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隧道機電工程里面的照明工程就是為了提供足夠的光照度供人民在隧道中通行,這里里面的入口光線設計、過渡段光線設計、基本段和出口段光線設計都要考慮安全因素。入口段光線設計:對光線明顯變化,人的眼睛需要一定的調(diào)整時間。如果隧道入口光線設計不合理,駕駛員在入隧道后會因為人眼需要對光線變化適應期而產(chǎn)生短暫的“失明”而造成交通事故。過渡段光線設計的目的為了讓駕駛員適應隧道這個駕駛環(huán)境,所以這一段路程的照明應該是漸變的,就是將入口段的較強照明逐漸下降到基本段的強度。因為人眼對光照變化的適應有一定極限范圍,如光亮變化大于1:3,人眼就很難沒察覺的適應。過渡段應該以基本段照明強度三倍為上限?;径喂饩€設計:一般基本段是整個公路隧道中最長的部分,這里面的光線好壞直接影響駕駛員在隧道駕駛安全問題。其光線的設計基本按照隧道的長短和人類對光線的舒適程度來確定。出口光線設計的目的和入口段一樣,防止出現(xiàn)因亮度差異,減少駕駛員對光照的適應時間。我們本著安全考慮,規(guī)范這四個方面的設計,專門起草了《公路隧道照明設計規(guī)范》。整體上來說取得的效果是良好的。但是也有不少情況存在。主要情況如下:應該設置光照的隧道沒有設計光照,《公路隧道照明設計規(guī)范》規(guī)定在100m以上的隧道都設計照明,為了降低成本有些500米左右的隧道都沒有照明設施。有些隧道有了光照設計,為了運行成本考慮,不開啟或者不全部開啟。我們隧道照明設計中明確規(guī)定照明控制應根據(jù)季節(jié)和光照等六種情況進行控制,但是,從設計開始時,就沒有嚴格的數(shù)據(jù)庫支持這個控制方案,設計過程也基本沒有很成熟的辦法來實現(xiàn)這個要求,在驗收光照設計時,也基本不能全部驗證這方面的設計。根據(jù)上面情況,我們應該更加監(jiān)督《公路隧道照明設計規(guī)范》的落地情況。季節(jié)和光照的問題,我們更應該從建立數(shù)據(jù)庫、設計更加科學、實用的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)這個有關安全的設計要求。技術上,應該提倡充分利用減光措施和設置合理的交通誘導標志來完善隧道照明設計,應該鼓勵使用節(jié)能燈具。
2通風設計的總結
公路隧道是一個相對封閉的空間,自然空氣流通不暢,尤其是一些比較長的隧道。公路隧道的里面的空氣質(zhì)量很差,有害氣體主要來源于汽車排出一氧化碳、氮氧化合物、碳氫化合物、醛類、有機化合物等汽車尾氣,其中威脅最大就是一氧化碳氣體。再者汽車行駛過程中產(chǎn)生的灰塵也是造成空氣質(zhì)量差原因之一。揚塵還能降低隧道內(nèi)可見度影響隧道交通環(huán)境。隧道通風設計就是引進大量新鮮空氣,排出一定量汽車產(chǎn)生的廢氣,這樣的做法可以稀釋空氣有害物質(zhì)的含量,提高可見度,從而保證人體健康和車輛行駛安全。同時,通風還是預防和撲救火災的一項有效設計。我國現(xiàn)有通風設計主要縱向通風、橫向通風、和半橫向流出通風這三種形式。比較三種通風方式,各有利弊。選擇隧道通風方式主要考慮隧道長度和最大設計交通流量這兩個因素。確定通風方式后,配齊相應數(shù)量的風機。機電工程設計中,還需要確定不同交通條件下的通風控制模型。我國《公路隧道設計規(guī)范》中規(guī)定了一氧化碳、可見度、風速等數(shù)據(jù),機電工程設計安裝氧化碳(CO)、能見度(VI)和風速儀(TW)等檢測儀器自動采集數(shù)據(jù),通過通風控制計算機運算來調(diào)控通風大小。近幾年,我國隧道設計中通風設計技術得到國內(nèi)外專家的認可,例如絡云山隧在通風設計上就大膽創(chuàng)新,取得良好的經(jīng)濟和功能效益。不過,為了降低工程成本,選用的模式?jīng)]有問題,可是依據(jù)的基礎數(shù)據(jù)往往比較小,也就是沒考慮極端情況。這是通風設計中的安全隱患。這樣就要求通風設計參照更加真實的數(shù)據(jù),設計量要加上一定量的安全系數(shù)。
3消防設計的總結
