公路照明設(shè)計細則范文

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公路照明設(shè)計細則

篇1

【關(guān)鍵詞】隧道通風;照明節(jié)能

中圖分類號: U45文獻標識碼: A

前言

在隧道中,通風和照明是隧道技術(shù)上的基礎(chǔ),但是在通風和照明節(jié)能方面還是存在一些問題,科學(xué)技術(shù)人員還在不斷的努力改進,保證了隧道更加安全,更能促使經(jīng)濟不斷進步。

二、照明節(jié)能技術(shù)分析

照明節(jié)能技術(shù)在各個國家已得到普遍重視,我國也提出了“綠色照明工程”以及“節(jié)能、減排”政策,目前針對節(jié)能減排的主要內(nèi)容包括2個方面,分別是技術(shù)上節(jié)能和管理上節(jié)能。

1、技術(shù)上節(jié)能

所謂技術(shù)上的節(jié)能,就是指通過研發(fā)最新的技術(shù)來達到照明節(jié)能的效果,也就是說通過科技的不斷創(chuàng)新和研究,使照明技術(shù)的能源利用率逐漸提高。目前技術(shù)上的節(jié)能主要分為供配電系統(tǒng)中的節(jié)能以及照明相關(guān)設(shè)備的節(jié)能。

供配電系統(tǒng)方面的節(jié)能主要是針對變壓器進行節(jié)能處理、進行電容補償、采取負荷的三相平衡以及降壓節(jié)能等方式進行節(jié)能處理;

(2)照明系統(tǒng)的節(jié)能方面目前指的是采取高效光源、高效燈具、高效反光器以及高效鎮(zhèn)流器等方式。這里要注意的一點是所謂的節(jié)能并不是降低照明質(zhì)量,如果照明質(zhì)量降低,相應(yīng)的生產(chǎn)率就隨之降低,并且照明質(zhì)量降低還會給人們帶來視覺疲勞,這對于人類的健康及工作來說都會產(chǎn)生不利的影響。本文所說的技術(shù)上節(jié)能是指保證照明質(zhì)量的前提下,將整個照明系統(tǒng)中的能量損失降到最低點,也就是提高電能利用率。

2、管理上節(jié)能

所謂的管理上節(jié)能,是指提高照明設(shè)計的質(zhì)量,加強施工以及管理的各環(huán)節(jié)控制,最終達到節(jié)能的效果。目前所謂的針對管理節(jié)能的主要方式和手段有:采取合理、科學(xué)的設(shè)計方案,采用光控或時控開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)開關(guān),選擇最適合的照度標準,選擇智能化照明燈具等。

三、公路隧道通風系統(tǒng)組成及設(shè)計規(guī)范

1、公路隧道通風系統(tǒng)的組成

公路隧道通風系統(tǒng)主要由車輛檢測器、CO 濃度傳感器、煙霧濃度傳感器、風速風向檢測器、區(qū)域控制器、射流風機/軸流風機以及中心計算機等組成。其中 CO、煙霧濃度傳感器,用以快速、準確、實時地自動測定隧道內(nèi)的 CO 濃度和隧道內(nèi)全程煙霧透過率等數(shù)據(jù),由區(qū)域控制器采集數(shù)據(jù),監(jiān)控系統(tǒng)將檢測數(shù)據(jù)與控制標準值進行比較,控制風機的啟/停。風速風向檢測器,用以自動測定隧道內(nèi)平行于隧道壁面的風向、風速數(shù)據(jù)以及檢測風機的運行情況。車輛檢測器用以檢測隧道內(nèi)的車流量和車速,對 CO/VI 預(yù)置規(guī)模提供參考數(shù)據(jù)。公路隧道通風系統(tǒng)組成如圖 1。

