公路隧道照明设计规范(6篇)
公路隧道照明设计规范篇1
关键字：绿色照明；隧道照明；LED
中图分类号：J914文献标识码：A
0引言
过去，我国公路道路等级普遍很低，公路隧道很少，长、大隧道更是难见。由于公路隧道具有缩短公路里程、提高运输效应、利用地下空间、节省用地和保持生态环境等优越性，公路隧道被广泛采用以提高道路等级[1]。随着国家高速公路网规划“7918”的实施，迎来了山区高速公路建设的高峰，隧道作为道路的一部分得到长足的发展。
为了保障行车安全，根据国家照明标准，超过100米得隧道就应该配置通风照明设备。在我国，照明用电两约占全社会用电量的12%，道路照明用电量约占其中的20%-30%，在隧道中，为了保证行驶的安全性和舒适性，无论白天和黑夜都离不开照明，故隧道照明用电在道路运营成本中占到了很大的比重。
20世纪80年代，随着全球能源危机及全球环境保护浪潮的兴起，保护环境，节约能源成为全人类的共识。“绿色照明”是九十年代初国际上对采用节约电能、保护环境照明系统的形象性说法。美国、英国、法国、日本等主要发达国家和部分发展中国家先后制订了“绿色照明工程”计划，取得了明显效果。照明的质量和水平已成为衡量社会现代化程度的一个重要标志，成为人类社会可持续发展的一项重要措施，受到联合国等国际组织机构的关注。
2公路隧道照明
隧道是一种特殊的管状构造物，与洞外明亮宽敞的道路不同，车辆通过隧道是一个从明亮进入黑洞，又从黑洞走向明亮的过程，对于由明到暗或者由暗到明需要一个适应过程，在适应过程中，按现有规范认为司机很难辨认洞内路面目标或物体，因而产生视觉和心理的障碍，使行车显得不安全。隧道照明的目的就是通过设置灯具认为调节亮度将亮度的过渡变化控制在人的视觉适应曲线范围内，减轻亮度急剧变化，保证行车的安全性和舒适性。为此，隧道照明通常分为接近段（黑洞现象）、入口段（暗适应）、中间段（保证停车视距）和出口段（“亮洞”或“黑洞”现象）[1-2]。
3隧道LED照明技术
隧道照明与普通道路照明不同因为其全天候24小时都必须亮灯,白天的照明强度比夜间的照明强度反而要更强，可以相象隧道电力费用成为运营成本的重要一环；加上隧道照明不同于一般的道路照明，有其明显的特殊性，包含把人对明暗的适应能力、明暗过渡的空间与照明等；这些都反映在隧道照明的设计中，更是对使用者的安全有着不可分隔的关系。
要在隧道照明实现节约能源、提高照明效果并保证行车的安全性和舒适性，通常可以从照明亮度、亮度均匀度、眩光、频闪效应等来考虑。
随着我国道路交通建设的迅速发展，公路隧道的建设规模及数量也越来越大，隧道照明也由此出现了如节能、安全等亟待解决的问题，随着LED光源技术的日渐成熟，LED光源在隧道照明中的运用也逐渐增多，LED光源由于其体积小、环保性能好、安全稳定、发光效率高、可调性好等优点在隧道照明中具有良好的前景与机遇[3]。
LED照明亮度及节能数据测试
某隧道照明测试数据如表1、表2、表3所示。
表1隧道照明全开状态路面平均亮度设计值与实测值cd/m2
种类高压钠灯LEDLED比高压钠灯亮百分比（%）
段落设计亮度实测平均亮度实测平均亮度
入口段108.0110.44125.5813.71
过渡段132.432.5940.1423.17
过渡段210.810.8615.2440.33
基本段3.63.636.1469.15
出口段18.018.0619.8065.00
通过对比，可以看到LED灯具的各段亮度比高压钠灯要高，根据实际用电量测量结果知道，每年LED可比高压钠灯节约有点量201079度，节电高达53.14%，按0.8元/度计算，每年可节约电费160862.8元。故在满足亮度要求下，LED具有显著的节能效果。
表2隧道照明夜间平均亮度设计值与平均值cd/m2
种类高压钠灯LED
段落设计亮度实测平均亮度实测平均亮度
入口段3.604.677.02
过渡段14.116.30
过渡段24.026.42
基本段4.085.93
出口段4.025.62
表324h正常控制状态下的用电量度
种类72h全开
实际用电量全开12h
平均用电量实测全开12h用电量实测夜间12h用电量24h实用电量
LED2374.8395.8397.890.0485.8
高压钠灯5313.0885.5887.8151.21036.7
备注72h实际测
量值72h实际测
量值/6基本照明状态正常控制状态
(2)避免眩光、提高亮度均匀度及避免频闪效应
隧道中大功率LED光源可根据需要进行并、串联组合，降低单个隧道灯得功率、缩短灯具之间的间距。由于降低了单个隧道灯得功率（满足亮度要求的条件下），其亮度就会降低，从而避免在行车过程中，特别是逆光照明条件下由于光源过亮所产生的眩光干扰。由于灯具之间的距离较短，不易出现灯具之间的“暗区”，同时配合良好的二次光学设计，则可以大大提高隧道路面的亮度均匀度和目标可见度。
频闪效应与明暗的亮度变化、明暗变化的频率、频闪的总时间有关系。这三者与所使用灯具的光学特性、车辆的行进速度、照明器安装间距、隧道长度有关。亮度分配较均匀的光源也利于减弱频闪效应所带来的不舒适现象。
（3）有利于隧道照明的智能无级控制
隧道照明标准规定，根据洞外亮度和交通变化分级调整入口段、过渡段和出口段的照明亮度。传统的隧道光源（高压钠灯和金卤灯）主要是靠关闭部分光源来达到调光要求，这种方式一方面会增加灯具数量和照明回路，另一方面还会降低隧道照明质量，容易产生“斑马效应”。