公路隧道中的特殊空間和運行條件決定消防設計的重要性。公路隧道這個相對封閉的空間和大量機動車輛的運動都容易造成火災和火災發(fā)生后損失比較大現(xiàn)在消防設計中主要有化水消防和化學消防以及報警、監(jiān)控和控制系統(tǒng)。消防系統(tǒng)中機電工程主要從監(jiān)控隧道環(huán)境和報警設計為主,比如,測定隧道中空氣的可燃氣體的濃度來起到預警的作用;通過設計手動和自動火災報警按鈕來達到出現(xiàn)火災時能第一時間確定發(fā)生火災的位置或者區(qū)域的作用,并在火災剛開始時,啟動水消防。對火災情況實時監(jiān)控的設計可以讓監(jiān)督人員隨時根據(jù)火災情況做出科學、合理的疏散方案。機電工程中這些設計對處理火災起到很好的作用,是隧道消防系統(tǒng)中重要的一部分。近幾年,我過越來越重視這方面的設計,取得很好的效果。不過也存在一些問題:機電設計工程中預防設計還不是太科學和實用,這方面需要采用更加先進的技術來實現(xiàn);機電工程中有這方面的設計,可是設計時考慮的情況比較單一,不能完全滿足復雜的情況變化。這需要我們設計時要基于比較嚴重的來設計。
4總結
關鍵詞:隧道;照明設計;重要性;可行性
中圖分類號:U453 文獻標識碼:A
在隧道內(nèi),過高的照明亮度,不僅會造成隧道建設時造價的提高,同時也會造成運營和維護時成本的提高,而且會造成電的浪費等情況;而過低的照明亮度,又會造成車輛行駛時的安全隱患,因此,合理確定隧道的設計速度,在二級公路隧道照明設計中是相當重要的。二級公路的設計速度主要有80km/h、60km/h、40km/h。筆者依托怒江州六丙公路某隧道工程,通過對隧道照明在60km/h、40km/h設計速度下,燈具、過渡段長度等的不同配置進行分析比較,得出二級公路隧道照明設計采用40km/h設計速度的重要性及可行性。
1 工程概況
某隧道起止點樁號為K180+342~K180+940,隧道全長598m;隧道進口端K180+342位于直線段上,隧道出口端K180+940位直線段上;隧道所在路段縱坡為-0.3%;隧道最大埋深約為158m。此隧道為雙向交通,設計交通量為7723 pcu/d,設計小時交通量為522 veh/h。
2 計算分析
2.1 計算公式及計算參數(shù)的選取
本文對路面照度的計算采用《公路隧道通風照明設計規(guī)范》JTJ026.1-1999中的利用系數(shù)曲線圖計算方法。使用公式(1)進行路面照度計算,使用公式(2)進行入口段長度計算,計算參數(shù)見表1。
(1)式中:Eav為路面平均水平照度;N為燈具布置系數(shù);η為利用系數(shù);W為隧道路面寬度;S為燈具間距;M為燈具的養(yǎng)護系數(shù);Ф為燈具額定光通量。
(2)式中:Dth為入口段長度;Ds為照明停車視距;h為洞口內(nèi)凈空高度。
2.2 計算結果分析
通過以上計算,得出隧道照明燈具的數(shù)量及入口段與過渡段長度,詳見表2、表3。
從表2、表3可知,在采用60km/h設計速度時,全隧道照明燈具數(shù)量為235套,燈具總功率為23.89kW;入口段及過渡段長度為165m,布燈方式上需采用雙側對稱布置。在采用40km/h設計速度時,全隧道照明燈具數(shù)量為75套,僅為60km/h設計時速下燈具數(shù)量的31.9%;燈具總功率為5.81kW,僅為60km/h設計時速下燈具功率的24.3%;入口段及過渡段長度為80m,布燈方式上采用中線布置就能滿足要求。由于布燈方式的不同,還可以節(jié)約大量的電纜、電纜橋架等工程量。所以,在二級公路隧道段采用40km/h設計速度,不僅能節(jié)約建設費用,還能節(jié)約運營時的能耗及費用,是建筑節(jié)能設計很重要的一個環(huán)節(jié)。
3 二級公路隧道采用40km/h設計速度可行性分析
3.1 從設計規(guī)范上來講,二級公路隧道采用40km/h設計速度可行
根據(jù)《公路工程技術標準》JTG B01-2003,《公路路線設計規(guī)范》JTG D20-2006等規(guī)范于二級公路設計速度的規(guī)定。
二級公路作為干線公路時設計速度宜采用 80km/h。二級公路作為集散公路時混合交通量較大平面交叉間距較小的路段設計速度宜采用60km/h。二級公路位于地形、地質(zhì)等自然條件復雜的山區(qū)經(jīng)論證該路段的設計速度可采用40km/h。
隧址區(qū)一般都處于地形、地質(zhì)等自然條件復雜的地區(qū),所以在二級公路中選取隧道設計速度為40km/h是可行的。
3.2 從目前隧道運營情況來講,二級公路隧道采用40km/h設計速度可行