圖1隧道通風系統(tǒng)組成框圖

2、隧道通風設(shè)計規(guī)范

由于 2000 年前遵照的設(shè)計規(guī)范《公路隧道設(shè)計規(guī)范 JTJ 026—90》很不完善,1999 年重慶交通科研設(shè)計院在經(jīng)過對隧道通風和照明方面大量研究的基礎(chǔ)上,主持并編寫了《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范 JTJ 026. 1—1999》( 下文簡稱《規(guī)范》) ,并于 2000 年正式頒布實施。該規(guī)范在公路隧道通風規(guī)劃與調(diào)查、通風方式、污染空氣稀釋標準、隧道通風計算、風機選型與布置、風機房與豎井口擴散、通風運轉(zhuǎn)控制等方面都有較詳細的介紹。但由于《規(guī)范》是在國內(nèi)長大公路隧道建設(shè)剛剛起步時編寫的,長大隧道很少,因此《規(guī)范》在隧道通風技術(shù)方面還存在許多問題和應(yīng)用難點。

四、公路隧道運營照明存在問題

近20年來,我國交通運輸部門投入大量科研經(jīng)費,圍繞公路隧道照明工程的實際問題開展技術(shù)研究并取得許多重要成果,強有力地推動了我國公路隧道照明技術(shù)的進步。但在工程設(shè)計、運營管理中仍存在諸多問題,主要表現(xiàn)為以下方面。

1、照明設(shè)計參數(shù)有待完善《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ 026·1—1999)[8]頒布實施至今已有10余年,在這期間,我國公路隧道數(shù)量、規(guī)模及類型都發(fā)生了較大變化,同時

新理論、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn),因而部分照明設(shè)計參數(shù)有待進一步修正和完善[9],如短隧道照明設(shè)計方法、洞外亮度L20(S)參考取值、各照明區(qū)段亮度指標等。國際照明委員會(CIE)制定的《公路隧道和地道照明指南》(CIE 88:2004)固然對我國公路隧道照明設(shè)計有借鑒之處,但并不完全適用。

2、照明控制方式較為落后

部分高速公路中、短隧道照明無法實現(xiàn)遠程人工/現(xiàn)場實時自動控制,甚至需要隧道管理人員在現(xiàn)場人工控制,若高速公路全線中、短隧道數(shù)量較多,則每日現(xiàn)場工作量較大:一方面,造成不必要的電能浪費;另一方面,耗費較大的人力、物力去開關(guān)照明燈具,運營管理效率太低。絕大多數(shù)公路隧道照明采用時序分級調(diào)光控制法,雖然其控制模式簡單、可靠,但無法結(jié)合天氣、洞外亮度L20(S)、交通量等時變參數(shù)從宏觀層面對整個隧道照明系統(tǒng)進行自適應(yīng)控制,同時受照明配電回路所限,只能實現(xiàn)3~6級照明控制等級,“過度照明”、“無效照明”現(xiàn)象較為嚴重。因此,目前這種傳統(tǒng)照明設(shè)計方案存在較為嚴重的電能浪費問題。此外,隔盞開關(guān)燈也必然會產(chǎn)生路面亮度不均勻、“斑馬紋”、閃爍等有害現(xiàn)象,給公路隧道交通安全埋下隱患。

3、照明節(jié)能理念存在誤區(qū)

公路隧道照明節(jié)能并非簡單地開關(guān)某些燈具,而是要求建立在行車安全基礎(chǔ)上的最大節(jié)能,即公路隧道照明節(jié)能不能以犧牲交通安全為代價。部分隧道管理人員一味追求節(jié)電省錢,致使公路隧道照明控制方案的隨意性、主觀性很大,這種做法其實忽視了公路隧道照明的特點和本質(zhì),對隧道行車安全危害極大。

