秦嶺終南山公路隧道照明設計復習課程

1、秦嶺終南山公路隧道照明設計1概述秦嶺終南山公路隧道是我國交通規(guī)劃網內蒙古包頭至廣州茂名高速公路的控制性工程，也是陜西省公路主骨當女至安康高速公路的咽喉工程隧道采用雙洞四車道，設計時速80km,全長18.02km,在山嶺公路隧道中長度居世界第二，總建設規(guī)模世界第一，是我國目前已建成的最長公路隧道。該隧道已于2007年1月20日正式通車?；谒淼涝诳臻g結構上呈 管狀性”的特殊環(huán)境，安全因素尤為重要， 往往極小的交通事故也 會誘發(fā)大的災害，照明系統(tǒng)作為安全行車最基本的組成部分， 其設計的好壞直接影響到交通 事故的發(fā)生概率。2 一般照明一般照明包括保證隧道內正常行車所必需的基本照明和消除出入口白洞”和

2、 黑洞”效應的加強照明。設計中對基本照明光源的選擇進行了熒光燈和高壓鈉燈的方案比詵,最終 確定采用光效更高、透霧性更好、壽命更長的高壓鈉燈作為終南山公路隧道的基本照明光源， 出入口加強照明采用大功率高壓鈉燈。經計算，隧道基本照明布燈方案為：兩側交錯布燈， 間距為10m,燈具安裝于距路面中心 5.3m處的隧道側壁上。為了美觀，加強照明燈具的安 裝高度同基本照明保持一致，并均勻布設于基本照明燈具間。按規(guī)范要求一般照明為一級負荷。根據(jù)民用建筑電氣設計規(guī)范(JGJ/T 16-92)第11.8.6條要求： 特別重要的照明負荷，宜在負荷末級配電盤采用自動切換些f的方式，也可采用由兩個專用回路各帶約 50%

3、的照明燈具的配電方式?！憋@然，在負荷末級配電盤采用自動切 換電源的方式”不適于隧道照明,本隧道采用由兩個專用回路各帶約50%的照明燈具的配電方式”。這樣即使在有一路 電源或一臺變壓器檢修或故障的情況下,也能保證隧道內最少 有一半燈具正常點亮，不會引起整個隧道一般照明燈具全部熄滅而對高速行駛的車輛造成危 險。隧道內的照明根據(jù)各區(qū)段在不同環(huán)境下的亮度要求及交通量進行控制。通過隧道內、外設置的亮度監(jiān)測儀和環(huán)形線圈來檢測隧道口附近的光強，并通過隧道的交通量來控制各區(qū)段的照明亮度，使駕駛員盡快適應隧道內、外的光強變化，消除因光強變化所引起的視角障礙，從而達到既滿足隧道的亮度要求，保證行車安全，又能延長燈

4、具使用壽命和節(jié)約能源的目的。根據(jù)公路隧道通風照明設計規(guī)范(JTJ 026.1-1999)要求 入口段加強照明白天分晴天、云天、陰天、重陰4級控制，基本照明分夜晚交通量大、交通量小2級控制，出口段加強照明分白天、夜晚 2級控制”。由于入口加強照明重陰(白天)這一級的照明亮度計算后比隧道中 間段所需的亮度值小，因此設計中未考慮這一級控制。3應急照明大部分駕駛者在進入隧道時一般會開啟車燈，但是還有部分駕駛者在進入一般照明全開啟的隧道后會關閉車燈，這樣做存在著很大的危險。雖然我們前面所說的一般照明是按照一 級負荷來供電的，但是也不排除兩路里返同時故障的可能。如果一般照明斷電的話，沒有開啟車燈的車輛在隧

5、道這樣一個狹小的空間高速行駛其危險性就不言而喻，會發(fā)生由于司機的恐慌而引起追尾、 碰壁等一系列交通事故。 而設置了應急照明的隧道就完全可以降低此類 事故的發(fā)生，當一般照明斷電時， 還有一部分應急照明燈具繼續(xù)工作，雖然亮度較一般照明低，但是足以使司機采取一系列的安全駕駛措施，如：開啟車燈、減速等。 應急照明的設置有以下幾種方案：(1)從布燈方式上分為利用基本照明燈作為應急的方案和單獨設置應急燈的方案。這兩種方案都可以滿足要求，由于大部分隧道采用高壓鈉燈照明，而高壓鈉燈(包括其它氣體放電燈）斷電后再起動時間較長（58min）,很難作為應急照明燈?，F(xiàn)在國內外在采用高壓鈉燈 作為照明光源在隧道中的常規(guī)

