道机电系统内部的设备维护管理

在隧道机电系统建设时要保证机电系统中具有关键数据，其内部设备需要具备自我保护功能。当系统内部设备在运行过程中发生故障时应及时采取切实可行的措施，以此来保证隧道机电系统的连续性运行，以免系统运行中断影响高速公路隧道交通安全，因此要对隧道机电系统内部设备进行重点维护管理，它在一定程度上能够决定机电隧道机电系统运行质量。基于机电系统内部设备在隧道机电系统中的重要性，相关维护管理人员应全面保障内部设备的稳定与可靠运行，为了从根本上保证机电系统的不间断电源供应，应派遣专业人员对机电系统内部设备进行定期检修维护，对于已经出现老化迹象的设备应及时更换。隧道机电系统设备包括消防、监控、通风、救援、配电以及照明等设施，维护管理人员需对每个设备进行精细化管理，并针对机电设备制定巡检细则，充分发挥机电系统设备维护管理的作用。

3.对隧道机电系统维护人员的科学管理

机电系统维护管理人员是决定隧道机电系统维护管理水平的关键，其是机电系统维护管理工作的直接实施者与管理者，对隧道机电系统维护人员进行科学管理，全面提高机电系统维护管理人员的技术水平、管理水平与责任心，才能达到良好的机电系统维护管理效果。那么要实现对维护管理人员的科学管理，首先应对维护管理人员进行技术培训，定期派遣维护管理人员对各个机电系统设备生产厂进行相关课程培训，不断提升维护管理人员的技术水平。其次要适当鼓励维护管理人员，充分调动维护管理人员的工作积极性，对于在维护管理工作表现较为优秀者，可以给予一定的物质与精神奖励。

四、总结

隧道机电系统是支撑高速工程特长隧道安全与稳定运行的重要因素，对隧道机电系统以及内部设备进行维护管理，可以提高高速工程特长隧道机电系统运行的安全性能，是降低或者避免机电运行安全事故发生的必要举措，对维护高速公路隧道整体的良好运行重大意义。

参考文献：

[1]陈建霖.浅谈高速公路隧道机电系统的现状及维护管理[J].科技创新与应用，2013，9（20）：192-193

[2]温春新.浅谈高速公路隧道机电系统的现状及维护管理[J].百科论坛，2012，4（15）：377-378

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关键词LED 照明 公路隧道 节能 调光

中图分类号： U459.2 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

交通运输行业是国家确定的节能减排的重点行业之一，国务院明确要求加快建设以低碳排放为特征的交通运输体系，发展资源节约型、环境友好型交通行业。作为交通领域节能减排重点，隧道节能备受社会关注。

以湖南省某3km长高速公路隧道为例，其照明总功率接近300kw，按照每天有一半左右的灯工作，电费按0.6元/度计算（实际电价还在不断升高），每年的电费大约是80万元，每天平均是2160元，如果将3km的隧道折算成多座中短隧道，例如换成10座300m的隧道，由于这些隧道主要都是加强照明，其照明总功率接近1400kw，按照每天有一半左右的灯工作，电费按0.6元/度计算，每年的电费大约是307万元，每天平均是8400元，电费的支出将更是惊人。

隧道照明成了困扰公路运营单位的沉重经济负担。而为节约隧道照明费用，减少电费支出，国内部分隧道，特别是刚建成通车且车流量不大的高速公路隧道，出现了运营管理部门关闭部分隧道灯，或关闭一侧灯光，甚至全部关闭的极端现象，严重影响安全行车。如何解决安全行车与节约能源之间的矛盾，达到“安全行车与高效节能的完美结合”，是摆在当前隧道管理者、建设者、运营者面前一项急需解决的重大任务。

2 隧道照明光源

隧道照明中一般选用的光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯和高压汞灯以及新兴的LED灯等。隧道常用光源性能对比如下表所示

从表格数据得出LED灯具有显色性好，色温高，寿命长，电源效率高，光效出众的优势，可见LED灯具作为隧道灯具具备先天的优势。

3 隧道照明节能控制方式

3.1 隧道照明节能控制一般原理

隧道照明最根本的要求是:满足司机视觉要求，满足人眼适应曲线。

隧道照明节能控制原理，即是在一定隧道条件下，不同运营工况及外部环境条件下最优计算隧道照明需求并实时精确控制照明输出的方法。这主要包含了两个方面的内容：一是，照明需求的最优化计算；二是，实时精确的照明控制输出。

“照明需求的最优化计算”实际是要满足规范的要求，是对现有规范的执行。设计中以交通量、车速参数为基础，设计参数一般考虑了远期的照明需求，目前也有采用分期实施的做法。