在二級公路實際運行過程中,為了保證行駛車輛的安全,在進入隧道時,一般均要減速行駛。且隧道限速均為40km/h。所以在二級公路隧道段,選取40km/h設計速度是可行的。
3.3 從改造技術上講,二級公路隧道采用40km/h設計速度可行
在隧道運營過程中,在需要滿足公路提速的要求時,隧道的照明技術改造極為簡單,主要是增設部分燈具及改變布燈方式,同時還會增加部分相應工程量,但總體來講,不會涉及到隧道結構的改造,所以改造技術簡單。
4 結論及建議
(1)二級公路隧道采用40km/h設計速度是可行性的。
(2)當設計速度為60km/h時,在入口段及過渡段需采用雙側布燈的方式,而設計速度為40km/h時,僅采用中線布燈的方式,可以節(jié)約大量的電纜、電纜橋架等工程量;
(3)二級公路隧道段采用40km/h設計速度,不僅能節(jié)約建設費用,還能節(jié)約運營時的能耗及費用,是建筑節(jié)能設計很重要的一個環(huán)節(jié)。
參考文獻
[1]JTG D60-2004,公路隧道設計規(guī)范[S].重慶交通科研設計院.
[2]JTG B01-2003,公路工程技術標準[S]. 交通部公路司.
[3]JTG D20-2006,公路路線設計規(guī)范[S].中交第一公路勘察設計研究院.
關鍵詞:高速公路;隧道;注意事項;技術
一、高速公路隧道
(一)高速公路隧道交通特點
公路隧道內(nèi)空間狹窄,車流量大,隧道內(nèi)外光線變化大,隧道內(nèi)交通情況十分復雜。車輛在進入隧道后,亮度大幅降低,使人產(chǎn)生視覺上的不適應,又由于交通空間的變化,駕駛員心理也會隨之變化,容易影響行車。在隧道交通中,車流密集,通風環(huán)境差,使得大量的車輛排放物不易擴散和稀釋,既損害了人員健康,又降低了能見度,影響車輛行駛,容易引發(fā)交通事故。因此,建設合理和完善的隧道機電系統(tǒng)十分重要。
(二)隧道交通機電系統(tǒng)構成與技術分析
隧道交通機電系統(tǒng)是隧道交通的智能化管理與保障系統(tǒng)。主要包括供配電照明系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)等。
1、隧道供配電照明系統(tǒng)。供電照明系統(tǒng)是隧道交通機電系統(tǒng)中的重要組成部分,它必須保證24小時不停地供電與照明。因此設計建設中,為了保障供電系統(tǒng)的可靠,通常要得到負荷情況,合理設置及管理供配電點的相關數(shù)據(jù)。隧道供電一般選擇接入10kV地方電網(wǎng)旁邊。
2、隧道通風系統(tǒng)。通風系統(tǒng)由環(huán)境檢測設施、本地區(qū)域控制器、風機控制柜等組成。由于隧道內(nèi)通風不佳,汽車行駛時揚起的沙塵、排放的尾氣等沉積,對人的身體不利,還影響駕駛員的視線,所以設置通風系統(tǒng)是必不可少的。公路隧道縱向通風系統(tǒng)射流風,如圖1所示:
3、隧道消防系統(tǒng)。在而今的隧道事故中最多的要屬火災。隧道內(nèi)火災引起原因較多,車輛引擎或車上貨物著火、車與車相撞、危險品運輸事故都可以引起火災。由于隧道內(nèi)環(huán)境封閉,火災一旦發(fā)生,就會造成嚴重后果。因此,設置隧道消防系統(tǒng)非常重要。隧道消防系統(tǒng)包括:一整套火災檢測監(jiān)視系統(tǒng);一套有效的報警通信系統(tǒng);一套高效滅火設施和應急排煙方案;長隧道還應設計好應急出口和行車橫洞。在隧道的施工中要設置貫穿隧道的消防給水總管。并且按一定間隔設置消防與通風設備,保證消防管道與隧道內(nèi)消防設施的可靠連接,以保證消防安全。
4、隧道監(jiān)控管理系統(tǒng)。在高速公路中,全線交通監(jiān)控是隧道監(jiān)控的重點。隧道監(jiān)控系統(tǒng)包括有交通監(jiān)控,交通監(jiān)視與交通控制系統(tǒng)。交通監(jiān)控主要檢測通過環(huán)形線圈、微波檢測器等設備的車流、車速、占有率、車間距等。由于隧道交通的特殊性,還要安裝紅外、超聲、微波車輛超高監(jiān)測器,檢測車輛高度。而交通監(jiān)視通過錄像設備、外場攝像機、控制中心顯示設備、控制設備等監(jiān)視隧道交通情況。交通控制子系統(tǒng)包括車道控制器、可變限速標志、交通信號燈、緊急廣播和可變情報板等設備。
軌道交通建設遠程監(jiān)控管理系統(tǒng),如圖2所示:
二、機電安裝技術的創(chuàng)新的重要性
我國正處于現(xiàn)代化建設時期,經(jīng)濟飛速發(fā)展,但是也正是這種發(fā)展使得各種矛盾的出現(xiàn),其中道路問題也在這個時候體現(xiàn)出來,正是基于技術創(chuàng)新和機電安裝項目技術創(chuàng)新的理念,介紹項目技術創(chuàng)新的一般程序、工作方法和規(guī)章制度等,重點闡述了如何抓好項目技術創(chuàng)新的要求,包括高度重視技術創(chuàng)新工作、以科學的態(tài)度對待技術創(chuàng)新以及調(diào)動技術人員的積極性、充分發(fā)揮專業(yè)技術人員的作用。
三、機電安裝技術要點與創(chuàng)新
(一)照明設計
隧道照明是為了保證隧道內(nèi)交通順暢而設置的功能性照明,其照明的目的是為了給駕駛員在隧道行駛過程中提供一個安全、舒適的視覺環(huán)境,保障交通運行,提高運輸效率。由于隧道是一個半封閉空間,隧道在行車視覺特性上要比其他照明復雜得多,它不僅需要24h不間斷照明,而且白天照明要比夜間照明更復雜。
1、人眼視覺特性。當從一個明亮的環(huán)境短時間內(nèi)轉到一個暗環(huán)境中時,人想要看清物體,必須要一段適應的時間,這就是暗適應,同樣當人眼從一個暗環(huán)境短時間內(nèi)轉到一個明亮的環(huán)境中時,也需要經(jīng)過一段時間才能看清亮環(huán)境中的物體,這就是明適應。
2、隧道照明設計。隧道照明可分為引入段、適應段、過渡段、中間段和出口段,人眼的視覺特性決定了各區(qū)段應不同位置上的亮度檢測器的實測值設計不同的長度和亮度值。其中按照人眼適應曲線,調(diào)節(jié)隧道過渡段、出口段亮度是隧道照明設計的關鍵。駕駛員進入長隧道后需要一些時間將人眼調(diào)節(jié)到能適應中間段較低亮度水平,過渡段照明的目的就是過渡段亮度從最高到最低的變化逐步進行,來使得人眼及時得到調(diào)整。
實現(xiàn)過渡段亮度調(diào)節(jié),有兩種控制方法,一是無級調(diào)節(jié)法;二是邏輯開關法。無級調(diào)節(jié)法是由可控硅為基本控制元件的電子控制器完成無級調(diào)光的。隨著洞外光強的變化,整個照明控制系統(tǒng)會處在動態(tài)平衡狀態(tài)下,從而得到合適的亮度。從理論而言,無級調(diào)光是一種很好的方法,它能得到連續(xù)性很好的光,但存在如下弱點:線路復雜,調(diào)試困難;故障率高、維修保養(yǎng)不便;洞內(nèi)亮度檢器需要量大,工程量大,增加投資;最適合無級調(diào)光系統(tǒng)的執(zhí)行元件是白熾燈,但是白熾燈光線不好,壽命短。因此,目前的隧道照明工程很少采用無級調(diào)光。而選擇光線較好的照明燈具,利用燈具的不同排列組合和現(xiàn)場控制器提供的數(shù)字信號對照明燈進行邏輯控制,使其產(chǎn)生階躍式的亮度調(diào)節(jié),這就是邏輯開關法。由于控制程序和線路設計簡單,燈具選擇靈活,維修保養(yǎng)容易,目前的隧道照明大都采取這種方法。
3、應急照明的設置有以下幾種方案。
第一,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(包括其他氣體放電燈)斷電后再起動時間較長(5-8min),很難作為應急照明燈?,F(xiàn)在國內(nèi)外在采用高壓鈉燈作為照明光源在隧道中的常規(guī)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。因此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(nèi)行車安全。
第二,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。
(二)供配電問題
在很長的隧道中,隧道的正常使用由照明、監(jiān)控、通風、消防等設施決定,他們?nèi)币徊豢?。而作為隧道附屬設施的供配電系統(tǒng),正是這所有設施的基礎,關系著隧道內(nèi)所有設備的運行,對整個隧道正常使用起著至關重要的作用。中鐵十一局集團電務工程有限公司承建的邵懷高速雪峰山隧道機電工程,是整個邵懷高速公路中的重點工程。其中供配電系統(tǒng)采用四路外線電源,分別從兩端洞口引雙路電源,組成環(huán)網(wǎng)。這樣能保證在外線3路電源同時停電的情況下,仍然能保證隧道內(nèi)基本的應急照明和其他一類負荷的正常使用。