LED光源具有良好的亮度可调性，采用LED可以实现灯具的无极调光，可以结合洞口的亮度来动态改变隧道照明的亮度，充分发挥LED隧道照明灯具的技术特点，进一步提高LED隧道灯具的节能效果，实现智能化的隧道照明，且不会产生“斑马效应”，有效避免过度照明，在满足安全舒适的前提下最大限度地节约照明能耗。Spark专利智能LED隧道灯可实现电脑调光，温度控制，自动巡检，仰角/水平角度可调等功能。灯具光效80lm/W，节能率70%。
4结语
LED光源作为新一代的照明光源，以其高效、节能、环保等优点得到国家和地方政府的大力支持和推广。其应用领域与逐渐由信号指示、应急照明等小功率照明拓展到道路照明及公路隧道照明等大功率照明。在隧道照明中，LED光源除了具有良好的光学性能外，还具有避免眩光及频闪效应、提高亮度均匀度、采用智能无级控制[3]等优势，这位LED光源在隧道照明中的应用带来了很好的机遇。
虽然目前大规模应用LED隧道灯还存在着很多难点和挑战，但是，随着大功率白光LED技术的进一步发展，LED隧道灯光热电整体系统技术的不断成熟，人们节能和环保意识的进一步增强，LED技术必将在隧道照明应用领域缔造半导体照明行业的新未来。
5参考文献
[1]王成，隧道工程[M].北京：人民交通出版社，2009
公路隧道照明设计规范篇2
关键词：交通工程；隧道；设施配置；设计
Abstract:inordertoensurehighwaytunnelsafetyandoperationinclearandmaintainingacertainlevelofservice,thetrafficengineeringdesignandperfectmustgiveenoughattention.Thispaperbrieflydescribesthetunneltrafficengineeringdesignoftheguidelinesandprinciples,andtothetunneltrafficsafety,function,disasterpreventionanddisasterreliefservicestrafficmanagement,andotheraspectsofthedesignwereanalyzedindetail.
Keywords:trafficengineering;Tunnel;Facilitiesconfiguration;design
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
1概述
为了搞好公路隧道交通工程的设计，首先必须明确公路隧道交通工程设计的“指导思想和原则”，确定公路隧道交通工程分级与设施配置的标准。
1.1公路隧道交通工程设计的指导思想和原则
公路隧道交通工程是公路及公路路段交通工程的重要组成部分，是发挥公路经济效益，保障隧道内车辆行车安全必不可少的配套设施，也是公路现代化智能化的标志之一。
按照我国的国情，公路隧道交通工程的设计，应贯彻“坚持以人为本，树立全面协调可持续发展的科学观”，强调“六个坚持，六个树立”的设计新理念。即“坚持以人为本，树立安全至上的理念；坚持人与自然相和谐，树立尊重自然保护环境的理念；坚持可持续发展，树立节约资源的理念；坚持安全第一，树立公众满意的理念；坚持合理选用标准，树立设计创作的理念；坚持系统论的思想，树立全寿命周期成本的理念”。
公路隧道交通工程的设计，应遵循“保障安全，提供服务，利于管理”的总原则，依据公路的功能、等级、交通量及隧道长度等确定规模和标准，满足安全实用、质量可靠、经济合理、技术先进的要求，充分体现以人为本，安全第一，服务为基础，环保经济和便于管理等要求，从而达到“安全，环保，舒适，和谐”的总目标。
1.2公路隧道交通工程分级
公路隧道交通工程分级是根据隧道长度和设计年度隧道单洞平均日交通量两个因素划分为A、B、C、D四级，具体见图1。
图1隧道交通工程分级示意图
1.3隧道交通工程设施配置标准
隧道交通工程设施配置遵循以下原则：
根据隧道交通工程分级，设施采用前期配置、后期视技术发展和交通量增长情况逐步完善；长度1km以上的公路隧道各类设施的配置规模应根据预测交通量进行总体规划设计，并据此一次性征用土地和实施基础工程、地下管线及预留预埋工程等。隧道交通工程设施配置标准见《公路隧道交通工程设计规范})JTG／TD71—2004附表。
2隧道交通工程的设计
2.1标志、标线设计
(1)设计原则
1)根据隧道交通工程分级以及沿线标志、标线设计状况，确定标志、标线的规模。
2)满足简洁明了、可视性好的要求；旨在加强驾驶员在公路隧道内安全行车的意识。
(2)主要标志、标线
包括隧道标志、限高标志、紧急电话指示标志、消防设备指示标志，行车、行人横洞指示标志，紧急停车带标志、疏散指示标志和道路标线、轮廓标、诱导标以及突起路标。
2.2交通监控设施
交通监控设施主要包括交通监测、交通控制及诱导设施等。
(1)设计原则
以交通安全为原则，尽可能避免二次事故；从实用性、可靠性、可维护性方面进行系统设计；依据隧道交通工程的分级确定其配置标准。
(2)主要交通监测设施
1)车辆检测器：主要用于自动监测隧道内的交通参数，为制定交通控制方案提供依据。
2)摄像机：主要用于监视隧道内的交通运行状况，并对交通事故以及火灾报警信息给以确认，为中央控制室值班人员处理交通事故提供最直接、最直观的依据。
3)视频监视控制设备：主要包括监视器、录像设备、视频切换矩阵和视频分配器等。视频监控设备主要用于显示、存储、控制隧道现场视频信息，便于值班人员管理、指挥隧道交通。
