1、秦嶺終南山公路隧道照明設(shè)計(jì)1概述秦嶺終南山公路隧道是我國(guó)交通規(guī)劃網(wǎng)內(nèi)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架西安至安康高速公路的“咽喉工程”。隧道采用雙洞四車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速 80km，全長(zhǎng)18。02km，在山嶺公路隧道中長(zhǎng)度居世界第二，總建設(shè)規(guī)模世界第一，是我國(guó)目 前已建成的最長(zhǎng)公路隧道。該隧道已于2007年1月20日正式通車(chē)?；谒淼涝诳臻g結(jié)構(gòu)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(huì)誘發(fā)大的災(zāi)害，照明系統(tǒng)作為安全行車(chē)最基本的組成部分，其設(shè)計(jì)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(nèi)正常行車(chē)所必需的基本照明和消除出入

2、口 “白洞”和“黑洞”效 應(yīng)的加強(qiáng)照明。設(shè)計(jì)中對(duì)基本照明光源的選擇進(jìn)行了熒光燈和高壓鈉燈的方案比選，最終 確定采用光效更高、透霧性更好、壽命更長(zhǎng)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(qiáng)照明采用大功率高壓鈉燈。經(jīng)計(jì)算，隧道基本照明布燈方案為：兩側(cè)交錯(cuò)布燈， 間距為10m，燈具安裝于距路面中心5.3m處的隧道側(cè)壁上。為了美觀，加強(qiáng)照明燈具的安 裝高度同基本照明保持一致，并均勻布設(shè)于基本照明燈具間。按規(guī)范要求一般照明為一級(jí)負(fù)荷.根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ/T 16-92）第11.8。 6條要求：“特別重要的照明負(fù)荷,宜在負(fù)荷末級(jí)配電盤(pán)采用自動(dòng)切換電源的方式，也可采用由 兩個(gè)專用回

3、路各帶約50%的照明燈具的配電方式。”顯然，“在負(fù)荷末級(jí)配電盤(pán)采用自動(dòng)切換 電源的方式”不適于隧道照明，本隧道采用“由兩個(gè)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(tái)變壓器檢修或故障的情況下，也能保證隧道內(nèi)最少有一 半燈具正常點(diǎn)亮，不會(huì)引起整個(gè)隧道一般照明燈具全部熄滅而對(duì)高速行駛的車(chē)輛造成危險(xiǎn)隧道內(nèi)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(jìn)行控制.通過(guò)隧道內(nèi)、外 設(shè)置的亮度監(jiān)測(cè)儀和環(huán)形線圈來(lái)檢測(cè)隧道口附近的光強(qiáng)，并通過(guò)隧道的交通量來(lái)控制各區(qū)段 的照明亮度，使駕駛員盡快適應(yīng)隧道內(nèi)、外的光強(qiáng)變化，消除因光強(qiáng)變化所引起的視角障礙， 從而達(dá)到既滿足隧道的亮度要求，保證行

4、車(chē)安全，又能延長(zhǎng)燈具使用壽命和節(jié)約能源的目的。 根據(jù)公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 026。1-1999）要求“入口段加強(qiáng)照明白天分晴天、 云天、陰天、重陰4級(jí)控制，基本照明分夜晚交通量大、交通量小2級(jí)控制，出口段加強(qiáng)照 明分白天、夜晚2級(jí)控制”由于入口加強(qiáng)照明重陰（白天）這一級(jí)的照明亮度計(jì)算后比隧道中 間段所需的亮度值小，因此設(shè)計(jì)中未考慮這一級(jí)控制。3應(yīng)急照明大部分駕駛者在進(jìn)入隧道時(shí)一般會(huì)開(kāi)啟車(chē)燈，但是還有部分駕駛者在進(jìn)入一般照明全開(kāi) 啟的隧道后會(huì)關(guān)閉車(chē)燈，這樣做存在著很大的危險(xiǎn).雖然我們前面所說(shuō)的一般照明是按照一級(jí) 負(fù)荷來(lái)供電的，但是也不排除兩路電源同時(shí)故障的可能。如果一般照明斷電的話，

5、沒(méi)有開(kāi)啟車(chē) 燈的車(chē)輛在隧道這樣一個(gè)狹小的空間高速行駛其危險(xiǎn)性就不言而喻，會(huì)發(fā)生由于司機(jī)的恐慌 而引起追尾、碰壁等一系列交通事故.而設(shè)置了應(yīng)急照明的隧道就完全可以降低此類(lèi)事故的 發(fā)生，當(dāng)一般照明斷電時(shí)，還有一部分應(yīng)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(jī)采取一系列的安全駕駛措施,如：開(kāi)啟車(chē)燈、減速等。應(yīng)急照明的設(shè)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(yīng)急的方案和單獨(dú)設(shè)置應(yīng)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(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)（58min）,很難作為應(yīng)急照明燈.現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外在采用高壓鈉 燈作

6、為照明光源在隧道中的常規(guī)做法是單獨(dú)設(shè)置應(yīng)急燈，這樣會(huì)造成重復(fù)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(dú)設(shè)置應(yīng)急燈的方案較利用基本照明燈作為 應(yīng)急的方案投資多出200余萬(wàn)元，因此設(shè)計(jì)采用的是利用基本照明燈作為應(yīng)急照明的方案。 平時(shí)應(yīng)急照明作為基本照明的一部分，當(dāng)基本照明出現(xiàn)故障后應(yīng)急照明燈繼續(xù)工作,以保證 隧道內(nèi)行車(chē)安全。（2）從應(yīng)急電源選用上有集中設(shè)置應(yīng)急電源和分散應(yīng)急電源方案.分散應(yīng)急電源一般應(yīng) 用于規(guī)模較小的建筑中，而在大型建筑中由于應(yīng)急燈具數(shù)量較多，考慮到維護(hù)和投資方面 的因素，一般采用集中應(yīng)急電源裝置。集中應(yīng)急電源裝置一般有EPS （應(yīng)急電源）、UPS （不間斷電源）和