“实时精确的照明控制输出”实际是理论与实际的有效结合，实现一种结构简单、可靠性高、性价比高、控制精度高照明系统。

实时精确的照明控制输出对于节能的一般原理，如下图示(x 轴时间T，y 轴亮度需求L)。传统的分级控制方式（曲线C1）照明亮度等级少，控制响应及调整频率低，造成能源浪费。动态调光方式整个照明控制输出接滑曲线，可以快速响应跟踪照明需求曲线，可以得到最优的控制效果并能够达到节能的目的。

Q 照明计算需求曲线，C1 传统分级照明供给控制曲线，C2 节能照明控制供给控制曲线

3.2 隧道照明节能控制方法

1) 传统的回路分级节能控制

在隧道设计时，采用规范中的算法表计算所需的调光回路；属于静态控制，即只能按固定模式进行控制，主要根据人工或者传感器反馈的固定阙值来进行判断。

具体做法分为两个部分，一部分是对于隧道口部照明的控制，根据室外亮度检测装置，对隧道口部加强照明灯具经行部分关闭，来降低隧道口部的亮度。

另一部分就是隧道基本照明灯具根据隧道的运营时段需要（白天、夜间、午夜）对基本照明灯具进行批量的关闭，以实现对亮度的控制。

2）智能化的亮度精确节能控制

在隧道设计时，按最高标准进行计算；属于动态控制，即能根据隧道的实时状态进行相应的精确亮度控制输出，控制范围从10%-100%，涵盖了任何参数的影响范围（各类参数的细小变化都能直接反应到控制结果上），并且能与其它机电系统进行联动控制（如消防系统联动应急照明）。

亮度节能控制方法现在主要有两种控制模式：

分级调光LED控制系统

无级调光LED控制系统

在亮度控制方法上建议采取无级调光方式，相比分级调光，无级调光在精确度上更高，更能满足环境参数变化范围大的隧道，节能优势更显著，控制方式更合理。

3.3．回路控制方式与智能化控制方式的对比

传统的回路控制方式之所以没有智能化的亮度控制方式节能、安全、高效，是因为：

a．洞外亮度指标固化，对适应季节、时间段变化方面不够灵活。

隧道加强照明标准值是根据隧道洞外亮度乘以一个系数得来的。以80km/h的双车道单向交通为例，若设计交通量大于等于2400辆/h时，其入口段的亮度折减系数为0.035。下图为不同的洞外亮度情况下加强照明能耗相对百分比，以4000 cd/为100%。从图中可以看出，洞外亮度对隧道能耗影响相当大。这也给节能带来了相当大的空间。虽然在设计隧道照明时，我们要求按照夏天中午时的最大洞外亮度进行计算，并考虑到足够的冗余，以确保运营期间的每一天且灯具的亮度衰减到额定值的下限时，洞内照明强度依旧能够满足规范要求。但在实际运营期间，洞外亮度会随着天气、季节和时辰的不同而每时每刻都在变化，而且肯定不是一个固定数值，相关参数、要求也对应的在变换。

从上图我们也可以看出晴天分级调光系统与LED无级调光系统的调光功率、能耗对比。图中曲线上部的面积即为浪费的电能，它是实际需求能耗的三倍以上。即使是应用传统四级调光系统的LED灯，其晴天的能耗也是实际需求的2倍。

夜晚加强段的过度照明

对于东西走向的隧道而言，若入口位于隧道的东侧，则上午阳光照射到东面，使洞口亮度较高。午后东面山体转为阴暗面，洞外亮度急剧下降，这使得入口段加强照明的强度较上午又大幅减小。采用亮度智能无级控制后，洞内照明就会顺应下图的这种变化，其LED功耗夏至晴天照明能耗仅为钠灯的18%，冬至时仅为12%，节能高达80%以上。

b．设计维护系数和冗余所产生的电能浪费

通常在设计灯具功率时，必须考虑一定的维护系数，以确保运营过程中当光源亮度衰减和灯具受到污染而使亮度下降30%以上时，其照明强度依旧能够满足规范要求。在《公路隧道通风照明设计规范》中，维护系数取0.7。如某一隧道基本照明选用100W的灯具亮度刚好满足规范要求，则在实际设计时必须选用功率大于143W的灯具。即使这样，也还是会有风险，因为倘若光源光效稍微差一点，就有可能造成运营一段时间后亮度低于规范要求。因此为了确保隧道照明始终能够满足规范要求，通常设计时还需要考虑一定的设计冗余。一般在1.2倍左右。上面100W刚好满足的灯实际的设计功率应在170W左右才符合要求。在实际运营期间，如果单侧开灯，则亮度不够，如果双侧开灯，则过度照明现象严重，这是恒定亮度灯具的一大弊端。