(3)交通控制及诱导设施
为保证车辆安全行驶，提高通行能力，在公路隧道设置交通检测控制与诱导设施。
交通控制及诱导设施主要包括交通信号灯、车道指示器、可变信息标志、可变限速标志以及交通区域控制单元等外场设备。
2.3通风与照明控制设施
通风与照明控制设施主要包括环境检测及通风控制设施、亮度检测及照明控制设施。
(1)设计原则
以交通安全为原则，合理节约能源；依据交通工程分级确定通风和照明控制方案。
(2)主要设施
通风控制设施必须具备正常工况条件和火灾工况条件的通风控制功能；通风环境检测设施包括一氧化碳检测器(CO)、能见度检测器(VI)和风速风向检测器(WS)。
照明控制设施包括亮度检测器和照明设备，具备正常照明条件下和应急照明条件下的照明及控制功能。
2.4紧急呼叫设施
紧急呼叫设施是在隧道出现交通异常或行车事故情况下，为事故现场和控制室之间提供通讯联络。紧急呼叫设施包括紧急电话和有线广播设施。
2.5火灾报警、消防与避难设施
(1)设计指导思想
1)根据交通工程分级，确定设施规模；火灾报警设施设计注重火灾检测的准确性、实时性。
2)消防与避难设施设计以逃生及自救为主、灭火及救援为辅。
(2)主要设施
1)火灾报警设施包括火灾探测器、手动报警按钮以及火灾报警控制器。火灾探测器的探测范围覆盖整个隧道；火灾报警控制器提供报警信息输出接口。
2)消防设施主要包括灭火器、消火栓、固定式水成膜泡沫灭火装置、隧道消防给水及管道；消防设施布置间距根据保护半径来确定，一般不大于50m，水枪的充实水柱不小于10m，每支水枪的流量不小于5L／s；固定式水成膜泡沫灭火系统的泡沫液浓度3％，喷射时间不小于22min；隧道消防给水应满足消火栓、水成膜泡沫灭火装置所需最低水压和水量的要求。
3)避难设施包括人行横洞和行车横洞。
2.6供配电设施
供配电设施主要包括供电和配电两部分。
供配电设施设计指导思想：注重安全性、可靠性，合理利用能源和确定电力的负荷等级，根据交通工程分级，确定供配电系统的规模。
公路隧道照明设计规范篇3
关键词：城市隧道，照明控制策略，照度，城市隧道照明
Abstract：Toroadtunnellightingstandardsbased,throughtheanalysisofexistingdata,studiesofthecitytunnellightingcontrolsystemdesignedurbanstructureofthetunnellightingcontrolsystems,andlightingcontrolsysteminonthevarioushardwareandsoftwarefortheXuantype,proposeduseoftheconfigurationfunctionsprovidedbytheking6.52correspondingtestontheequipment,thelightingcontrolsystemtoensurethenormalcommunication.
Keywords：Citytunnel,illuminationcontrolstategy,illuminance,Citytunnelillumination
中图分类号：U491.5+3文献标识码：A文章编号：
1.概述
随着城市交通网络的发展，由于地面空间有限，城市交通向立体方向发展已成为一种趋势，向上发展的高架路、立交桥不仅影响城市美观，而且把汽车尾气、噪声扩散到整个空间，而向下发展的城市隧道避免了上述确点，因此越来越多的城市隧道建立起来，由于隧道为地下建筑物，在隧道照明工程设计中，存在如下突出问题：（1）、在白天汽车从外部进入隧道的时候，由于隧道内外的亮度存在差别，如果隧道内部照明不够充分，车辆从外部进入时会产生“黑洞”和“黑框”现象，车辆进入隧道后，司机从一个明亮的环境进入到相对黑暗的环境，需要一段时间来适应，这就给司机带来一定的心理压力，如果隧道照明设计不恰当容易发生交通事故。（2）、在夜晚的情况与白天恰恰相反，司机从一个相对黑暗的环境进入到一个相对明亮的环境，如果亮度差别太大，也会给司机造成一定的心理压力，容易发生交通事故。如果隧道内部出现事故就相对难处理一点，由于隧道空间有限，这无疑就给本来压力重重的城市交通带来更大的不便，所以如何合理的控制城市隧道的灯光就显得尤其重要。
2隧道照明的基础计算及控制方法
2.1基础计算
隧道照明分入口段、过渡段、中间段和出口段四部分，其中入口段计算最为代表性，本节以入口段为例。关于隧道的照明标准，现行的《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）提供了一个的城市隧道照度的依据，本论文以该规范为依据，计算如下：
首先计算入口段的亮度：
Lth=k·L20（s）——①
式中Lth：入口段亮度（cd/m2）；k：入口段亮度折减函数（与设计时速和交通量有关，查表）；L20（s）：洞外亮度（cd/m2）；
将亮度转换为照度（按沥青路面，发光强度1cd的光源可放射出15~22Lx/cd·m2的光通量），可得如下公式：
Eth=（18~22）·Lth（s）——②
式中Eth：入口段照度（Lx）；
入口段长度：——③
Dth=1.154Ds-[（h-15）/tan10°]
式中Dth：入口段长度（m）；Ds：照明停车视距（m）（与纵坡、设计时速有关）；h：洞内净空高度（m）。