4、照明設(shè)施養(yǎng)護未得重視

一些長大公路隧道出口段及靠近出口端的基本照明還存在亮度不足情況。除燈具自身質(zhì)量和布設(shè)間距等因素外,其主要原因在于燈具受污染情況比較嚴重,降低了光利用率。以陜西西漢高速公路秦嶺一號隧道(上行線)中間段照明為例,在燈具功率(100 W高壓鈉燈)、布置間距(單側(cè)間距9·0 m)相同的條件下,靠近入口端的基本照明亮度檢測值為6·29 cd/m2,而靠近出口端的基本照明亮度檢測值僅為2·86 cd/m2,二者數(shù)值相差54·5%。檢測數(shù)據(jù)表明,該隧道燈具清洗養(yǎng)護頻率(每季度清洗養(yǎng)護一次)已根本不能保證受污嚴重隧道的照明效果。

五、我國公路隧道照明技術(shù)發(fā)展趨勢展望

隨著自動控制、通信工程、計算機、軟件工程、半導(dǎo)體照明等相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展,我國公路隧道照明技術(shù)也必將會有新的突破。在全球“低碳經(jīng)濟”背景和

國家“節(jié)能減排”戰(zhàn)略導(dǎo)向下,公路隧道照明的發(fā)展趨勢是環(huán)保節(jié)能、安全舒適的“綠色照明”。公路隧道照明技術(shù)研究應(yīng)圍繞以下方向開展:

1、不斷健全行業(yè)技術(shù)標準體系。國內(nèi)已先后了JTJ 026. 1—1999《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》、JT / T 609—2004《公路隧道照明燈具》,《公路隧道照明設(shè)計細則》和《公路隧道和地道照明指南》也正在編制之中,公路隧道照明行業(yè)標準日臻完善,但這些設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標準還不夠全面,隧道 LED 燈、隧道 LED 誘導(dǎo)燈、洞外亮度儀、洞內(nèi)照度儀、照明節(jié)能控制設(shè)備等至今尚無行業(yè)技術(shù)標準,編制公路隧道定向光照明設(shè)計指南亦迫在眉睫。

2、不斷深入開展基礎(chǔ)理論研究。圍繞中間視覺等研究課題實現(xiàn)重大技術(shù)創(chuàng)新,針對公路隧道照明設(shè)計參數(shù)開展模擬試驗,基礎(chǔ)理論研究成果應(yīng)能在國際隧道照明學(xué)術(shù)界占有一席之地。

3、新型隧道照明技術(shù)應(yīng)用研究。研發(fā)以光纖照明為代表的新型隧道照明系統(tǒng),實現(xiàn)成套技術(shù)開發(fā)產(chǎn)業(yè)化和典型工程示范化,研制色溫可調(diào)的公路隧道 LED 照明系統(tǒng),研究太陽能、風能等新能源在公路隧道照明中的有效利用,實現(xiàn)公路隧道照明關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化,形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),進一步提升國產(chǎn)設(shè)備的國際競爭力。

六、結(jié)束語

綜上所述,就隧道通風照明節(jié)能技術(shù)應(yīng)用而言,可能在節(jié)能技術(shù)上還存在一些問題,相信在以后的日子中,科學(xué)技術(shù)人員會多做努力。隧道給人們的生活帶來很大的方便,為社會經(jīng)濟做出巨大的貢獻。

參考文獻

[1]王少飛 鄧欣 吳小麗 公路隧道照明控制技術(shù)綜述 公路交通技術(shù) 2010年

[2] 涂耘 我國公路隧道照明技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新 隧道建設(shè) 2010年

篇2

關(guān)鍵詞:隧道 不良地質(zhì) 平導(dǎo) 豎井 巖溶富水 高瓦斯 優(yōu)化

1概況

南充~大竹~梁平(川渝界)高速公路(以下簡稱南大梁高速公路)起于南充市高坪區(qū)譚家溝,接南充至廣安高速公路,經(jīng)蓬安縣、營山縣、達州渠縣,止于大竹縣石橋鋪鎮(zhèn)川渝界,與重慶規(guī)劃的梁平至忠縣高速公路相接,全長142.226km,是四川高速公路路網(wǎng)規(guī)劃的重要出川通道成都至萬源至陜西及成都至大竹至湖北、上海高速公路的組成部分,設(shè)計時速80km,道路等級為雙向四車道高速公路。