夜晚的过度照明

如果采用LED亮度无级控制，即可有效地防止由于设计维护系数和冗余所产生的电能浪费现象。

c．隧道照明的分时、分路控制造成频闪效应的再次出现，严重影响安全

在设计隧道照明方案时，要考虑到人的明适应和暗适应因素，重视过渡空间和过渡照明的设计，避免频闪效应。但在实际隧道的设计中，隧道照明多采用分时、分路控制。在运营过程中，为节约能源或降低晚间的照明，往往会关闭部分照明，使得频闪效应再次出现，对行车的安全造成了威胁。

LED亮度智能无级控制系统采用的是无级智能单路控制，无须分路控制，且全天候总体照度调节，可根本上解决频闪效应的再次出现，实现减排的目的。

分路控制造成的照明不足和频闪影响行车安全

d．隧道照明灯具的质保期过短、更换频繁、日常维护费用高昂

荧光灯应用于隧道照明中，虽然新购灯具的费用相对较低，但一般情况下需隔年更换一次，最长也不过三年。有的隧道即使采用了LED灯具，因其全天候的满负荷（100%功率）工作，光衰较为明显、导致其不得不提前更换，且目前国内厂家的质保期多为18-24个月。灯具的频繁更换与当今节能低碳的主题不符。

LED亮度智能无级控制系统因是根据洞外亮度采用无级调光控制，60-80%的照明时间的功率仅为满负荷的40-50%，可大大延长发光体寿命，延迟光衰。故系统质保期为5年完全可以实现。

e、传统分级照明控制系统与智能无级调光照明控制系统对比表

4 智能无极调光控制方式更利于节能

智能无级调光控制系统较普通分级控制系统控制方式灵活，系统结构简单，全程自动控制，节能性能卓越。智能无级调光控制系统的优势主要体现在：

(1)由于隧道照明系统的加强照明功率能够根据洞外亮度实时调整，因此一年中只有夏天的中午灯具才接近满功率工作，大多数时间均在10%-60%的功率下工作，而基本照明的设计冗余留到远期再用，近期的工作功率也低于灯具的额定功率。这使得灯具和电源的长期工作温度非常低，不仅可大幅减少LED的光衰，还延长LED和电源的寿命。

(2)下半夜功率可同步减半，灯具配光特性保持不变，避免了关灯过多所产生的危及行车安全的频闪效应。

(3)系统设计简单、可靠，只须2个控制回路，一个基本照明回路和一个加强照明回路。且为保障安全，控制与供电系统在物理结构上分离，互不影响，当控制系统失效时，有5种冗余方案可供应急使用；最差的情况下，当控制系统整体瘫痪失灵，所有的照明设备将满功率工作，不会使隧道处于黑暗之中。

(4)当隧道未达到设计车流量时，可依据规范对洞内照明强度进行相应折减，折减量可根据需要任意设定，以确保在满足规范的前提下最大限度地节约电能，避免过度照明，使系统真正实现了设计师所追求的按需照明的设计理念。

(5)联动性强，可与其它子系统兼容并联动，完全达到建设机电一体化综合控制平台的要求。

(6)完全智能化的控制机制，可自适应调整控制方案，无需人工干预，可远程进行维护和监控，减少人工，提高管理效率。

隧道照明能耗浪费巨大，绝非照明设计的不合理。相反，隧道照明设计绝大多数都是合理的。归纳起来，电能浪费的根本原因在于：现有控制节能方式无法适应洞外亮度变化，光源光衰较大导致维护系数取值较低，传统及大部分LED灯具亮度无法控制使之不能实现按需照明以及精确的控制。因此，在公路隧道照明领域，采用亮度可控的灯具以及精确的控制方法是消除过度照明的最佳途径。

LED亮度智能无级控制系统应用于公路隧道照明，既可起到安全通行的目的，又可起到节能降耗的目的。

参考文献

[1] 中华人民共和国行业标准. JTJ 026.1―1999 《公路隧道通风照明设计规范》

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【关键词】公路隧道 供配电系统 设计

高速公路隧道供配电系统是高速公路安全运行的基础保障。现今高速公路工程建设不断向山岭高原地区扩展，其中隧道的建设比重也在不断加大，从而对公路隧道供配电系统的设计提出了更加严格的要求。面对越来越重要的隧道供配电系统设计工作，其中存在的各种问题也变的突出并需要通过及时合理的措施加以解决。