2.2控制方法
通过上述计算，在明确隧道入口段的照度和长度后，查阅隧道灯具的产品样本，设计出灯具的布置方式，灯具按线路配电，分为基本照明和加强照明，在设计合理的前提下，加强照明的回路分的越细越好。
隧道基本照明灯具为全天24小时常开，加强照明灯具则根据隧道内外的亮度差开启或关闭；本文提出的时间控制策略和照度控制策略，实现隧道照明的只能控制。
3城市隧道照明控制策略
3.1工程概况
广州市金穗路隧道位置广州市天河区，金穗路与猎德大道的交叉处，隧道东西方向下穿猎德大道，其中隧道东西方向敞开段长度分别为200米、210米，暗埋段230米，隧道内限制行车速度在60km/h以下；双车道单向交通，为城市次干道；
通过与运营管理部门的沟通和现场调查，制定了在隧道照明系统中制定智能控制策略，使照明控制子系统可以在制定的策略下智能的控制隧道内部的灯组，保证隧道内外的照度差在合理的范围之内。
（1）、时间模式控制策略
广州市金穗路隧道入口段灯组分布为：入口段左右各3组一共6组；根据季节和天气的不同，在每天不同时段开启不同组数的灯组保证内外照度差在一个合理的范围内。
表1所述的控制模式，通过PLC自动控制配电出线回路的开启，PLC从控制策略库中搜索时间控制策略表，开启相应的灯具组。
上表所述的各种模式可以在通过设定相应的预案来实现，并且可以根据需要随时改变预案的内容。
2）照度控制策略
区别与上述时间控制模式，照度控制模式的核心是：根据安装在隧道入口处一内一外两个照度仪采集到的照度值，通过PLC计算，比较两个数据的差，动态的调整灯组的开和关。
广州市金穗路隧道，隧道入口处左右两边各有3组灯组。设定4个照度差阈值，YZ1.1,YZ1.2和YZ2.1,YZ2.2（其中YZ1.1
这里各阈值应该根据当地相应的情况进行设定。为了防止照度差在阈值临界点抖动所造成的灯组频繁的开关，这里将阈值分为.1和.2两个值作为控制区间，这样可以有效的避免照度差抖动所带来的影响。以市某路隧道为例，三个阈值区间可以分别取为[50,80）,[200,1000],[1200,3000]。
4照明控制智能模型
建立一个隧道那照明控制的智能控制模型，不仅仅需要考虑隧道内外照度的情况，还应当考虑隧道内部交通流的实际情况。考虑到拥挤交通现象的客观存在，在确定路段i的动态流量qi（t）时，应同时考虑到该路段交通密度pi（t）和下游相邻路段内交通密度，隧道内流量模型与城市公路一般路段相同，即：
qi（t）=api（t）vi（t）+（1-a）[pi+1（t）vi+1（t）]
其中加权系数a的取值与pi+1（t）有关，当pi+1（t）
qi（t）=h[pi（t），vi（t），pi+1（t），vi+1（t）]
式中：qi（t），pi（t）,vi（t）分别为路段i在t时刻的交通流量，交通密度，车流空间平均速度。
把公路隧道化分为N段，每段内各交通变量认为是均一的.守恒方程揭示了如下非线性映射：
pi（t）=f[pi（t-1）,qi-1（t-1）,qi（t-1）]
动态平均速度v（x,t）不可能瞬时地跟随p（x,t）的变化，一旦路段划分确定后，下面的离散方程可表示其动态关系：
vi（t）=g[vi（t-1），vi-1（t-1），Pi+1（t-1），pi（t-1）]
4结束语
在城市公路隧道照明系统的智能控制模型中应考虑以下几个方面：车流量、车速、隧道内照度、隧道外照度。上文主要阐述了交通流车流量预测模型的建立，为照明智能模型的建立奠定了基础。本文采用模糊控制与神经网络相结合的办法建立模型对城市公路隧道照明系统进行控制。选用“结构等价型”方式，将神经网络与模糊系统融合，即根据模糊系统的结构，决定等价结构的神经网络，使其每个节点对应模糊系统的一部分，模糊化或模糊推理等过程；综上所述，建立了一个基于神经网络和模糊控制的智能控制模型，该模型以内外照度、车流量和车速为输入，以灯组的控制模式为输出。这样才能使隧道的照明功能更好地为城市交通服务。
参考文献
公路隧道照明设计规范篇4
关键词：公路；隧道照明；节能；控制
中图分类号：U4：文献标识码：A：文章编号1673-9671-(2012)022-0175-01
随着高速公路的不断建设，公路隧道的项目也随之增多，隧道的配置的规模和数量也逐渐增多，隧道的成本也逐渐增多，而隧道照明是隧道支出的主要成本，因此加强隧道的节能以及节能控制对降低成本有很重要的意义。
1当前隧道照明存在的问题
1.1目前的隧道照明控制模式在实际的运行中存在着很大的浪费
现在很多的隧道照明设计单位按照《公路隧道设计规范》把隧道分为入口段、中间段、过度段以及出口段等四个阶段进行设计隧道照明，其中隧道照明的四个阶段主要是根据各个阶段的照明度和长度从全年行车安全的要求进行设计的。并且对隧道内的照明度的设计主要是按照全年最高的行车速度和隧道外的亮度进行设计隧道内各个阶段的灯具分布密度以及灯具的功率。对于车速、车流量以及天气等一些参数的变化不能够从宏观上对整个照明系统进行控制，从而造成照明电能造成很大的浪费。
1.2隧道照明控制运营中节能与安全性存在的矛盾
在隧道的运营中，很多的运营者为了能够减少隧道的运营成本，往往从隧道照明中进行节省电能而提高运营的成本，因此很多的隧道运营者一般不采用自动控制系统进行控制，并且当前的自动控制没有涉及车流量以及天气变化等一些实时参数的变化，在实际的工作，经常会采用人工控制的方式进行控制隧道照明，很多的情况下隧道一般是白天开所有的灯，而晚上关闭所有的灯，因此不仅会造成电能的浪费，而且对夜间行驶的车辆也存在很多的不安全隐患，因此这种隧道照明系统以及使用都会造成很大的浪费。