7、發(fā)電機(jī)幾種，這三種 方案技術(shù)比較見(jiàn)下表。根據(jù)上表分析：自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，不滿足公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ 026o 11999）第4.9.1條“長(zhǎng)度大于1000m的隧道應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明系統(tǒng)，并保證照明 中斷時(shí)間不超過(guò)0o 3s.”的規(guī)定，因此設(shè)計(jì)中發(fā)電機(jī)作為應(yīng)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(yīng)急電源選用了 EPS裝置.采用高壓鈉燈等氣體放電光源作為隧道應(yīng)急照明尚無(wú)先例，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)當(dāng)前國(guó) 內(nèi)主流的高壓鈉燈做了較長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)證明高壓鈉燈在中斷供電時(shí)間大于5ms 的情況下，部分產(chǎn)品有熄滅現(xiàn)象，一旦熄滅再啟動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)?；?/p>

8、于常規(guī)的EP裝置切換時(shí) 間（市電轉(zhuǎn)應(yīng)急）為0。1s，為了滿足隧道應(yīng)急照明能正常可靠的工作，設(shè)計(jì)要求EPS裝置的 切換時(shí)間小于5ms，并在秦嶺終南山公路隧道工程中得以實(shí)現(xiàn)。（3）疏散及誘導(dǎo)照明當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，產(chǎn)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(jìn)。 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(huì)使隧道內(nèi)亮度急劇下降，因此對(duì) 人員、車(chē)輛的疏散極為不利，可能使疏散的人員及車(chē)輛發(fā)生二次災(zāi)害?；谏鲜鲈颍淼?內(nèi)設(shè)置了疏散及誘導(dǎo)照明.在距檢修道0.8m高處設(shè)有疏散照明燈，采用LED光源，間距為10m，其中每40m設(shè) 一盞疏散指示燈，以便火災(zāi)狀態(tài)下指示人員安全快速地離開(kāi)現(xiàn)

9、場(chǎng)。每120m設(shè)一盞藍(lán)色疏散 指示燈，提醒司機(jī)保持與前車(chē)之間的安全距離。由于道路兩側(cè)的水溝側(cè)壁高出路面30cm， 為更能凸顯隧道輪廓，避免車(chē)輛在隧道內(nèi)發(fā)生“碰壁”現(xiàn)象，在水溝側(cè)壁設(shè)置了誘導(dǎo)照明燈， 采用LED光源,間距為15m（隧道出入口為10m）。疏散燈為長(zhǎng)明燈，不受控制：誘導(dǎo)燈正常情況下常亮，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，通過(guò)隧道監(jiān)控 中心下發(fā)指令，將誘導(dǎo)燈調(diào)為閃爍狀態(tài)以提醒司機(jī)謹(jǐn)慎駕駛。疏散及誘導(dǎo)照明電源由EPS 提供。4特殊燈光照明按照正常車(chē)速行駛，穿越秦嶺終南山公路隧道大約需15min。在此過(guò)程中，由于景觀單 調(diào)重復(fù)，容易造成視覺(jué)疲勞，增加駕駛?cè)藛T的疲勞感。為了避免由此造成不必要的損失，在 18km

10、的隧道沿線，每間隔4o 5km設(shè)置了特殊燈光帶，每座隧道設(shè)有3處特殊燈光帶，以 提供不同的視覺(jué)場(chǎng)景，從感覺(jué)上將18km的長(zhǎng)隧道分成了 4個(gè)短隧道，從而調(diào)節(jié)駕駛?cè)说囊暳Γ?減少疲勞。在一般照明燈的安裝高度,于隧道每側(cè)安裝一排藍(lán)色的投光燈向洞頂投射，將洞頂整體 照亮，形成“藍(lán)天”的基本色調(diào).再用圖案燈將預(yù)先制作的“白云”等圖像投射到隧道頂部，來(lái)形 成“藍(lán)天”“白云”的效果。道路兩側(cè)，合理設(shè)置了一些仿真植物等景觀，并給以適當(dāng)?shù)姆汗庹?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(lán)天白云”效果就形成了， 駕車(chē)穿過(guò)，有穿越時(shí)空的感覺(jué)，同時(shí)，這些仿真植物等景觀的設(shè)置，還可以起到行車(chē)誘導(dǎo)作 用。5照明系統(tǒng)供電簡(jiǎn)介為保證向隧道內(nèi)照明等一級(jí)負(fù)荷可靠供電，工程中于隧道南口設(shè)有110kV變電所一座。 110kV變電所高壓側(cè)采用兩路電源進(jìn)線、兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行的方式，10kV側(cè)采用單母線 分段接線。隧道內(nèi)設(shè)置13座10/0.4kV箱式變電站向照明等負(fù)荷供電。每座箱式變電站設(shè)兩臺(tái)變壓 器，高壓側(cè)為單母線接線，低壓為單母線分段接線。正常情況下，兩臺(tái)配電變壓器同時(shí)運(yùn)行; 當(dāng)一臺(tái)變壓器檢修或故障時(shí)，由另一臺(tái)變壓器向所有一級(jí)負(fù)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(shè)于車(chē)行橫通道的支洞內(nèi);箱式變電站的兩路10kV電源分別 敷