1 变压器容量选择问题

公路隧道供配电的相关设计中，选择变压器容量的方法，通常是把隧道变电所中计算负荷的总值平均分成两部分，使用相同容量的两台变压器各自承担一部分负荷。当出现一架变压器发生故障或者外电失电情况发生时，另一架将承担全部电力负荷。这种通常的选择方式存在两点缺陷：

第一，隧道用电设备重要集中在通风和照明设备上。通风设备方面，其设计一般都是依照一次设计分阶段施行的方式进行。在交通量低的时期，通风设备需要的电力负荷也相对较低，但是随着交通量的积累增加，通风所用的电力负荷也相对增长。交通量高低所需要的通风电力可能造成数千瓦的差值。因此，在交通量低的时期选择适用于高交通量阶段的变压器会形成资源浪费。

第二，每台变压器都需要具有应对紧急情况，在必要条件下具有承担全部电力的能力，这就要求变压器选取中，需要根据总计算电力负荷进行选取。正常状态下的变压器的承载概率是50%甚至更少，因此在紧急状况的运行中易导致低运行效率和高损耗的出现。

针对上述缺陷，可以选择交通量低的阶段的电力负荷作为参考首先使用低负荷的变压器，并采取逐步添置变压器的方法或者在一定阶段后调换大容量变压器，来适应交通量增加带来的高负荷供电需求。变压器选择需满足容量可承载全部一级电力负荷和一部分二级电力负荷，以及变压器额负载率保证在0.6到0.8之间这两个条件。这样的选择方式，可以保证正常状态下，每架变压器的效率均达90%以上，并且在紧急状态中，可以运用干式变压器具有的短时过载功能，切实保证供电，达到经济、安全的目的。

2 变压器保护装置

现今在高速公路隧道供配电设计进程中，多采用断路器对变压器进行保护工作，而对于负荷开关加熔器的使用则相对较少。设计人员多认为断路器的保护效果好于负荷开关加熔器，实则在供配电机制中，经常会出现利用开关切换电力负荷的情况，而电力短路的现象是较少出现的。断路器根据较少出现的短路电流而设计，具有内部结构复杂、造价高等特点。而负荷开关加熔器的运行机制则是分离控制功能和保护功能，负荷开关可以进行对频发的负荷功能的切换，熔断器则进行不常出现的短路保护。断路器装置上由于存在继电保护，算上燃弧和启动时间，通常一次开断所用时间在60毫秒以上，相比之下，限流熔断器拥有速断功能，切除故障只需要10毫秒甚至更短的时间，进而能够更加高效地保护变压器。

此外，对于变压器的保护装置，在选取上也不能采取一成不变的模式，不同的保护装置会起到各不相同的保护功用，需要依据实地相关章程，结合实地情况，进行具有一定针对性的选取工作。根据万伏供电机制的设计章程，当变压器的容量小于等于500千伏安的时候，选择高压熔断器进行保护；当电压器的容量大于500千伏安的时候，应该高压断路器进行保护。

3 应急电源配置工作

公路隧道中需要安装应急电源，以防止在突发事故的情况下保障照明、监控等应急措施得以正常运转。公路隧道的照明监控设备在紧急情况下会发挥重要作用，需要保证应急电源供应的稳定充足，因此，在应急电源的选取方面需要对诸多元素进行考虑。应急电源的选取工作需要依据应急状况下的电力负荷情况、持续时间、电源特点等各种因素进行综合参考，从而确保安全、经济、合理。

应急电源的种类不同，在实际的设计安装中，只选取一种可能无法满足应急需求，并且难以保证安全稳定。一般情况下，在公路隧道特别是事故会造成较大程度危害的高速公路隧道方面，需要选取两种以上的应急电源作为组合式电源进行应急操作。当应急电源是源自电网的独立式电源时，供电需要从外路引入独立电源，独立电源数量为两路，保证一路出现问题，另一路可以保持供电。这样可以保持供电容量的稳定和供电时间的延长。

4 失压脱扣装置的选取

公路隧道供配电的设计中，一些设计工作人员选择低压断路器方面的失压脱扣装置，为了在室内停止供电的状况下，将不重要的电力负荷关闭，从而确保重要的电力负荷可以得到应急电源的正常电力供应。但是，当市内电力恢复正常是，如果隧道供配电机制中没有设置自动设备，那么需要人工进行合闸，为送电工作造成不变。此外，失压脱扣装置长时间通电会造成电力浪费，而且在夜间，电网电压的升高以及空气潮湿的原因，会加大失压脱扣烧损的概率。针对这种状况，出线断路器在低压配电系统中不使用失压脱扣装置，改成分母线分别配置重要电力和非重要电力。这样，在失去市内电力供应的状况下，切断非重要电力母线上的断路器，应急电源得以集中对重要电力母线上的装置进行供电。