圖1 項目線位

全長8168m的華鎣山隧道為南大梁高速公路最長隧道,其正穿北北東向的華鎣山山脈,距兩端洞口各1km范圍為非可溶巖,中部為可溶巖,從洞口至洞身依次穿越侏羅系中下統(tǒng)自流井組(J1-2z)、珍珠沖組(J1z)泥巖、頁巖夾砂巖;三疊系上統(tǒng)須家河組(T3xj)砂巖、泥巖夾煤層;三疊系中、下統(tǒng)雷口坡組(T2l)和嘉陵江組(T1j)灰?guī)r、白云巖等地層(見圖2),該隧的修建使從渠縣至大竹的行車時間由1.5小時縮短為15分鐘。

圖2 隧道地質(zhì)剖面示意圖

華鎣山隧道含10余種不良地質(zhì),主要有煤層、采空區(qū)、巖溶斷層破碎帶、巖溶洞穴、巖溶涌突水(泥)、硬石膏、鹽溶角礫巖、軟弱圍巖、瓦斯、H2S等,瓦斯等級為高瓦斯。隧道穿越的煤系地層和采空區(qū)長度分別為1929m和157m,巖溶段長度為6082m,斷層破碎帶和鹽溶角礫巖長度分別為105m和350m,穩(wěn)定涌水量為19萬方/天,開挖初期最大總涌水量為59萬方/天。調(diào)查資料表明華鎣山隧道地下水由南向北流,即由隧道右側(cè)流向左側(cè),受隧道兩端接線高程限制,隧道只能處于地下水水平循環(huán)帶內(nèi)。

總體而言,隧道具有施工工期短、施工組織復(fù)雜、施工安全風險高、營運通風復(fù)雜、防災(zāi)救援困難等特點。

2輔助坑道比選

根據(jù)國內(nèi)施工設(shè)備、施工技術(shù)水平及隧道特點,若只靠隧道進、出口兩個工區(qū)施工,則華鎣山隧道施工期約為6.5年。而南大梁高速公路控制工期為4年。因此,僅憑進、出口兩個工區(qū)施工無法滿足4年工期要求,必須開辟新的工區(qū),采取長隧短打方式來縮短隧道施工期,而要實現(xiàn)長隧短打就必須增設(shè)輔助坑道。結(jié)合隧道地形、地貌和地質(zhì),可供選擇的輔助坑道主要有平導(dǎo)、斜井和豎井等。

考慮到隧道洞身大部分位于地下水發(fā)育的三疊系中下統(tǒng)雷口坡組(T2l)和嘉陵江組(T1j)可溶巖地層,采用斜、豎井輔助施工可能會因新增工區(qū)排水困難而導(dǎo)致施工進度緩慢,也有可能發(fā)生大量涌突水(泥)而淹沒施工區(qū),甚至導(dǎo)致斜豎井施工區(qū)報廢,施工安全和投資風險高,因此不能采用斜、豎井輔助施工方案。

排除斜、豎井輔助施工方案后,只能利用平導(dǎo)輔助施工,但對其設(shè)置位置、凈空斷面大小、支護方式、施工運輸量大小和方式、能否作為隧道營運通風、防災(zāi)救援和排水通道等方案必須加以論證。

2011年5月筆者根據(jù)《公路隧道通風照明設(shè)計規(guī)范》(JTJ026.1-1999)進行通風計算,計算結(jié)果表明隧道必須采用分兩段送排式通風,而送排式通風風道既可考慮平導(dǎo),也可新建通風豎井予以解決。為此,筆者根據(jù)平導(dǎo)功能不同擬定三個比選方案,比選結(jié)果見表1。