2公路隧道照明的节能以及控制措施
2.1隧道照明灯具的节能
在公路隧道建设的过程中，为了能够达到隧道照明节能以及减少隧道营运的成本，应该选择一些节能效果比较好或者采用绿色光源的节能照明灯具。在进行选择灯具的过程中，隧道照明灯具的主要性能要求就是高效节能，隧道应用的照明灯具主要有紧凑的荧光灯和高压泵灯以及高压钠灯等，高压钠灯是目前应用最多的一种隧道照明灯具，高压钠灯具有高效的性能，并且使用的寿命也比较长，但是高压钠灯的颜色以及性质比较差，起火时间也比较长，所以在使用的过程中，应该进行控制高压钠灯最大功率的30%到50%左右。高压钠灯被称为隧道照明的绿色的产品。
随着科学技术的不断发展，LED也逐渐被广泛应用到隧道照明中，LED光源是引人瞩目的一种绿色光源，它主要的特点是耐振动、寿命长、光效高、低能耗以及无辐射的节能环保型的光源。随着LED技术不断的发展、创新，LED的稳定性能和发光强度也在随着大幅度的提高，因此，大功率的LED技术在隧道照明的过程中将得到广泛的使用。
2.2隧道照明灯具的设置
在隧道照明进行设计的过程中主要根据国家颁布的《公路隧道设计规范》的具体要求进行设计，在进行设计的过程中主要应该综合考虑车速、车流量以及隧道外部的亮度等因素进行分析。如果平均车速比较大时，就应该进行考虑适当的增加入口段和出口段的灯具的密度以及照度，而中间段的灯具布置应该较长一些，隧道其他几个照明阶段应该根据实际要求进行设计实际长度和亮度。但是在整个公路隧道照明设计的规范中，应该进行考虑照明的节能设计。在设计的过程中的入口阶段的基本照明的灯具布置应该和中间照明的灯具布置相类似，对于入口阶段的加强照明处，可以采用功率比较大的灯具进行照明。对于隧道口处，外边的日光可以照进隧道内，所以还可以采用日光进行照明。在单向的交通隧道中，对于出口段隧道照明的设计，与入口阶段的设计有所不同，一般出口阶段的隧道照明长度在60米左右比较合适，因此可以省去几十米的隧道密度比较高的灯具布置，可以采用中间阶段密度比较稀疏的灯具进行布置，并且出口阶段的亮度与入口阶段的亮度也有所不同，出口阶段的亮度一般为中间阶段的5倍。如果遇到较长的隧道时，可以使中间阶段的亮度适当的降低。这样不仅可以满足隧道内的照明要求，而且还可以最大限度的节约灯具，节约电能，从而可以降低成本。
2.3隧道照明节能控制技术
隧道照明节能控制系统主要是根据隧道外部安装的光强度自动检测器可以自动检测到隧道外部的交通量、光强度的数据以及白天或者黑夜等一些情况，因此可以自动进行控制隧道的照明系统，同时还可以进行调节隧道内的各个阶段的照明情况，从而可以有效保证行车的安全，并且还可以达到省电节能的目的，并且还可以对隧道内的一些照明装置和系统进行监控。在隧道照明系统中一般常用的照明控制装置主要有自耦降压式调控节能装装置，可控硅斩波型照明节能装置以及智能照明调控节能装置等。
2.4太阳能的运用
太阳能不仅是一次能源，而且还是可再生能源，并且看还可以免费使用，是一种取之不尽用之不竭的能源，对环境没有任何的污染，太阳能的运用具有节能、方便、环保等等各个优点。太阳能应用于隧道照明中，不仅可以达到隧道照明的要求，而且还可以节省电费，从而具有很好的作用。太阳能的运用主要是光电转换，光电转换是根据太阳能的辐射能光子通过半导体技术或者半导体物质转变成电能的过程。这种转换过程一般被称作是“光生伏打效应。”并且这种装置的主要组成部分为控制器、变化器、逆变器、太阳能电池方阵以及蓄电池等部分组成，太阳能技术的运用不仅可以满足隧道照明的工作，而且还可以节省电能，真正实现绿色能源的运用，达到节能减排的效果。并且还可以解决隧道无法进行引用市电照明的一些困难和难题。
随着社会的不断进步，科技的不断发展，隧道照明将充分进行考虑绿色能源的运用、照明灯具的布置方案的优化以及控制系统的智能化、综合化的特点，从而实现隧道照明节能的最大化。
参考文献
[1]杨超,王志伟.公路隧道照明节能技术[J].现代隧道技术,2010,47(2):2-8.
[2]李韧,陈朝阳,傅达.隧道照明节能与控制.2007中国高速公路隧道监控与运营管理技术研讨会.
[3]袁郑棋.朱力.伏慎敏.公路隧道照明节能技术探讨[J].交通标准化,2009,9:60-64.
公路隧道照明设计规范篇5
关键词：公路隧道；隧道设计；隧道施工；隧道建设；地质环境文献标识码：A
中图分类号：U456文章编号：1009-2374（2016）07-0078-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.07.040
近十年来我国的公路隧道建设得到了迅猛的发展，每年以60万延米的速度不断增长，因此对隧道的设计也提出了更高的要求。纵观国内外隧道设计的研究成果是十分丰富的，因此国内公路隧道设计的理论体系也非常多。目前，我国公路隧道设计已经与国际水平接轨，并且在施工技术方面的成就也有了很大的进步。我国国土面积之大，不同地区的地质环境会有所不同，所以在隧道建设中采用的施工技术也各不相同。本文以福建A公路为例，对其隧道设计与施工技术进行深入分析，旨在促进我国公路隧道设计与施工技术的共同发展，并打造高质量的隧道工程。
1工程概况
A公路隧道处于地势西北高东南低的福建省境内，因福建省复杂的地质构造特征，该工程隧道地质特征也比较复杂。该公路隧道进口段主要被花岗岩覆盖，分布不均，其他为砂土填充，砂层厚度超过2m，属于V级围岩。隧道出口邻近U字形沟槽，沟槽内常年积水。对该工程造成影响的地质因素主要是隧道进口多块石堆积层，经雨水冲刷容易在洞门外淤积。