6、做法是單獨設置應急燈，這樣會造成重復投資，并且影響美觀。由于終南山公路隧道工程規(guī)模很大，單獨設置應急燈的方案較利用基本照明燈作為應急的方案投資多出 200余萬元，因此設計采用的是利用基本照明燈作為應急照明的方案。平時應急照明作為基本照明的一部分，當基本照明出現(xiàn)故障后應急照明燈繼續(xù)工作，以保證隧道內行車安全。（2）從應急電源選用上有集中設置應急 電源和分散應急電源方案。分散應急 電源一般應 用于規(guī)模較小的建筑中，而在大型建筑中由于應急燈具數(shù)量較多,考慮到維護和投資方面的因素，一般采用集中應急 電源裝置。集中應急 電源裝置一般有EPS（應急電源）、UPS（不間斷電遮）和發(fā)電機幾種,這三種方 案技術

7、比較見下表。根據(jù)上表分析：自啟動 發(fā)電機啟動時間較長,不滿足公路隧道通風照明設計規(guī)范 （JTJ 026.1-1999）第4.9.1條 長度大于1000m的隧道應設置應急照明系統(tǒng)，并保證照明中斷 時間不超過0.3s?！钡囊?guī)定，因此設計中 發(fā)電機作為應急 電源的方案不予考慮；而由于隧道的 特殊環(huán)境要求，并且從節(jié)能、壽命的方面考慮，最終應急用也選用了 EPS裝置。采用高壓鈉燈等氣體放電光源作為隧道應急照明尚無先例，我們在設計過程中對當前國內主流的高壓鈉燈做了較長時間的試驗。通過試驗證明高壓鈉燈在中斷供電時間大于5ms的情況下，部分產品有熄滅現(xiàn)象，一旦熄滅再啟動時間更長?；诔Ｒ?guī)的EPS裝置切換時間（

8、市電轉應急）為0.1s,為了滿足隧道應急照明能正?？煽康墓ぷ?，設計要求EPS裝置的切換時間小于5ms,并在秦嶺終南山公路隧道工程中得以實現(xiàn)。（3）疏散及誘導照明當隧道內發(fā)生火災時，產生的大量煙霧將籠罩在隧道頂部，并且隨著氣流方向向前推進。由于隧道基本照明燈具安裝在距路面5.3m處，大量煙霧將會使隧道內亮度急劇下降，因此對人員、車輛的疏散極為不利，可能使疏散的人員及車輛發(fā)生二次災害?；谏鲜鲈颍淼纼仍O置了疏散及誘導照明。在距檢修道0.8m高處設有疏散照明燈，采用 LED光源,間距為10m,其中每40m設 一盞疏散指示燈，以便火災狀態(tài)下指示人員安全快速地離開現(xiàn)場。每120m設一盞藍色疏散指示燈

9、，提醒司機保持與前車之間的安全距離。由于道路兩側的水溝側壁高出路面30cm,為更能凸顯隧道輪廓，避免車輛在隧道內發(fā)生碰壁”現(xiàn)象，在水溝側壁設置了誘導照明燈，采用LED光源，間距為15m（隧道出入口為10m）。疏散燈為長明燈,不受控制；誘導燈正常情況下常亮，當發(fā)生事故時，通過隧道監(jiān)控中電源由EPS提心下發(fā)指令，將誘導燈調為閃爍狀態(tài)以提醒司機謹慎駕駛。疏散及誘導照明 供。4特殊燈光照明按照正常車速行駛，穿越秦嶺終南山公路隧道大約需15min。在此過程中，由于景觀單調重復，容易造成視覺疲勞，增加駕駛人員的疲勞感。為了避免由此造成不必要的損失，在 18km的隧道沿線，每間隔 4.5km設置了特殊燈光帶

10、，每座隧道設有3處特殊燈光帶，以提供不同的視覺場景，從感覺上將18km的長隧道分成了 4個短隧道，從而調節(jié)駕駛人的視力， 減少疲勞。在一般照明燈的安裝高度，于隧道每側安裝一排藍色的投光燈向洞頂投射,將洞頂整體照亮，形成藍天”的基本色調。再用圖案燈將預先制作的白云”等圖像投射到隧道頂部，來形成藍天”白云”的效果。道路兩側，合理設置了一些仿真植物等景觀，并給以適當?shù)姆?光照明，目的是更能逼真地再現(xiàn)室外自然環(huán)境。這樣，一幅美侖美奐的藍天白云”效果就形成了，駕車穿過，有穿越時空的感覺，同時，這些仿真植物等景觀的設置，還可以起到行車 誘導作用。5照明系統(tǒng)供電簡介工程中于隧道南口設有110kV變電所一座。為保證向隧道內照明等一級負荷可靠供電,110kV變電所高壓側采用兩路 電源進線、兩臺 變壓器同時運行的方式,10kV側采用單 母線 分段接線。隧道內設置13座10/0.4kV箱式變電站向照明等負荷供電。每座箱式變電站設兩臺 空匹量，高壓側為單 母線接線,低壓為單 母線分段接線。正常情況下，兩臺配電 變壓器同時運 .當一臺變壓器或故障時,由另二【變壓器向所有一級負荷供電。每座箱式變電站的 兩路電源分別引自南口 110kV變電站10kV不同母線段。出于安全考慮，箱式變電站設于車行橫通道的支洞內；箱式變電站的兩路10kV電源分別敷設于東、西