5 结束语

高速公路隧道供配电系统对高速公路隧道的正常运行和安全保障起着重要作用。在高速公路隧道的建设工程中，需要充分考虑供配电系统的重要作用，针对各种实例进行问题情况的分析总结，并结合实地情况制定适宜的措施方法进行设计工作，保证隧道供配电系统的设计符合规范要求和实地情况，根据施工工程的实际情况进行设备材料的选取，从而保证高速公路隧道供配电系统的设计具有安全、经济、合理的保证，保障施工的正常运作和隧道在安全稳定的状况下使用。

参考文献

[1]高远望，冯杰.隧道供配电及照明体统中节能技术综合应用探索[J].电力设备，2013（08）.

[2]黄利华.论变压器电能损耗及节能措施[J].铜业工程，2013（12）.

[3]谭迪.中亚电能传输系统用于高速公路供配电工程[J].电气时代，2011（15）.

篇9

【关键词】公路 长大隧道 通风技术

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

随着我国高等级公路建设的蓬勃发展 ,山岭重丘区的高等级公路 ,越来越多以隧道的形式穿越高山峻岭 ,其中不但有中、短隧道 ,更有长隧道、特长隧道、隧道群及技术含量较高的连体隧道等。就目前情况看 ,公路隧道的施工更多地是采用新奥法进行的 ,开挖基本上仍然采用钻爆的方法 ,出渣多采用无轨运输。在隧道施工中 ,对短隧道来讲 ,通常采用自然通风就可以解决洞内施工环境问题 ,而对中长隧道 ,特别是特长隧道 ,施工通风就是一项必须着重解决的难题。

二、公路隧道通风设计中应重视的问题

1、交通量预测

交通量的大小是确定道路是否需要建设以及建成什么等级的控制因素。交通量的确定应该是一个严谨的科学推导过程。但由于主观或客观原因往往造成交通量预测不准确。一方面，在工程可行性研究阶段，为了工程立项，往往夸大交通量，导致通风土建、设备、运营费用的浪费。另一方面，在一些经济发达地区，由于近些年经济发展较快，也出现了交通量的增长远远超出了原先的预测，导致通风设备不够或通风方式已不适宜。

2、交通量与行车速度的关系

《公路隧道通风照明设计规范》[1] 规定设计交通量为混合车高峰小时交通量，计算行车速度为洞内线形行车速度。在很多隧道的通风计算中，就直接按给出的交通量和行车速度取值，实际上这种做法是不对的。根据交通工程学有关知识，车流密度、交通量和实际行车速度有一个对应关系：当车流密度与交通量较小时，车速可以达到最大值，即洞内线形行车速度；当车流密度、交通量逐渐增大，车速就随之逐渐减小，直至达到一个合理速度，这时交通量最大；当车流密度继续增大，交通量反而减小，车速也减小，直至形成阻塞。因此在通风计算中必须根据交通量科学地计算实际行车车速。因此，在通风计算中，前期车速可以取到80 km/h，后期车速只能取到60 km/h。

3、稀释空气中异味的需风量计算

稀释空气中的异味是从提高行车舒适性角度考虑的。《公路隧道通风照明设计规范》[1]规定：隧道空间不间断换气频率，不宜低于每小时5次；交通量较小或特长隧道，可采用每小时3~4次。

另外，在较长的下坡隧道需风量计算中，往往稀释空气中异味的需风量最大。例如沪蓉国道主干线宜昌至恩施高速公路龙潭隧道右线，远期车速60 km/h时稀释CO的需风量为277.5 m³/s、稀释烟雾的需风量为319.5 m³m3/s、火灾工况下的需风量为173.8 m³/s，而换气频率每小时取4次时需风量达到590.9m³/s，如果将稀释空气中异味的需风量作为控制需风量，就会大大增加通风工程费用。

还应该注意的问题是，稀释空气中异味的需风量计算只与隧道长度、截面面积相关，与交通量的大小无关。如果将稀释空气中异味的需风量作为控制需风量，那么不管交通量怎样变化，控制需风量是一样的，这就意味着隧道内的机械通风设备要满负荷不停运转下去。这明显不合理。