表1 輔助坑道不同功能方案比較

方案名稱 方案一 方案二 方案三

不貫通平導(dǎo)+豎井分兩段送排式通風 貫通平導(dǎo)兼作防災(zāi)救援通道+豎井分兩段送排式通風 平導(dǎo)貫通兼做通風、防災(zāi)救援通道

壓入式通風 兩段送排通風 四段送排通風

方案簡述 平導(dǎo)僅作輔助施工和排水,此時需增設(shè)兩座通風豎井。 平導(dǎo)除輔助施工和排水外,還兼做防災(zāi)救援通道使用,此時需增設(shè)兩座通風豎井。 平導(dǎo)除輔助施工和排水外,還兼做通風和防災(zāi)救援通道使用,此時不需設(shè)通風豎井。

平導(dǎo)支護面積 平導(dǎo)作為臨時設(shè)施,以噴錨支護為主,凈空面積24.85m2。 平導(dǎo)作為永久設(shè)施,采用復(fù)合式襯砌,凈空面積24.85m2。 平導(dǎo)作為永久設(shè)施,采用復(fù)合式襯砌,凈空面積65.78m2。

火災(zāi)通風 三段排煙通風 根據(jù)火災(zāi)位置采用壓入或吸出式通風

防災(zāi)救援 左右隧道互為防災(zāi)救援通道,平導(dǎo)不做為防災(zāi)救援通道使用,車輛人員只能撤離到非事故隧道內(nèi)。防災(zāi)救援通風必須利用豎井進行。 左右隧道和平導(dǎo)同時作為防災(zāi)救援通道,車輛和人員撤離到非事故隧道或平導(dǎo)內(nèi)均可,防災(zāi)救援通風必須利用豎井進行。 左右隧道和平導(dǎo)同時作為防災(zāi)救援通道,車輛和人員先撤離到兼做風道的平導(dǎo)內(nèi),防災(zāi)救援通風不需要豎井。

建安費 1.722億(含通風豎井) 2.639億(含通風豎井) 6.20億 6.11億 6.17億

優(yōu)缺點 優(yōu)點:

1、滿足平導(dǎo)縮短隧道施工工期要求;

2、平導(dǎo)充分起到了施工超前地質(zhì)預(yù)報和施工營運期間截排水功能;

3、隧道營運通風方案技術(shù)簡單,風道最短,通風能耗最少,風機功率最小,火災(zāi)排煙時效性好;

4、建安費最省。

缺點:

1、平導(dǎo)未起到防災(zāi)救援通道作用。 優(yōu)點:

1、滿足平導(dǎo)縮短隧道施工工期要求;

2、平導(dǎo)充分起到了施工超前地質(zhì)預(yù)報和施工運營期間排水功能;

3、隧道營運通風方案技術(shù)簡單,風道最短,通風能耗最少,風機功率最小,火災(zāi)排煙時效性好;

4、平導(dǎo)兼做防災(zāi)救援通道,降低了火災(zāi)事故情況下人員撤離的安全風險。

缺點:

1、平導(dǎo)位于兩隧道之間,不能充分截斷隧道主要地下水來源(右洞右側(cè)),截排水能力較低。

2、建安費較方案一多0.917億元。 優(yōu)點:

1、節(jié)省了地下風機房、通風豎井和聯(lián)絡(luò)風道等通風土建工程費用;

2、平導(dǎo)兼做防災(zāi)救援通道,降低了火災(zāi)事故條件下人員安全風險。

缺點:

1、不滿足平導(dǎo)縮短施工工期、超前地質(zhì)預(yù)報要求;

2、建安費最大,較方案一多4.4億元;

3、因營運通風需要,平導(dǎo)內(nèi)需設(shè)置通風隔墻,人為切斷了左右隧道間聯(lián)系,人員和車輛需先撤離到平導(dǎo)內(nèi)后再通過平導(dǎo)撤出洞外,平導(dǎo)凈空有限,人員車輛撤離和救援效率較低;