在整個供配電施工的初期,第一個是土建方,供配電系統(tǒng)的施工界面不成熟,尚不具備具體的實施條件。在這個階段首要任務就是要配合土建單位的管線預埋,以及對已經(jīng)預埋的管線進行疏通處理,這部分工作看似簡單,但是實施起來卻很復雜,并且也是相當重要的。在機電進場的初期,隧道內(nèi)土建方的施工仍在持續(xù)進行,很多機電需要使用的管線都沒有進行埋設。我們進場后就需要對這些界面進行仔細調(diào)查,積極和土建方進行協(xié)調(diào),配合土建的施工。我們采取了每天巡查施工現(xiàn)場的方法,查看土建的施工內(nèi)容是否涉及到機電的界面,對正在預埋的管線進行指導配合作業(yè),以達到供配電后期正常使用的目的。而且要及時發(fā)現(xiàn)已經(jīng)預埋的管線存在那些不合適的地方,積極溝通,并予以糾正。并要求土建對埋設的管線采取一定的保護措施,如用塑料袋或棉布堵住管口以防雜物進入管道導致永久堵塞,標識管口位置防止遺忘等。
(三)通風系統(tǒng)
1、有害氣體的排放量。《公路隧道設計規(guī)范》”條文說明”中給出的CO排放量是當時國產(chǎn)汽車的CO排放量,使用時應考慮到有害氣體的年遞減因素,否則計算的新風量可能偏大很多.近幾十年以來,由于汽車工業(yè)技術以及燃料品質(zhì)的改進和提高,CO排放量遞減很快。以國產(chǎn)東風牌中貨車為例:車速60kin/h,中等負荷時CO的排放量1987年約為4.2m/h.hv,1995年約為0.9m/h.hv,下降幅度之大引人注目。解決的方法一般有兩種:一是考慮CO排放量的年遞減因素;二是按照隧道通車后十年的預測交通量進行計算.通常第一種方法更為常用。
2、隧道洞口的廢氣擴散和回流。由于縱向通風的特點,在隧道通風的出口形成較高濃度的有害氣體,對隧道洞口周圍的環(huán)境可能會造成一定的影響.因此,當隧道洞口位于居民區(qū)或自然風景保護區(qū)等地區(qū)時,應采取設置豎井對有害氣體進行高排等措施使之滿足國家衛(wèi)生標準.在雙洞單向行駛時隧道的出口和入口,可能會產(chǎn)生排出廢氣的回流問題.根據(jù)PIALC的有關資料,廢氣的回流率最高可達60%,因此必須引起設計人員的十分重視。對于可能排出廢氣回流的雙洞隧道,在隧道之間建一隔墻,可以有效減少廢氣的回流量。
3、自然風的影響在通常情況下,隧道自然風的自然反風計算是按照2.5m/s進行計算的。但是在實際工作中發(fā)現(xiàn),如果自然風作為阻力,對于常年受季風影響嚴重的隧道,需要對隧道所處地區(qū)的風速、風向及頻率具體分析,否則可能形成有害氣體難以排出的情況。
四、機電安裝技術的創(chuàng)新
邏輯開關法,是目前的隧道照明工程最常用的方法,無級調(diào)光已經(jīng)基本被淘汰,由于邏輯開關法控制程序和線路設計簡單,燈具選擇靈活,維修保養(yǎng)容易,因此邏輯開關法被大部分國家采用。它能按照人眼適應曲線,合理調(diào)節(jié)隧道過渡段、出口段亮度。使得過渡段亮度逐漸變化,從而人眼及時能夠得到調(diào)整。為了滿足洞內(nèi)通風量的要求,保證施工作業(yè)正常進行,采用吊頂壓入式巷道通風代替了常規(guī)的風筒壓入式通風技術,即用彩鋼板將隧道斜井分為進風道和排風道,進而通過一系列輔助手段實現(xiàn)通風。實踐證明,采用新的通風技術完全能夠滿足洞內(nèi)通風需求。而原來在每個隧道斜井口必須設置的通風機則可以省去。技術創(chuàng)新成果可以用專利技術、技術創(chuàng)新專題報告、學術論文、施工技術總結、科技成果等各種形式進行總結,并在類似工程項目中推廣使用,在類似工程項目中節(jié)約施工成本、加快施工進度、提高工程施工質(zhì)量、保證施工安全等方面出效益。技術創(chuàng)新成果可以在工程項目施工過程中進行總結,也可以在工程項目竣工后進行匯總。
五、結論
