中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津 300308
【摘 要】公路隧道照明的目的是创造良好的洞内视觉环境，确保在白天和夜间行驶的车辆以设计速度能够安全地接近、穿越和通过隧道，同时为在高速公路隧道内的车辆驾驶员提供舒适和安全的行车环境。
【关键词】高速公路；长大隧道；供配电；照明；施工技术
1高速公路隧道照明用电现状
1.1隧道照明配置
当前，除个别新建、改造隧道外，已通车隧道的照明设计标准基本是《公路隧道通风照明设计规范(JTJ026－1999)》(下称“老规范”)或更早以前的1990年标准，洞外亮度L20(S)采值3500cd/m2或4000cd/m2，参考值较大，隧道入口加强段照明亮度要求高，所配置灯具基本是250W或150W高压钠灯，隧道中线顶部布置;基本段基本采用两侧交错布置或两侧对称布置，间距为14m或12m不等，所配灯具为100W高压钠灯。
以G15沈海高速上某隧道为例，其隧道长3616米，2000年底建成通车，设计时速80km/h(下同，未特别指出，均指“80km/h”的条件)，照明设计采用1999年标准，灯具为高压钠灯，不考虑停车带、横通道等照明情况，单隧照明总负荷169.1kW，其中入口加强段41.1kW，基本段120.5kW，出口段7.5kW，各段照明分2～4个回路不等，具体单隧照明工况统计如下表1。
1.2隧道照明耗电特征分析
隧道入口加强段亮度是根据季节、气象、车流量等因素，以洞外亮度L20(S)为基准呈正比例系数关系确定，白天全部或者部分开启，夜间全部关闭。当隧道外亮度较小时，可以开启部分回路甚至不开；当隧道外亮度较大时，应当开启较多回路或全开。故同一区域、不同高速、不同隧道，其隧道入口照明亮度要求基本相同，其隧道入口照明用电总负荷基本相同。
隧道基本段照明亮度跟车流量、设计车速和隧道长度存在紧密的联系，与隧道外亮度和季节、天气变化关联性小，一般分四个回路，因而隧道基本照明负荷与隧道长度成正比例关系，用电量相对稳定。基本段开灯分白天和夜间两种模式。单隧基本灯数量为隧道长度的1/3。
以某隧道为例，该隧道照明经过多年营运，以其2014年委托第三方专业检测的数据为依据，摸索出一套成熟的人工照明控制模式。隧道照明按照白昼和夜间两种模式控制，时长分别为10h和14h。同时，白昼模式加强段、过渡段、出口段各回路照明开闭模式根据季节、天气及车流量等因素实时变化进行动态调整。
1.3隧道照明其他特征
浙江地区高速公路桥隧比一般在60%左右，隧道外面是桥梁，桥梁过后又是隧道，使的隧道各照明用电时序分布特征不同。如洞口照明、引道照明、桥隧连接线、隧道间照明都只在夜间开灯，隧道内照明又是白天黑夜24h开启。
建设期，普遍考虑建设方便，存在隧道群用电远距离搭载输电的问题，甚至有大量收费站服务区、桥梁照明用电也远距离搭载在隧道照明用电上。这种设计一方面由于远距离送电，增加线缆接头导致故障点、维护量增大，存在大量线缆传输能源损耗;另一方面，隧道照明用电、收费站服务区照明用电和桥梁照明用电时序特征各异，隧道照明用电量白天多于夜间，收费站服务区照明夜间多于白天，桥梁照明用电只集中在夜间，因而无法充分享受国家“分时电价”的政策红利。
2 隧道照明控制设计
隧道房建变电所在照明控制装置内为监控系统预留接口，便于监控系统进行远程控制。隧道照明控制分为远动控制和就地手动控制两种，照明控制装置布置于隧道房建变电所相应低压柜内。上述两种控制方式是比较成熟的控制方案，但随着科学的发展，各种照明控制理念相互推出，更科学的控制理念会进入隧道照明控制系统中去。目前结合交通监控，根据交通量的变化控制隧道照明亮度，以及补偿和限制电网电压等控制方法，在隧道实施阶段，将根据当前的技术引入较先进和成熟的照明节能控制模式。
加强照明应根据洞外亮度和交通量变化，进行入口段、过渡段和出口段的调光方案设计，可分白天（夏季晴天、其他季节晴天/夏季云天、其他季节云天/夏季阴天、其他季节阴天/重阴天）、晚上、夜间六级调光分级组合进行。本隧道在洞口及隧道照明引入段各设一台亮度检测仪，按六级天候控制。