三、 火灾通风计算应该考虑的内容

1、必须满足火灾发生时的通风需求

由于隧道火灾的随机性，通常很难提前预防。加之隧道环境封闭，灭火救灾困难，一旦发生火灾，损失巨大。可以肯定地说，防火救灾是目前公路隧道通风的难点，而且是今后很长时间内需要研究的课题。因而，在研究通风方案时，对于隧道防火区段的划分、横通道的设置、横通道的开启与关闭、烟流排出的路径与速度、逃生通道的空气补给、避难洞的新风需求、隔温安全段的长度和降温措施、送排风口的间距和面积、火灾时的风机控制、部分风机损坏时的风机调配等，都要逐一详细研究。而对这些问题研究，在通风设计的初期，往往考虑不够，正确的做法应该是分阶段分层次进行，将隧道的正常通风以及安全等级、防灾救灾预案的制定综合考虑，逐步深入。

2、通风结构的优化研究

特长隧道多采用竖井送排式分段纵向通风。其中竖井的结构构造近几年已形成了一个相对固定的模式，但通风结构的优化研究远远不够，特别是缺少细部优化。事实上竖井纵向位置、竖井与隧道正洞相对关系、送排风口间距、竖井与隧道正洞的连接形式、导流叶片的形状尺寸、竖井断面、上下联络风道形状尺寸、轴流风机进出口联络通道形状尺寸、轴流风机组合形式、送排风塔组合形式等等，不但很值得研究，而且有很大的效益可挖。文献[5]、[6]在这方面做了有益的尝试，取得了一些成果。

四、黄竹山隧道工程概况：

黄竹山隧道位于京台高速公路宁德市境内，与福州境交接。

A5合同段起于古田县绊洋乡淮溪村，起点桩号YK91+100，路线穿淮溪隧道(长2976.5米)至上党村，穿黄竹山隧道(长8649.55米，其中宁德市境4403.06米，福州市境4246.5米)，路线终点位于宁德、福州市交界处的黄竹山隧道内，终点桩号K98+793.731，与福州市境A1合同段相接，其中通风斜井位于福州市境A1合同段。我部负责施工的宁德段须独头掘进4403.06米，无斜井，最大通风距离4.4Km，通风难度较大。

主要设计参数

黄竹山隧道进口段4403.05m、单向掘进；具体的参数详见表1.

表1 隧道施工主要参数表

1、通风参数计算和通风机选择

（1）通风量计算

作业机械消耗风量。运渣车运营通风交通量，如下：

N =2×(S1／V1)／TZ +1 (1)

其中，N 为运渣车辆台数，辆；S1为隧道掘进长度，km；V1为车辆洞内行走速度，km／h；TZ为装渣时间，min。运渣车辆功率为200 kW，每1 kW 配3 m³／min风量。Q =P×N × W =2 940m³／min。考虑内燃机械施工时间的差异及车辆使用年限等因素，修正系数取1．1。

2 940×1．1=3 234 m³／min。

洞内风速：3 234／60／106=0．51 m／s>0．15 m／S(排尘风速)。当开挖长度为2 700m～3 200m时，需通风量为3 234m³／min。

（2）最小风速确定风量

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

（3）同时在洞内作业最多人数

开挖+衬砌十找平层及边墙基础+底板施工+电缆槽=40+50+15+20+20=145人。

Q =k×m× q=1．1×3×145=478 m³／min。

（4）阻力计算

对最大输送距离进行风阻计算：

SD-N010风机：h摩(1．5 rn)=314．5 Pa，

h局(1．5 m)=29．6 Pa；

SD-1250风机：h摩(1．8 In)=329．2 Pa，

h局(1。8 ITI)=44．6 Pa。

总风阻值分别为：h总(1．5 m)=314．5+29．6：344．1 Pa，

h总(1．8 m)=329．2+44．6=373．8 Pa。满足风机风阻要求。

2、通风设备及动力

根据计算结果，出口配置SDF-1250，SD-N010各1台；进口因输送距离长、多个衬砌台车作业，漏风率难以控制，因此2 850 m～3 200 m时采用2台SDF-1250风机同时工作，如该段漏风率控制在20％以下，可减少1台。

五、通风方案设计

1、进、出口通风设计

当开挖长度小于650 1TI时采用SD-NOIO风机同时高速运转。当开挖长度在650 m～2 100 m之间时采用SIGN1250风机同时低速、高速运转。当开挖长度在2 100 m～2 850 m之间时采用SD-N010，SD-N1250风机同时高速运转。当开挖长度在2 850 m～ 3 200 rn之间时采用2台SD-N1250风机高、低速同时运转。