我國的交通機電系統(tǒng)研究起步較晚,但發(fā)展十分迅速,目前已基本實現(xiàn)了高速公路的智能化控制與管理。但在隧道交通機電系統(tǒng)的設計建設中的還存在一些問題。國外已經(jīng)出現(xiàn)的很多先進技術在我們國家還沒有得到運用,這就嚴重制約了我國隧道交通機電系統(tǒng)的發(fā)展。機電安裝技術運用到高速公路建設中時,一定要有強烈的事業(yè)心和責任感,仔細認真,不怕麻煩,深入現(xiàn)場,嚴格技術管理。總結出隧道施工方面注意的事項大致有照明問題、供配電問題和通風問題,從而使得今后的施工方能在施工時重點關注這三個問題,最終形成我國獨特的、創(chuàng)新的高速公路隧道機電安裝技術。
參考文獻:
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Digest:Mechanical and electrical engineering construction is highway tunnel construction of necessary link, it for highway tunnel lighting equipment, fire warning device, such as the provision of power source. Mechanical and electrical engineering for the smooth construction of the tunnel project successfully completed to provide the safeguard, mechanical and electrical engineering quality also decided after the opening to traffic tunnel safety. Therefore, should be to tunnel mechanical and electrical engineering construction process of the necessary supervision, and in the completion of the project to the engineering quality rigorous testing. This paper from the highway tunnel mechanical and electrical engineering structure and construction features, with a highway tunnel mechanical and electrical system of power supply system and fire system for example, this article introduces the important system construction process problems and corresponding solutions, and the project after the completion of the project testing are analyzed.
關鍵詞:高速公路;隧道機電工程;施工管理;檢測
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼: A 文章編號:
1高速公路隧道機電工程的施工特點
高速公路隧道的特點及需求決定了其機電工程系統(tǒng)的復雜性,其施工過程具備以下特點:
(1)范圍廣,隧道機電系統(tǒng)與普通公路相比,涉及范圍廣泛,系統(tǒng)復雜,是一個龐大的系統(tǒng)工程;
(2)投入大,施工所需的設備種類繁多,而且是在山區(qū)施工,需要投入大量的人力、物力以及財力。
(3)工期短,機電工程施工通常是在整個高速公路隧道工程即將竣工時進行的,時間緊迫。
(4)系統(tǒng)結構復雜,隧道本身就是一個復雜的工程,而它的機電系統(tǒng)又包含多個子系統(tǒng),因此隧道機電系統(tǒng)就更為復雜。
2高速公路隧道機電工程的組成
標準的高速公路隧道的機電系統(tǒng)通常包括以下五部分:
2.1通風系統(tǒng)
該部分主要用于稀釋車輛通過時產(chǎn)生的廢棄、顆粒等;最常用的射流風機通風,安裝位置是行車道正上方;最近出現(xiàn)了一些新的通風方式,例如在隧道頂部安裝通風管。
2.2照明系統(tǒng)
該系統(tǒng)的功能是用于隧道內(nèi)的照明。用于照明的燈具一般安裝在行車道或者隧道頂部。
2.3監(jiān)控系統(tǒng)