3 隧道照明的实践及研究
3.1灯具的安装
定位:对灯具的位置进行划定和位置确定。利用升降机沿着隧道壁移动并划出灯具安装的水平线路。划线完成后，从隧道口开始向着行车方向利用仪器对划线进行水平校对，使之与隧道的走向协调。
灯具安装:安装灯具的时候应安装在划线设定的位置进行打孔和安装，利用膨胀螺丝将灯座固定。然后将灯具安装到底座上，确保其稳定牢固，避免出现松动的情况。
接线:灯具就位后，在灯具的内部接线处预留电源线，通常保证为1.5m，注意接线的时候应利用合理工艺措施。灯具尾线的另一端利用绝缘穿刺线夹与隧道的照明电缆相连接。保证连接牢固不损伤线芯。最后利用绝缘防水带将电缆线头进行绑扎，防止受潮。
测试:完成灯具的安装后，应对各个支路的绝缘电阻进行检测，保证合格后就可进行照明测试。通电后对线路上的灯具进行检查，检查灯具控制是否灵活、准确，如发现问题应先断电然后再进行修复，必须保证此过程协调一致。对发现存在照明不协调的区域应进行记录，并予以调整。
3.2主体工程建设引入新发展理念
由于隧道出入口部分占隧道的总体能耗较大，消耗能耗的过程中，其中短隧道的总体能耗严重度加大，由主体工程中进入洞口减光或者自然植被挡光的状况，都是降低入口处光亮度的关键新因素，为了让电能更明亮就需要通过瓷砖铺砌两侧洞口处，然后运用部分白光涂料做好发光处理，让洞内的亮度较大，提升整体的均匀度。
在使用的时候为了结合在建工程的特点，需要在总体设计中引入新的理念，这样才能充分的考虑各个专业之间的功能性需求，并且要结合地形以及线形的特点，设计有关洞口减光的措施，通过自然植被，让洞口的永久性照度降低，并在洞口内部辅助砌浅色的瓷砖，做好涂料发光实验性应用，这是提升同等条件下的洞内平均亮度的必然要求，瓷砖的铺砌有助于养护的清晰度，能够在确保洞内壁清洁或者明亮的同时，避免隧道长期的运行出现污损影响正常的照明效果。
3.3应用清洁能源和直流电源
当前，世界范围内出现全球变暖，这一现象如果不去遏制，任其发展，会影响今后的全球变化发展状况，其中太阳能、风能等相关能源在众多领域内得到极为广泛的应用。通过调查了解当前我国的太阳能在世界范围内已然处于领先地位，并且国家也高度重视该领域，最近一段时间内，由于石墨烯等新型的半导体材料研制成功，这一新的创举为新能源和材料的应用提供最新突破。
发展中受到高速公路沿线的远距离和低能耗等场外电气设施等因素的影响，所以供电的方式也产生重要的变革，转用太阳能供电，虽然这种供电方式极为便捷同时能够花费较小的能耗，但是弊端是隧道的用电量较大，如果全部运用清洁能源供电，整体的费用支出超过预期水准，故而成本高，投入量大，由此目前这一供电方式还不是很成熟，因而不能大范围使用。但是相对于短小的隧道辅助电光诱导设施，就能够运用风能、太阳能等供电方式，不仅能够减少能耗，还能保护环境。
4 结束语
总之，供配电与照明系统施工应建立在与土建施工紧密配合的基础上，即对土建施工的情况进行掌握，利用合理的设计来完成与之的配合。监理人员应随时掌握和监督施工的进程，控制预埋质量防止出现返工情况。另外，在进行高空作业的时候应保证设备与人员的安全，做好防护措施。在带电作业的时必须按照安全操作规程进行施工，一定要保证各个部分的协调一致，防止事故发生。最后完成施工后应对环境进行清理，防止造成二次污染而影响隧道的整体质量。
参考文献：
[1]任建卫,屈志豪,赵清碧,等.高速公路隧道照明及供配电节能的实践与思考[J].中国交通信息产业,2014(34):88-90.
[2]廖小宁,尹小兵,黎明,等.安徽省高速公路隧道照明节能的实践与思考[J].科技视界,2014(27):137-142.
论文作者:曲怀森
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第20期
论文发表时间:2016/11/25
标签：隧道论文; 亮度论文; 灯具论文; 夜间论文; 洞口论文; 高速公路论文; 回路论文; 《低碳地产》2016年10月第20期论文;