2A公路隧道设计
2.1设计原则
（1）遵循《公路工程设计标准》（JTGD70-2013）和《公路隧道设计规范》（JTGD70-2013）中的相关规定；（2）洞口要设置洞门，洞门结构可以是柱式、端墙式、台阶式等，洞门结构应根据洞口的具体地质情况和施工特点进行设计；（3）当隧道中线和隧道洞口地形的等高线斜交时，洞门结构宜采用斜交式，线路中线和端墙的交角应大于45度；（4）隧道内部轮廓的设计除了要符合隧道建设规定，同时要保证洞内设备齐全，比如洞内的排水设施、通风、检修道、照明以及运营管理等设施；（5）公路隧道施工图的设计遵照《公路隧道设计规范》（JTGD70-2013）中推荐的隧道内轮廓建设；（6）位于风景区、城镇、车站附近的隧道洞门设计要符合建筑美观要求，与城市建设和环境保护相协调；（7）注重隧道“监控量测”以及“地质超前预报”。
2.2洞门设计
为了保证周围环境不受到过大的破坏，本隧道洞口应结合福建的地貌地形进行整体设计，并且在洞口周围种植与地形特征相符的绿色植物。
2.3隧道衬砌设计
本路段隧道衬砌结构主要根据围岩的地质条件及施工条件分为浅埋和深埋段复合式衬砌、明洞衬砌。除Ⅴ级围岩土质的隧道可以使用矿山法原理进行设计以外，其他衬砌均使用新奥法原理进行设计施工；通过工程类比等计算方法确定衬砌设计支护参数；在围岩比较差的地段，其衬砌应向围岩较好的地段延长10m左右，并且在主洞与车行横通道交叉地段设置加强段衬砌，衬砌材料均使用钢筋凝土；明洞衬砌的拱墙、仰拱钢筋混凝土强度为C25。
2.4通风与照明设计
一方面，根据相关设计规范并结合当地的自然环境，本隧道通风设计为射流风机诱导式通风；另一方面，本隧道考虑到其长度应设置电缆槽。隧道内供电采用380/220V的三相四线系统以及380V动力设备。
2.5防排水设计
（1）洞内防排水。为了能够有效将衬砌背后的积水排出，本隧道内沿着岩面环向设置透水管，透水管和墙底部纵向排水管（Φ10Omm）相连，并且每30m布设一处横向引水管，把纵向排水管里的水引入到侧沟内，再由侧沟从引水道排向隧道外；（2）洞外防排水。在隧道进口端洞外的侧沟布设5%的反坡排水，并且在距洞口外1～2m处地面设一处深3m、宽4m的横向盲沟来拦截路面水；（3）明洞防排水。明洞采用黏土隔水层及外贴式防水层；（4）隧道防排水。隧道防排水采用“防、截、排、堵”相结合的防渗方案。在施工前根据掌握的资料结合地形对地下出水情况进行分析和水量计算，制定最佳的排水措施。除此之外要对该公路隧道内部的出水位置、水量大小、变化规律以及水质成分等做好相关的勘测与记录，达到边墙和拱部不渗水、道床不冒水不积水的效果。
3A公路隧道施工技术与方法
3.1施工测量
（1）测量队组织隧道控制测量，绘出隧道以及隧道内各设备位置示意图和线路桩点。沿隧道方向每100m处设临时水准基点，每150m处设导线控制点，同时核对线路的中线是否准确；（2）施工现场的所有测量仪器标准统一并派专人保管维护。如果在测量中仪器参数不符合规范要及时校准或更换，保证测量数据无误；（3）记录各项测量数据并汇报给监理部门；（4）得到批复后开始进行洞口边的仰坡施工的放样测量。
3.2隧道开挖
（1）开挖方法与进尺控制。隧道进出口的开挖方法均采用正台阶法。上部台阶长为5m，先对上半段面施工并做好支护工作，使用风钻进行钻孔，下部开挖使用钻孔台架风钻进行钻眼，两者每循环进尺不超过1m。遇到Ⅲ级围岩开挖则采用全断面法，钻眼使用液压凿岩台车，循环进尺控制在3m以内；（2）爆破作业。该段工程使用非电导爆系统。每个钻孔区域由专人负责，装药也由专门的爆破技术人员负责。在这一过程中，技术人员必须对爆破技术非常熟练，能够正确使用炸药的用量以及雷管的段数。在钻孔之前要确定开挖断面的中线以及水平轮廓，钻孔要以“准、平、直、齐”为标准并满足相关精度要求（各孔误差均已不超过3cm为准）。完成钻孔以后对符合标准的孔填装炸药，不符合标准的应重新钻孔方可开始装药爆破。在填装炸药前要将炮孔清理干净，以免爆破受到其他物质的影响。隧道进出口根据设计做好相关加固工作后，Ⅴ级围岩使用微台阶法开挖，锚、喷、网及型钢支护。待开挖完毕初喷混凝土4cm厚度，然后布设锚杆及挂网，最后架立钢架并喷射15cm厚的混凝土，尤其是钢架处要加厚喷层，确保钢架稳定和整体受力。
3.3支护作业
支护作业是隧道施工中的重要环节，其中分两次喷射混凝土，每完成一次爆破要及时清理围岩并采用湿喷机开展初喷作业，在最短的时间内将开挖面封闭以防止围岩变形。下一步是出碴作业，出碴完成后是钻爆车进场，要先对锚杆进行钻孔，锚杆钻孔的深度误差控制在20cm内。然后针对出喷不合格的地方进行混凝土补喷，新喷混凝土要根据要求进行洒水维护。需要注意的是在Ⅴ级围岩地段安装锚杆时也要安装钢型钢架，以此确保隧道施工的安全与质量。支护作业应遵照工程施工标准实施，相关人员负责全程监控与指导。
3.4隧道衬砌
该隧道的衬砌形式是整体式衬砌，所以使用衬砌台车对拱墙一次衬砌。衬砌模型使用样式简单接缝严密的金属大模板。根据设计制作定挡头板。灌注则使用混凝土输送泵。施工当中，拱墙两侧同时进行灌注，两侧高度误差控制在1m内。隧道Ⅴ级围岩需要考虑防震因素，所以全断面衬砌要使用钢筋混凝土，其他位置可以使用素混凝土。钢筋的安装与使用要按照设计和标准严格实施，另外还需要注意以下三点：（1）低温混凝土配合比和用量都要符合设计与施工标准；（2）隧道基底的虚碴、积水和杂质必须及时清理干净，尤其是混凝土不得导入积水基坑；（3）达到一定时间后拆除模板，对衬砌进行养护，养护时间为两周。