4、平導(dǎo)位于兩隧道之間,不能充分截斷隧道主要地下水來源(右洞右側(cè)),截排水能力較低;

5、隧道營運通風方案技術(shù)復(fù)雜,影響因素眾多,特別是分兩段和分四段營運通風控制復(fù)雜,風道長,通風能耗大,風機功率大,火災(zāi)發(fā)生時煙流在隧道內(nèi)流過的距離長。

比選結(jié)果表明:方案一建安費最省,既滿足縮短隧道施工工期、超前地質(zhì)預(yù)報和排水要求,又滿足營運通風和防災(zāi)救援要求,且相對簡單,便于管理,因此設(shè)計選擇方案一,即平導(dǎo)僅作輔助施工和排水方案,營運通風通過單獨設(shè)置豎井予以解決。

3平導(dǎo)設(shè)計

平導(dǎo)位置主要考慮三個方案,方案A是平導(dǎo)設(shè)在華鎣山隧道右洞測設(shè)線右側(cè)45m處,即地下水來源方向,平導(dǎo)終點坑底高程較隧道路面低2.2m左右;方案B是平導(dǎo)設(shè)在隧道左、右洞中間,坑底高程較隧道路面低8m以上;方案C是平導(dǎo)仍設(shè)在隧道左右中洞之間,但坑底高程較隧道路面低1m左右。三方案相比較,方案A的優(yōu)點是平導(dǎo)充分截排了來自右側(cè)(南側(cè))的地下水,使隧道位置地下水大為減少,有助于隧道施工,營運期間隧道地下水也較少,降低因巖溶水及季節(jié)性降水不均衡性可能造成淹沒隧道和破壞隧道結(jié)構(gòu)的風險,使隧道發(fā)生滲漏水的可能性較小。對于隧道右洞而言,方案B、C截排地下水作用不大,且方案B的坑底較隧道路面低很多,不利于平導(dǎo)輔助隧道施工,方案C的平導(dǎo)和連接隧道左、右洞之間的車行、人行橫通道相互貫通,導(dǎo)致通道太多,不利于隧道發(fā)生災(zāi)害事故時左、右洞之間互為疏散救援和火災(zāi)條件下的通風管理。因此設(shè)計選用了方案A,即平導(dǎo)設(shè)在華鎣山隧道右洞測設(shè)線右側(cè)45m處,綜合考慮工期及豎井地下水疏排等因素,確定在隧道進、出口端分別設(shè)置3150.5m和2612m平導(dǎo)。

平導(dǎo)斷面大小由施工運輸方式及運輸量大小決定。其除承擔隧道左、右洞兩個工作面施工外,同時還要承擔自身工作面施工,因此出碴進料量大,加之隧道為高瓦斯工區(qū),應(yīng)選用安全防爆型、污染小、裝碴能力強、出碴運行平穩(wěn)、安全高效的運輸設(shè)備,且平導(dǎo)斷面應(yīng)滿足雙向行車,在此條件下,設(shè)計選用SS(D)B16梭礦作為平導(dǎo)有軌運輸設(shè)備,結(jié)合通風、排水管路及人行安全等因素綜合擬定平導(dǎo)內(nèi)輪廓為5.41m×6.36m(寬×高、有仰拱)和5.02m×6.03m(寬×高、無仰拱)。

4豎井設(shè)計

(1)原施工圖設(shè)計

綜合考慮施工便道、地表場坪、運營維護、工程投資、風險管控等因素,本著解決營運通風、防災(zāi)救援的目的,分別于華鎣山隧道左洞左側(cè)和右洞右側(cè)設(shè)置一座豎井。其中左洞豎井距隧道進口4481m,與左洞設(shè)計線距離為87.25m,內(nèi)徑7.5m,井深461m;右洞豎井距隧道進口3181m,與右洞設(shè)計線距離為87.25m,內(nèi)徑8m,井深393m。左、右洞豎井分別通過聯(lián)絡(luò)風道與地下風機房連接。

