安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 安徽省合肥市 230088
摘要：对现有隧道进行隧道等级划分，结合现行隧道规范及设备运营状况，对隧道内的机电工程改造方案进行研究。
关键词：隧道、机电工程、改造
1、概述
2019年2月，交通运输部下发了《公路隧道提质升级行动技术指南》，在全国范围内实施促进公路隧道提质升级活动，通过补齐隧道交通工程与附属设施短板，推进公路隧道提质升级，更好地为公众提供方便快捷的出行服务。
六安至武汉高速公路安徽段作为G42 沪蓉高速其中的一段，地处皖西大别山区，是国家重点公路上海至武汉高速公路的重要支线，是连接华东与中西部地区的交通“大动脉”。该公路与105国道、312国道等国省道一起形成大别山区公路网的骨架，对大别山区经济发展将起到重要促进作用。公路全长90.9km，为四车道、全封闭、全立交高速公路，设计车速100km/h，2009年建成通车，迄今已经运营近9年。全线共设置隧道8座，各隧道概况如下表所示。
隧道概况一览表
2、隧道机电工程现状
公路隧道机电工程是保证车辆安全通行的必要条件。[1]上述隧道已按要求设置了较为完善的机电设备，隧道运营年限较久，隧道相应的规范进行了更新，通过现场调查及系统梳理，现有隧道主要存在如下问题：
（1）根据规范要求，A级及以上隧道应设置隧道视频事件检测器。目前，三湾隧道和槐树湾2号隧道（A级隧道）内的监控视频不具备视频事件检测功能。
（2）隧道全线原有车辆检测器基本采用环形线圈车辆检测器，分别设置在隧道入口前和出口后，目前设备自2009年底运行至今老化严重，已无维修价值。
（3）根据现场调研，隧道全线电光诱导标志已使用9年，达到使用年限，且隧道内电缆沟两侧有源LED诱导灯及地面诱导灯在近年频繁出现车辆撞毁、自然损坏及光衰等问题，由于隧道环境恶劣，潮湿等，目前很多诱导灯主电源线故障很多，多为主缆与分支接头处烧毁。
（4）现有隧道内车道指示标志故障率较高，大多为光衰大，像素管不亮及供电线路老化等。同时根据规范要求，隧道内直线段车道指示标志设置间距不应大于500m，曲线段根据具体情况可缩短间距，且车道指示标志宜设置在隧道入口、出口和车行横洞处。[2]
（5）交通信号灯应设置在隧道入口联络通道前20-50米处，当隧道入口无联络通道时，交通信号灯应设置在距隧道一个停车视距处，现有部分交通信号灯不满足规范要求的间距。
（6）李集2号、斑竹园隧道未设置照明设施。
（7）隧道变电所部分设备老化，结合营运维护反馈的问题，隧道高压系统和柴油机问题较为显著。
3、设计方案
3.1隧道等级划分
上述隧道等级根据《公路隧道设计规范第二册 交通工程与附属设施》（JTG D70/2-2014）中隧道单洞长度和设计年度预测隧道单洞年平均日交通量两个因素进行划分，交通量采用的是2017年度六武高速单洞年平均日交通量（折合小客车）13838辆/日，其等级划分如下表所示。
所辖隧道等级划分一览表
3.2改造方案
（1）交通检测
考虑到微波车辆检测器具有检测精度高、可以覆盖全幅断面、不受天气影响、使用寿命较长、能够移动使用等优点，建议采用微波车辆检测器，布设于隧道出口和入口处，通过工业以太网交换机接入到现有视频监控传输系统中。
（2）隧道诱导灯
排查全线隧道诱导灯，对存在问题的诱导灯进行更换，同步更换诱导灯供电电缆。
（3）隧道车道指示标志
对车道指示标志间距不满足要求的隧道进行加密，由已有区域控制单元控制。
李集2号和斑竹园隧道增设车道指示器，在隧道左右洞中间增设交通区域控制单元，对车道指示器进行控制，交通区域控制单元通过工业以太网交换机组成双纤自愈环网传输至隧道管理站。
（4）交通信号灯
对全线B级以上隧道已设置的交通信号灯进行更换，对不满足间距规范要求的隧道外交通信号灯进行移位。
（5）紧急电话
建议采用紧急电话与有线广播系统合一的系统方案，系统采用NGN软交换架构。监控中心、隧道管理站和隧道内的电话分机均通过网络注册到所设置的主控服务器，电话分机与服务器之间采用数字信号进行互联互通。隧道内部的紧急电话分机采用工业交换机通过光纤串接的方式形成冗余环网，确保系统整体具有极高的稳定性。
（6）隧道照明
根据现行规范，李集2号、斑竹园隧道增设照明。长度200m<L<300m非光学隧道入口段亮度按长度L>500m隧道的20%取值；长度L≤300m的直线隧道可不设置出口段加强照明。[2]
（7）供配电
李集2号隧道距离李集1号隧道126米，李集2号隧道由李集1号变电所备用回路取电。
斑竹园隧道设置箱式变电站，经调查隧道洞外有10KV供电线路。
结合现状调查，对其他隧道的现有高压开关柜进线统一更换。
结合三湾隧道箱式变电站的整体工况，整体更换箱式变电站，并适当增加箱变空间。同步配置一台户外式柴油发电机组，作为备用电源。
4、施工期间用电保障
由于本次为隧道机电设施改造工程，牵涉到断电的仅为隧道区段，对于施工期间的用电保障有如下措施。
（1）由于本次改造更换各隧道变电所内的高压柜和柴油发电机组，在高压柜更换的时候势必造成市电断电，为了保障一级负荷的连续用电，施工应先更换柴油发电机组，再对高压系统进行改造，每个变电所的高压系统改造预计为1天时间，因此每个变电所的柴油机储油量按照1天配备。
（2）三湾箱式变电站为整体更换，改造方案中在三湾箱变侧设置了户外式柴油发电机组，因此先期实施户外式柴油机组，并设置临时配电箱，将原箱变负荷按照临时配电箱回路对应接入，待新箱变施工完毕后再逐个回路由临时配电箱接至箱变内低压输出端。
5、结语
通过收集路段内的现有交通量，结合隧道长度对现有隧道重新进行等级划分。结合隧道内的设备运营状况及使用年限，合理确定隧道机电工程的方案进行研究。从各系统的设置以及施工的隧道用电保障考虑指导后期隧道的提质升级。
参考文献：
[1]赵忠杰.公路隧道机电工程[M].人民交通出版社，2007.
[2] 《公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施》（JTG D70/2-2014）.
论文作者:罗东伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/4
标签：隧道论文; 交通论文; 车道论文; 诱导论文; 公路论文; 检测器论文; 交通量论文; 《防护工程》2019年11期论文;