監(jiān)控系統(tǒng)也是高速公路機電工程的重要組成部分,其功能是監(jiān)測隧道內(nèi)的行車信息,以便及時了解隧道內(nèi)的實時狀況,預防事故的發(fā)生。
3高速公路隧道機電工程的施工管理與對策
高速公路隧道機電工程的施工流程相對復雜,為了保證工程的完成時間以及完成質(zhì)量,需要對高速公路隧道機電工程的施工進行必要的管理,圖1為高速公路隧道機電工程的標準施工流程。
圖1標準機電工程施工流程圖
高速公路隧道機電工程包含多個子系統(tǒng),整個施工過程可以看作是各個子系統(tǒng)施工的總和。因此,為確保整個隧道工程的安全性,需要解決每個子系統(tǒng)施工過程中遇到的問題。本文以高速公路隧道機電工程施工中的供配電系統(tǒng)和隧道照明系統(tǒng)的施工流程中遇到的問題及相應對策為例進行了論述。
3.1高速公路隧道機電工程的供配電系統(tǒng)施工方案及注意事項
圖2為高速公路隧道供配電系統(tǒng)的組成結構。
圖2高速公路隧道供配電系統(tǒng)圖
3.1.1隧道供配電系統(tǒng)設計原則:
供配電系統(tǒng)應為整個高速公路隧道系統(tǒng)提供可靠保障,使整個系統(tǒng)達到:提高行車的安全性,減少交通事故;提高行車速度,減少延誤時間的作用。因此在設計中應遵循以下原則:
1、實用性;
2、先進性與成熟性;
3、可靠性與安全性;
4、擴展性。
3.1.2供配電系統(tǒng)電纜的選擇
電纜應該選擇具有一定抗拉強度、可彎繞、耐磨損以及絕緣性好的柔性阻燃電纜。其選擇方法可以根據(jù)公式(1):
其中:I是供配電系統(tǒng)電纜的載流,S是低壓電容器的補償,U供配電系統(tǒng)的電壓。
低壓電容器的補償S的計算公式如下:
其中K為發(fā)電機的功率因數(shù),P為發(fā)電機的功率。
3.2高速公路隧道機電工程的照明系統(tǒng)施工方案及注意事項
圖3為高速公路隧道機電工程的照明系統(tǒng)施工流程。
圖3 隧道機電工程照明系統(tǒng)施工流程
隧道機電工程的照明系統(tǒng)設置要求如下:
1.要確保照明裝置可靠運行,線纜敷設及接線必須正確合理;
2.照明裝置的安裝角度必須正確,以確保照明系統(tǒng)發(fā)揮最佳作用
3.照明裝置的安裝要保證隧道視覺效果良好。
4高速公路隧道機電工程的完工檢測
4.1、檢測依據(jù)
1、交通部2004年3號令《公路工程竣(交)工驗收辦法》及《公路工程竣(交)工驗收辦法實施細則》(以下簡稱《實施細則》);
2、工程設計文件、招投標、合同文件及變更文件;
3、《檢評標準》以外的國家及行業(yè)標準、規(guī)范。
4.2檢測范圍及內(nèi)容
1、檢測范圍
高速公路隧道機電工程的檢測包括三個方面:監(jiān)控設施檢測,通信系統(tǒng)檢測以及收費系統(tǒng)檢測。
2、檢查內(nèi)容
交工驗收檢測主要從工程資料、施工工藝、系統(tǒng)功能及技術性能指標四個方面進行檢查。
4.3檢測結果判定及異常處理要求
對檢測過程中出現(xiàn)的異常情況,檢測單位將協(xié)同業(yè)主、監(jiān)理、承包商等商討下一步檢測工作的可執(zhí)行性和準確性,最終的處理意見及要求由委托單位確認。按照委托單位的要求,本次檢測結果及判定分以下幾個步驟出具:
1、檢測結束后,若檢測結果均符合標準的要求或無整改要求,則由檢測機構出具檢測報告,提交委托單位。
2、檢測結束后,若檢測結果有整改要求,檢測機構先出具初步檢測意見,將檢測過程中發(fā)現(xiàn)的問題提交委托單位,委托單位依據(jù)檢測初步意見下發(fā)整改通知。整改后的處理方案分兩種情況:
第一類,檢測中出現(xiàn)有關鍵項目不合格,經(jīng)檢測單位與委托單位協(xié)商需由檢測單位二次進場復查的,待檢測單位復查合格后出具檢測報告,提交委托單位;
第二類,整改的項目為非關鍵項目,施工單位在監(jiān)理單位監(jiān)督下整改后出具整改報告,經(jīng)施工、監(jiān)理、委托單位確認后提交檢測單位,檢測單位根據(jù)整改報告出具正式檢測報告,提交委托單位。
參考文獻
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供電問題是整個高速公路橋隧發(fā)展的關鍵要素,但是由于現(xiàn)在高速隧道供電的費用始終居高不下,導致運行開支偏大,所以本文就此提出隧道供電系統(tǒng)設計的注意事項.