目前常用的豎井施工方法有正井法和反井法。正井法是從井口開始全斷面開挖,采用罐籠提升運輸洞碴及材料。這種方法國內(nèi)采用最多,但效率相對較低,也存在一些安全隱患,諸如在施工過程中可能出現(xiàn)巖溶涌突水(泥)而造成淹井乃至人員傷亡事故。反井法優(yōu)點是施工費用較低,山上施工場地以及機械設(shè)備相對較少,不需要在山上棄碴,有利于環(huán)境保護,缺點是一方面需要進口擴孔設(shè)備,另一面是只有在主洞施工至豎井時方能開始豎井施工。

本隧豎井均位于溝谷深切、山高坡陡的華鎣山上,大規(guī)模修建施工便道較困難,再者本隧不需利用豎井加快主洞施工進度,因此豎井具備反井法施工最基本的條件。加之本隧豎井施工還存在巖溶涌突水(泥)風險,因此本隧豎井要求采用反井法施工。

(2)優(yōu)化設(shè)計

交通運輸部分別于2014年5月29日和2014年7月14日新頒布了《公路隧道設(shè)計規(guī)范第二冊交通工程與附屬設(shè)施》(JTGD70/2-2014)和《公路隧道通風設(shè)計細則》(JTG/TD70/2-02-2014)??紤]到新規(guī)范和細則在CO設(shè)計濃度衛(wèi)生標準、機動車有害氣體基準排放量、隧道最小通風換氣次數(shù)和換氣風速、隧道機械防煙與排煙標準等方面均較老規(guī)范作了較大的調(diào)整,同時考慮到華鎣山隧道的豎井和地下風機房均尚未施工,因此有必要對華鎣山隧道運營通風進行優(yōu)化設(shè)計。

結(jié)合換氣通風論證分析,按公路隧道通風新規(guī)范和細則參數(shù)進行通風計算后的結(jié)論表明:取消華鎣山隧道左洞豎井、改豎井分兩段送排式通風為全射流通風是可行的,隧道右洞近期和中期也可采用全射流通風,遠期采用豎井分兩段送排式通風。優(yōu)化后的運營通風系統(tǒng)取消了原設(shè)計的左洞豎井(深464m)和地下風機房、4臺軸流風機及其相應(yīng)控制設(shè)備;優(yōu)化后的豎井距隧道進口3209m,設(shè)置于右洞設(shè)計線左側(cè)145m處,內(nèi)徑7m,井深341m。優(yōu)化后的豎井方案較原施工圖節(jié)約土建工程費用約3200萬元,節(jié)約機電設(shè)備費約240萬元。

5值得思考的問題

華鎣山隧道于2011年3月開始動工,但直至2011年12月中旬,由于洞口征地拆遷困難等原因,致使隧道主洞在施工200多米后而平導(dǎo)尚未施工,因此建設(shè)方及施工組織評審專家就當時的現(xiàn)狀認為再施工平導(dǎo)對展開施工作業(yè)面、縮短工期等作用不大,并提請行政主管部門取消了平導(dǎo)。

截至目前,華鎣山隧道進口在施工過程中已不同程度地發(fā)生了8次涌水,其中有兩段為隧道后方底板冒水,最大冒水量多達9.4萬方/天,這給隧道施工帶來了極大的困難和風險,堵水工作也極大地占據(jù)了寶貴的施工時間,施工進度尤其緩慢,斷層破碎帶及其影響帶平均月進尺約30m。截至目前,施工方對隧道底板冒水的治理已經(jīng)投入大量的人力及物力,但處治效果依然不理想。由此看來,華鎣山隧道(尤其是進口)設(shè)置平導(dǎo)是很有必要的,其至少可以起到以下作用。