2、通风方式修改

以上通风方案进口开挖长度在1 300 m～1 500m之间时通风效果较差。因此进口开挖长度在1 500 m～2 100 m之间时通风方式适当调整：采用混合式通风，SD-N1250风机往洞外抽，SD_N01O风机往洞掌子面供风，两风机间距离错开60 rn，以加快空气循环速度、减少漏风率。风机及配套供电变压器随综合洞室开挖往前移动，通过方案调整较好解决该段通风问题。

结论

公路隧道通风是长大公路隧道建设中必须认真研究和解决的重要问题。本文提出通风设计中存在的一些问题，并探讨了解决这些问题的基本思路，旨在引起同行们的重视，加强公路隧道通风基础理论和应用技术的研究，使我国公路隧道的通风设计工作更为完善。

【参考文献】

篇10

关键词：隧道路段；灯光照明；照明控制；

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

白天，当汽车接近隧道时，由于环境亮度突然由高变低，从隧道外部看照明很不充分的隧道入口时，是一个黑洞（长隧道）或一个黑框（短隧道），导致驾驶员减缓行车速度，这种现象被称为“黑洞效应”，也称为暗适应；出洞时刚好相反，白天在隧道出口因外部亮度很高，驶出隧道时亮度迅速由弱变强，视觉上会出现眩光而倍感不适，也会影响驾驶员的行驶，被称为“白洞效应”，也称为明适应。由于人眼视网膜锥体细胞和杆体细胞的感光能力存在着差异，使得暗适应与明适应的时间差异较大，驾驶员驾驶车辆从一个亮度很大的视场突然进入一个暗视场中，视觉的暗适应时间一般需要5～10分钟，完全适应则需要30分钟，特别是在刚开始的数十秒内，驾驶员几乎不能视认视场中的有关障碍物，这对隧道入口区的行车安全影响很大。出隧道时，是从一个暗环境进入一个高亮度的视场，这种光适应时间较短，一般只需要数秒，最长不过一分钟，给驾驶造成的视觉障碍相对较轻。因此，影响最大的为进入隧道的视觉暗适应。以上几种现象无疑会增加驾驶员的心理负担，产生紧张、恐惧心理，影响行车安全。因此急须针对隧道路段驾驶员行驶时视觉变化进行研究，并分析隧道路段的照明变化情况，设置有效的照明控制设施。

2.隧道路段灯光照明的改善与隧道照明控制

1）隧道路段灯光照明的改善

当驾驶员白天驶入与驶出隧道时，眼睛需经受“明适应”与“暗适应”，影响驾驶员的驾驶行为，这也是隧道进出口经常发生交通事故的主要原因。为此，采用隧道入口—隧道中—隧道出口照明亮度渐变的方法更能让驾驶员在隧道路段行车舒适。即在接近隧道段、隧道进洞口段、过渡段、隧道内部正常段、隧道出洞口段通过设置不同的亮度，给驾驶员逐渐适应的过程，减少适应滞后的不利影响。

（1）接近隧道路段

这一路段不在隧道内，是隧道洞口向外的延伸路段，从这部分区域开始，驾驶员必须能够清楚的看到隧道的位置和隧道前的障碍物，从而在不减速的情况下顺利驶入隧道。其设计长度由车速而定，是为了给驾驶员从正常路段驶入隧道适应的长度和时间，一般取100米。驾驶员在接近隧道的这个区域的适应能力决定着隧道洞口所需的灯光强度，所以这里提出驾驶员视觉适应的长度为L20的计算方法，其长度等于从汽车前悬至洞口的距离，通常也叫做停车距离，如图4-3所示。这种方法是通过综合考虑外界环境亮度和天空亮度及道路条件所建立的20°视觉椎体所确定的长度。这段亮度也是由外界环境的亮度决定的，白天通常可在3000cd/m2～6000cd/m2。其亮度将会影响隧道进洞口段、过渡段和中间段的亮度。为降低隧道内部各段的亮度以节省能源可在接近段采用遮光。遮光的方法可采用百叶天棚的方法降低洞口的亮度，或在洞外两侧植树也是比较经济的措施，越靠近洞口处植树越密，树冠也要大些，最好使之遮住自然光。

图1 隧道入口20°视觉椎体

（2）隧道进洞口段

这个区域也称为加强段，其长度和停车距离相等。这个区域的第一部分，所需的亮度必须保持连续，并与外部交通条件相关联，必须能够顺势过渡到外部亮度。在这个区域末端，所提供的照明亮度应能逐渐减少到开始的40%。这个区域驾驶员视觉所需亮度适应长度用Lth表示，如图2所示。隧道进洞口段亮度可按式1-1计算：