3.5隧道防排水
第一，洞内施工排水。因为采用的是仰拱，所以要在洞内集水坑然后将水汇入到这些坑内，最后采用泥浆泵将水排到洞外。
第二，隧道防排水。使用多种防排方案，实现“防、排、堵、截”相结合。其中防水板的施工技术如下：（1）安装防水板之前要安装好软式透水管盲沟。检查防水板的质量，禁止将有色变、刀痕、小孔等问题的防水板带入施工场地。在防水板边缘10cm处做搭接线记号，边墙、拱部分段铺设防水板，在拱部画出中心线，卷起备用。然后接通电源，切割钢丝网露头做好各项材料的准备工作。（2）固定防水板。铺设防水板时，拱部防水板的中线要与隧道中线重合，在防水板边缘5cm处开始锚定，间距0.5m，板边固定点距边缘5cm，间距为1m，以此向下展开。（3）以搭接宽度10cm为标准黏接防水板接缝。黏缝若不符合质量要求要及时修补。
3.6隧道监控量测要点
在施工中，除了高效发挥以上施工技术，监控量测作为隧道施工中的重要组成部分，其作用是非常巨大的。因此根据隧道设计，进行监控量测要注意以下九点：（1）监控量测贯穿整个隧道施工过程。主要是通过收集测量数据以及分析结果掌握各项施工技术的可行性，从而起到预防施工风险以及保证施工质量的作用；（2）在施工前，对承包商进行控制点复测与审核，尤其是周边收敛、位移量测、拱顶下沉量测、锚杆内力抗拔、掌子面地质素描等；（3）明洞工程开挖前，要测量放线及仰坡顶截水沟和洞口段的排水系统检验合格后才能实施。开挖之后尺寸与边仰坡坡率要实现设计要求；（4）洞身开挖中必须严格对爆破设计进行监控，尤其是岩石最小抵抗线及周边眼间距的测量以及起爆位置的确定要进行严格控制；（5）隧道开挖遇到煤层时，应严格测量瓦斯浓度，并防止煤层瓦斯逸入坑道；（6）严格控制超欠挖，采用激光断面仪测量净空断面，每隔5～10m检测一个断面，当发现超欠挖时立即调整钻爆参数；（7）隧道初期支护的监控量测必须根据设计标准做好锚杆支护、钢筋网支护、喷射混凝土支护等技术的监控量测，其中喷射砼施工中对喷射距离、角度要进行严格测量和控制；（8）隧道二次衬砌要以砼强度、厚度、钢拱架间距、空洞情况的检测作为监控量测的重点；（9）隧道防排水监控量测中，洞内顺坡排水的坡度与线路坡度要一致，此外要加强防水板的监控量测。
4结语
随着社会经济的进步，公路隧道在设计及施工和运营管理方面都日益成熟，但是与此同时，新技术、新材料以及新工艺的研究与应用也层出不穷，使得设计与施工在一定程度上难以同步发展，所以为了有效解决这一问题，在今后的公路建设中需要不断地完善与改进。本文针对福建某公路隧道建设进行了分析，希望能够为公路隧道的建设起到积极的促进作用。
参考文献
[1]赵辉雄.偏压连拱隧道设计、施工技术与结构优化[D].同济大学，2007.
[2]罗鹏.石羊岭隧道设计施工技术研究[D].长安大学，2014.
公路隧道照明设计规范篇6
关键词：公路隧道；机电工程；公路建设；建设里程
中图分类号：U453.7文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0158-02
山岭地区公路建设中，隧道方案因为其具有的能克服高程和地形障碍、改善总体线形、缩短行车里程等诸多优势，得到了广泛的应用，建设里程逐年增加，建设规模也不断扩大。而公路隧道尤其是长隧道，由于光线变化大、空气质量差、环境噪声大而比一般路段更容易发生交通事故，且存在发生二次事故的可能性。因此，长隧道内的安全保障是隧道建设和运营过程别关注的问题。隧道机电工程作为应运而生的一门新兴的学科，肩负着在满足隧道日常运行的基础上，切实做好防灾、减灾目的地重要任务。
公路隧道机电系统设计为了实现其安全、可靠、可控、经济、稳定、便捷等功能，划分为以下系统：照明系统、通风系统、交通控制系统、火灾检测报警与消防系统、通信与广播系统、紧急疏散控制系统、中央控制系统、供配电系统等进行设计。本文就系统做粗浅的探讨。
一、照明系统
隧道照明系统是十大系统中最为重要的设施之一，根据《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）规定，长度大于100米的隧道都应设置电光照明设施。按照视觉适应的要求，隧道照明主要由白天照明和夜晚照明两种工况组成，分为洞内照明和洞外照明，洞内照明包括入口段、中间段、过渡段、出口段、应急照明；洞外照明包括引道照明、接近段减光照明等。同时由于隧道建筑物自身的特殊性，其白天照明问题比夜晚照明更加复杂。设计过程中，在充分考虑行车速度和通行交通量等因素下，针对各种工况分别进行分段照度和亮度计算。对于洞外复杂的天气亮度变化，则通过洞口外照度仪和洞内照度仪的数据采集，由照明控制计算机（PLC）自动进行控制和调节，以达到在满足照明要求的情况下实现节能的目的。
二、通风系统
公路隧道按其长度和交通量的不同可采用不同的通风方式，分为自然通风、纵向通风和竖井纵向组合通风方式。
自然通风主要是利用自然风和汽车运动时产生的活塞效应进行空气对流来达到通风的目的。从世界各国的实践来看，长度在200米以下，甚至200～500米的双向隧道，在交通量较低的情况下都可以考虑自然通风。
纵向通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一个洞口把污染空气排出的方式，主要适用于中长距离的隧道和交通量适中的情况，通常是沿隧道纵向以适当的间隔安装射流风机，在自然通风不足的情况下，用射流风机补充新鲜空气来实现通风的目的。