(1)加快施工進度,縮短工期。

(2)解決施工期間和運營期間排水,降低因巖溶水及季節(jié)性降水不均衡性可能造成淹沒隧道和破壞隧道結(jié)構(gòu)的風險。

(3)本隧通過巖溶水平循環(huán)帶,巖溶管道水發(fā)育,施工中揭穿巖溶管道水的可能性極大。施工中若遇巖溶管道水,平導(dǎo)可對其進行開放式處理,即通過平導(dǎo)排水使隧道側(cè)巖溶水處于泄壓狀態(tài),平導(dǎo)對隧道巖溶水發(fā)揮著釋能降壓的作用。

(4)盡管平導(dǎo)的實施增加了遇到巖溶的次數(shù)和風險,但平導(dǎo)可以提前探明隧道前方巖溶管道水及管道充填情況,對隧道相應(yīng)不良地質(zhì)處理更具有指導(dǎo)性和針對性,降低了隧道大斷面處理巖溶施工安全風險及難度。即使平導(dǎo)在施工過程中遇到巖溶管道水或管道充填物,但因其斷面小也比較容易處理。

(5)平導(dǎo)采取的超前地質(zhì)預(yù)報措施可以充分預(yù)測其掌子面前方瓦斯、H2S等有毒有害氣體賦存情況,使隧道瓦斯、H2S等有毒有害氣體處治更有的放矢。平導(dǎo)在施工中即使遇到瓦斯和H2S等有毒有害氣體,但因其單位時間內(nèi)溢出的瓦斯、H2S較少(斷面小的緣故)和斷面風速較大,瓦斯和H2S不易聚集,更易將平導(dǎo)范圍內(nèi)的有毒有害氣體降至安全濃度以下,施工中平導(dǎo)可以在不增加瓦斯和H2S等風險的條件下通過煤層瓦斯段。

6結(jié)語

(1)華鎣山隧道目前為四川省在建的最復(fù)雜高風險隧道,其風險等級為Ⅳ級和Ⅲ級,筆者通過梳理本隧的難點及對不同輔助坑道方案進行抽絲剝繭的比選分析,提出了平導(dǎo)與豎井組合的輔助坑道解決方案。就設(shè)計而言,其對縮短隧道施工工期、降低安全風險、滿足營運通風及防災(zāi)救援等具有積極作用。

(2)本隧施工實踐證明,平導(dǎo)對降低巖溶富水高瓦斯隧道施工、運營風險和加快施工進度均具有舉足輕重的作用。因此,在以后類似隧道的設(shè)計和施工中,對平導(dǎo)的取舍問題應(yīng)持謹慎態(tài)度。

(3)本隧切實結(jié)合新規(guī)范、細則對通風豎井進行了優(yōu)化,節(jié)約投資約3440萬元,達到了既滿足運營通風和防災(zāi)救援通風,又減小工程規(guī)模、降低工程風險和節(jié)約工程投資的效果。

(4)值得一提的是,華鎣山隧道在設(shè)計別強調(diào)“以超前地質(zhì)預(yù)報為基礎(chǔ)和核心”、“針對具體不良地質(zhì)制定針對性處理措施”、“建立施工過程中環(huán)境監(jiān)控和應(yīng)急報警系統(tǒng)”、“制定施工階段專項應(yīng)急預(yù)案”、“建立施工階段風險評估與管理制度”和“重視隧道運營安全、可靠性”等一系列設(shè)計思路,要求施工中充分貫徹“動態(tài)設(shè)計、動態(tài)施工、動態(tài)管理”理念,同時要求將超前地質(zhì)預(yù)報、信息化設(shè)計施工、風險管理、環(huán)境監(jiān)控等手段落到實處并貫穿于隧道施工全過程。至此,截至目前,華鎣山隧道施工未發(fā)生一起安全事故,這在一定程度上佐證了設(shè)計指導(dǎo)思想的正確性。因此本隧設(shè)計理念對類似高風險隧道具有一定指導(dǎo)意義。

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