Dth=k×D20 （1-1）

式中Dth——入口段亮度（cd/m2）；

k——隧道进洞口段亮度折减系数；

D20——接近隧道路段亮度（cd/m2）。

这一段是进入隧道洞口后的第一段，其长度至少等于驾驶员的安全刹车距离，对车速为80km/h的车辆其值取140米。开始亮度相对较高，以后逐渐线性下降，其末端亮度约为最初亮度的40%。加强段的照明可以是隧道内的灯光,也可以在隧道口通过建造遮阳棚来达到目的。遮阳棚的结构经过合理设计,可以控制自然光到达路面的多少从而得到合适的亮度,但需注意不要在路面上产生干扰性阴影或光闪烁。

图2隧道洞口内外亮度变化

（3）过渡区

在过渡区，亮度能逐渐降低到隧道内部所要求的亮度。这个区域驾驶员视觉所需亮度适应长度用Ltr表示，如图3所示。其亮度应按梯度不超过1：3的比例下降，基本末端亮度为隧道内部正常路段的三倍。国内一些照明设计项目还将过渡区按设计车速分成三段，且这三段的亮度按照隧道进洞口段亮度的0.3，0.1和0.035倍下降，有的设计项目对200米以上的隧道过渡段长度采用40米，其亮度为2.5 cd/m2。

（4）隧道内部正常路段

这个路段位于过渡区和隧道出洞口之间，经常是隧道路段最长的区域，所需照明亮度与车速和交通密度有关。内部段的照明无需任何变化,只要提供均一的稍高于普通开放式道路照明水平的亮度即可.除了高亮度使驾驶员感到更安全外,还要考虑路面的反射条件,需要相对较高的亮度主要是因为在隧道内由于污染的影响降低了能见度，这个区域驾驶员视觉所需亮度适应长度用Lin表示，如图4-5所示。在这一段，驾驶员已适应隧道明暗变化的过程开始进入稳定行车阶段。一般车速80km/h时的亮度为4.5 cd/m2，当车流量大时可适当提高，当隧道内部的距离较长时可适当降低一些亮度以节省能源消耗。

（5）隧道出洞口

在这个区域，驾驶员的视觉主要受白天隧道外部光照强度影响。驾驶员视觉所需亮度适应长度用Lex表示，如图3所示，其长度约50~60米左右，亮度可提高到隧道内部的5倍或为外界亮度的1/10，由于人眼从暗向明视觉的调节速度极快，隧道出口并不需为视觉适应增设照明，但是,为使驾驶员在明亮出口的视觉背景下可清晰看见前面大车阴影中的小车,以及离开出口时有良好的后向视觉,或为应急时和维护时可双向运行,可以使出口的照明和入口照明保持对称布置。

图3隧道内部亮度变化

由此可见，隧道路段各个区域所需的灯光强度不仅需要随着驾驶员视觉的逐渐适应能力而改变，而且受车速和交通密度的影响。隧道路段的灯光照明必须给驾驶员舒适安全的感觉，并能够使驾驶员的视认性最大化。

2）隧道照明控制

设置隧道照明的目的是要让交通流正常、安全的通过隧道，使驾驶员能很快的适应隧道内的亮度并以和正常路段相同的速度驶出隧道，并要求以最经济与节省能耗的方法布置。然而，国内很多公路隧道在设计时是按照规范设计，隧道进口处布置很多照明设备，而运营时灯具很少全部开启，在需要光照强度高的的地方没有充足的照度（例如隧道洞口处），而一些不需要很强照度的地方光线照度往往过于强烈（例如长隧道内部）。因此，应通过运用由应用计算机、灯路负载控制器和光度计组成的智能化隧道照明控制系统控制隧道路段的照明。国内已经有一些高速公路隧道路段采用这种智能化隧道照明设备，很好的解决了安全与节能的矛盾。

3.结论

通过结合国内外先进研究成果，分析了长大隧道路段驾驶员生理变化行为，提出了长大隧道路段照明技术的改善方法和隧道照明控制技术，以解决驾驶员在长大隧道路段需要频繁适应光线变化而存在的交通安全隐患问题。

参考文献:

[1]高速公路交通安全设施设计规范（浙江省地方标准）[M]．人民交通出版社,2008

[2]公路隧道通风照明设计规范JTJ 026.1-1999．人民交通出版社，

[3] （JTJ074－94）高速公路交通安全设施设计及施工技术规范 [S]．

[4] （JTG/T D81－2006）公路交通安全设施设计细则[S]．