關鍵詞:
高速公路;隧道供配;問題分析
隧道供電設計中,要求供電設計能滿足施工的質(zhì)量和安全要求,在經(jīng)濟環(huán)保的前提下,能讓管理更為合理,選擇合適的設備材料,使配電系統(tǒng)具有經(jīng)濟適用價值。
1特長隧道供配電系統(tǒng)的組成
1.1照明供電系統(tǒng)
照明和供電系統(tǒng)是整個系統(tǒng)組成的關鍵性要素,是機電系統(tǒng)中的重要構成部分,主要的功能是要在24小時內(nèi)保持不間斷的供電。設計期間最突出的特征時讓安全性得以保障,在超過負荷的情況下設置對應的管理和供配系統(tǒng)時需要讓相關的參數(shù)能與之協(xié)調(diào)。隧道供電配電系統(tǒng)能接入的多是區(qū)域內(nèi)10kv的電網(wǎng),用以滿足供電的具體需求。
1.2通風系統(tǒng)
由于隧道環(huán)境偏于閉塞,所以使用通風系統(tǒng)能為隧道提供良好的外部環(huán)境,通常通風系統(tǒng)多由環(huán)境檢測、區(qū)域控制和風控系統(tǒng)這三部分構成。通風系統(tǒng)的作用是在出現(xiàn)極特殊狀況的時候,根據(jù)現(xiàn)有的一氧化碳檢測數(shù)據(jù),控制好區(qū)域內(nèi)的風機運行情況,從而能降低隧道內(nèi)有害物質(zhì)的濃度。
1.3消防系統(tǒng)
在隧道中消防系統(tǒng)也是機電系統(tǒng)的重要構成要素,特別是長隧道設計中更應該設計緊急的出口以便于讓隧道始終處于安全防護系統(tǒng)中。隧道施工中更要配合對應的消防水管道,在設置一定間隔的同時使用對應的通風設備,能讓消防設施的可靠性得以保障。
2高速公路隧道供配電系統(tǒng)設計存有的問題
2.1變壓器容量選擇
關于公路隧道供配電設計中,如何選擇變壓器是關鍵,最為常用的方法試講隧道中的變電所計算負荷分成兩個部分,要求不同容量的變電器根據(jù)自身的情況各自承擔部分負荷。若一架變電器出現(xiàn)故障后,或者電況失去控制以后,由另外一架承擔所有的負荷壓力,但是選擇此方法有兩方面缺陷需要注意:(1)隧道用電均集中在通風與照明上面。通風設備上,多是根據(jù)階段開展設計,所以該設計方式是以階段設計為主。當交通量最低的時候,由于通風設備電力負荷偏低,所以就要根據(jù)交通量的增加而逐漸累加。通風期間電力負荷開始增長,在交通量低的情況下很可能出現(xiàn)數(shù)以千瓦的差值?;诖?,能判定交通量偏低的情況下使用高交通量的變壓器能造成資源浪費。(2)不同的電壓器根據(jù)情況不同,需要在必要的條件下承擔部分電路,所以就要選取合適的變壓器是其能更好的使用。計算時計算標準是根據(jù)電力負荷選擇的參數(shù),由于正常狀態(tài)下變壓器的承載概率能達到50%左右,所以在情況極為緊急的情況下可以讓運行效率出現(xiàn)較高的損耗。
2.2變壓器保護裝置
高速公路配電設計進行之初,最常使用斷路器對變壓器開展保護,但是使用負荷開關家熔器的時候則偏少。部分設計人員始終認為斷路器的保護效果要好于負荷開關加熔器。但是在實際的配電機制中,出現(xiàn)開關切換短路電流設計的情況十分常見,原因是這種設計的內(nèi)部結構極為復雜、造價也極高。負荷開關加熔器的運行模式是通過分離控制的方式能讓其保護功能增大,負荷開關在頻發(fā)切換保護功能的前提下,熔斷器不會經(jīng)常出現(xiàn)短路的狀況。相較于傳統(tǒng)的繼電保護,加上燃弧和啟動時間,能判定一次開斷時間基本是在60秒以上,限流熔斷器能具有更好的速斷,所以能在較短的時間內(nèi)將時間切斷,從而能讓變壓器得到更好的保護。
2.3應急電源配置
部分公路隧道中均要安裝應急電源嗎,避免發(fā)生事故之時的照明狀況。公路隧道照明監(jiān)控設備能在情況極為緊急的時候發(fā)揮必要作用,所以在選取應急電源的時候要考慮諸多要素,如要對電源的持續(xù)實踐、電荷負載狀況等進行全面考察,讓應急電源的使用更為合理和經(jīng)濟。由于應急電源有不同的種類,所以實際的安裝和設計時,若要選取其中一種將無法滿足應急的需求,也很難保證其穩(wěn)定性。故此在此情境下,公路隧道特別是事故造成的危害是隧道中較難規(guī)避的內(nèi)容,最好的方法是選取兩種以上的應急電源開展應急操作。當應急電源是以電網(wǎng)獨立形式存在的,就要從外部引入獨立的供電需要,我們知道獨立的電源數(shù)量是有兩種情況的,在一路出現(xiàn)問題后,要求另外一路能持續(xù)穩(wěn)健的供電。從而讓供電的容量和穩(wěn)定性得以保障。
3結束語
高速公路隧道供電系統(tǒng)能讓高速公路的運行更為安全。高速公路隧道建設期間,可以考慮好供電系統(tǒng)的重要作用,針對其中的具體情況開展合理分析,根據(jù)當前的實際狀況進行設計,讓隧道供電系統(tǒng)的設計規(guī)范符合預定要求。
參考文獻
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