竖井纵向组合通风是在纵向通风的基础上，在隧道内设置竖井，实现将长隧道分段的通风方式。主要适用于特长隧道和大交通量的情况，根据不同类型隧道分别设置在中间或出口侧，起到不同的作用。
针对隧道的不同长度和不同的通风方式，通过布设在隧道内的CO检测器检测的CO值和烟雾透过率检测器检测的VI值，将检测值与控制目标值相比较，经通风控制计算机（PLC）处理后，给出控制方案，指挥隧道内风机启动。
对于任何一个隧道，通风设计都会有多种设计方案，关键是要选择建设安装投资少、营运管理费用低、综合经济效益佳的方案。
三、交通控制系统
为了实现公路隧道在不同运营状态下的控制策略，保持安全、舒适和高效的特性，在中长隧道中一般都配备有交通监视与控制系统。该系统主要有交通诱导与控制功能、车辆检测功能和CCTV监视功能。
交通诱导与控制用于隧道在正常交通、火灾、事故、检修等各种工况情况下的交通管制，通过切换交通信号来关闭、开放或改变隧道运行方式。主要包括车辆检测器、交通信号灯、车道指示器、可变限速标志、可变情报板等设备。
通常情况下，根据车辆检测系统检测到的车流密度，通过可变限速标志、交通信号灯等设施实行交通控制；根据交通流量和隧道运行工况模式，通过车道指示器、可变情报板实行交通诱导控制。所有的信号检测与诱导控制都由交通区域控制器（PLC）来完成。
由于公路隧道采用全封闭的运行方式，为了及时了解隧道内的交通情况，第一时间发现事故和灾情，在隧道尤其是中长隧道内安装闭路电视（CCTV）监视系统是完全必要的。闭路电视监视系统一般包括洞口监视和洞内监视，分别采用全天候低照度三可变镜头摄像及电动云台和定点定焦摄像机进行全方位、实时的监视。
四、火灾检测报警及消防系统
隧道是一种特殊的管状结构物，存在潜在的交通事故和火灾危险，发生火灾后对隧道主体工程和人身危害极大，因此预防火灾发生、制止灾害扩大、防止造成严重后果是火灾检测报警及消防系统的重要目标。
火灾自动报警及消防系统一般包括以下技术内容：火灾参数的有效检测与模式的识别、火灾探测信息数据处理与自动报警、消防设备联动控制、自动消防系统计算机管理与监控数据网络通信、火灾监控系统工程设计、施工和管理使用维护技术等。
报警系统中包括自动报警和手动报警，其中手动报警是通过安装在隧道内的一定间距的报警按钮将报警信号传输至消防控制值班室。自动报警则是通过火灾探测器来感知附近区域火灾产生时的物理或化学现象，并将发生初期所产生的烟、热、光转换为电信号，输入自动报警计算机系统，经过系统（PLC）自动处理后，发出警报或联动打开灭火装置。消防系统一般是以水消防为主，辅以化学消防，通常采用两端高位水池保持一定管压供水和消防水泵后期补水的方式进行配置。
随着微电子、监测、自动控制和计算机通信等技术的发展，目前国内已逐步形成以火灾探测与自动报警为基本内容，计算机协调控制和管理各类消防灭火与消防设备，具有一定自动化和智能化水平的隧道火灾自动报警系统。
五、通讯与广播系统
隧道机电工程的通讯与广播系统都包括有线和无线两部分。有线通讯是为了解决洞内人员与外界的联络和出现事故时的及时报警，通过在隧道中每隔一定距离设置一处报警电话，实现于控制中心的联络；无线通讯则是通过洞内定向无线系统为进入洞内的无线通讯设备提供服务；有线和无线广播主要用于交通信息、现场管理等，有线广播一般每两个横洞之间设置一组。
六、紧急疏散控制系统
为了应对隧道内可能发生的重大交通事故和火灾等情况，在隧道内设置有效的紧急疏散系统是十分必要的。一般是在双向通行长隧道中设置汽车横通道和人行横通道，其中一个洞一旦发生紧急事故，经中央控制室确认后，进入紧急疏散控制状态，发出控制指令，紧急广播、横通道卷帘门均开启，指挥滞留车辆、人员经横通道进入另一洞室疏散，组织人员进行抢救，防止事态扩大。
七、中央控制系统
这部分是整个机电工程的中枢，汇集了隧道内所有现场检测信号和控制信号，以多层网络的形式由中央控制计算机实现对各系统的控制与管理，协调各子系统的联动与互锁控制，并采用人机对话的方式实现人工干预控制和系统自动控制的有机结合。
八、供配电系统
供配电系统是隧道机电工程的关键系统，它的运行好坏，直接关系到整座隧道能否正常营运。鉴于该系统在整个机电工程中的重要作用，故要求其在供配电过程中必须满足安全、可靠、优质、经济的要求。
根据《公路隧道设计规范》规定及要求，隧道通风、照明、监控、消防等重要电力负荷为一级负荷，应由两路电源供电，同时还应设置独立的备用电源和应急电源。故在实际设计过程中，通常采用高压双回路（来自不同的供电回路）供电、高压计量、低压无功补偿的供电方式（或增设自动化发电机组）。对于特长隧道或隧道群，考虑到由于供电线路距离太长可能带来较大的线路损耗，可采用高压集中配电，设置多个变配电所的方式进行供电，以减少线路损耗。对于中短隧道，为节省投资、减少人员运行费用，可考虑采用箱式变电站。为保证隧道内设备用电的可靠性，必须采用UPS供电。当供电系统发生停电时，UPS供电电源将在发电机没有完全启动之前取代市电，继续向用电设备供电，以确保特别重要负荷电源不间断。
目前，公路隧道机电工程设计尚处在经验积累阶段，需要逐步完善，更好地应用新技术、新工艺，解决实践过程中发现的问题，相信在不久的将来，这门学科必将大放异彩，为高速公路安全便捷运行铺平道路。
参考文献
[1]李晓春，谢开炎．浅谈隧道机电工程（公路2000年1月）．
