李學(xué)剛

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,成都 610031)

由于大規(guī)模的客運(yùn)專(zhuān)線鐵路建設(shè),特長(zhǎng)隧道的長(zhǎng)度新紀(jì)錄不斷刷新。鐵路隧道運(yùn)輸安全引起了管理與建設(shè)有關(guān)各方的高度關(guān)注。隧道照明是確保隧道行車(chē)安全的輔助設(shè)施之一。有必要對(duì)鐵路隧道照明的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)原則、供電方案、控制方式、運(yùn)維管理進(jìn)行科學(xué)認(rèn)真地梳理、不斷總結(jié)與改進(jìn),提高隧道照明的可靠性、可用性、可維護(hù)性,發(fā)揮隧道照明在正常狀態(tài)下的舒適照明、維護(hù)照明作用,在事故狀態(tài)下的備用照明、安全照明、疏散照明作用。使得隧道照明能夠?yàn)殍F路安全運(yùn)輸保駕護(hù)航,真正發(fā)揮它應(yīng)有的功能。

1 鐵路隧道照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的比較

筆者在鐵路電力設(shè)計(jì)圖紙審查工作中,查閱了現(xiàn)階段實(shí)施的與鐵路隧道照明有關(guān)的規(guī)范、規(guī)定,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的差別較大,《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(TB10063—2007)與客運(yùn)專(zhuān)線、客貨共線鐵路暫行規(guī)定對(duì)于隧道照明的要求各不相同,事實(shí)上沒(méi)有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不僅難以形成真正意義上的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),而且造成事實(shí)上的隧道照明工程設(shè)計(jì)混亂,這個(gè)問(wèn)題值得引起業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)和專(zhuān)家的高度重視。

(1)《鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10008—2006)11.2.1條,鐵路隧道應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置固定照明、照明插座、應(yīng)急照明、警衛(wèi)照明及作業(yè)電源箱。

在專(zhuān)門(mén)定義“鐵路隧道供電及照明”的規(guī)范條款里,“根據(jù)需要設(shè)置”隧道照明,條款彈性太大,對(duì)于單線隧道、雙線隧道、曲線隧道、直線隧道各自在什么狀況設(shè)隧道照明,多長(zhǎng)隧道設(shè)隧道照明,設(shè)計(jì)者執(zhí)行規(guī)范時(shí)容易產(chǎn)生歧義。按不同的設(shè)計(jì)者理解來(lái)設(shè)計(jì),自然是無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

(2)《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(TB10063—2007)10.0.9條,全長(zhǎng)大于 1.0km的直線隧道和 0.5km的曲線隧道的疏散照明和疏散指示標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)符合以下規(guī)定……:

而修訂文號(hào)——鐵建設(shè)[2009]62號(hào)該規(guī)范的第10.0.9條,修改為“5km及以上隧道應(yīng)設(shè)置照明和疏散指示標(biāo)志,并應(yīng)符合下列規(guī)定……”

該規(guī)范兩個(gè)版本比較,一是修訂版較 2007年版,相對(duì)來(lái)說(shuō)安全性標(biāo)準(zhǔn)降低,設(shè)置照明要求的隧道長(zhǎng)度值提高較大。二是該規(guī)范為綜合類(lèi)規(guī)范,如果高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線、客貨共線、甚至普速鐵路,一律按此設(shè)計(jì)鐵路隧道照明,又與高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線、客貨共線相關(guān)暫行規(guī)定明顯沖突,造成隧道照明工程設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)相互矛盾。三是未見(jiàn)修訂版修訂理由的說(shuō)明條文。

(3)《新建時(shí)速 200km客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]285號(hào))6.4.1條,長(zhǎng)度在 500m以上的隧道應(yīng)設(shè)固定式照明設(shè)施,500m以下的隧道應(yīng)在洞內(nèi)裝設(shè)照明插座。

這里有兩個(gè)問(wèn)題,一是該規(guī)定與《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》修訂版差別太大。二是客貨共線鐵路設(shè)置照明設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)高于高速鐵路設(shè)置照明設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn),似乎也是不合適的。

(4)《新建時(shí)速 200～250km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號(hào))7.7.4條,隧道內(nèi)照明設(shè)置應(yīng)考慮維修養(yǎng)護(hù)、緊急情況下的人員疏散及救援人員的通行要求,也應(yīng)考慮列車(chē)進(jìn)入隧道后亮度變化對(duì)旅客舒適度的影響,同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下列規(guī)定:

①長(zhǎng)度大于 100m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置固定的電力照明;

②長(zhǎng)度大于 500m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明設(shè)備……

從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)看,客運(yùn)專(zhuān)線暫規(guī)高于客貨共線暫規(guī),對(duì)于設(shè)置隧道照明的要求標(biāo)準(zhǔn)較高,但是與修訂后的《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》沖突。

(5)《新建時(shí)速 300～350km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2007]47號(hào))與《新建時(shí)速 200～250km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號(hào))關(guān)于設(shè)置隧道照明的條款基本一致。

綜上所述,隧道照明設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)定之間有關(guān)隧道照明的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),存在協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性、時(shí)效性等方面的問(wèn)題。最近通過(guò)鑒定的“XX客運(yùn)專(zhuān)線可研評(píng)審意見(jiàn)(初稿)”執(zhí)行隧道照明標(biāo)準(zhǔn)是:長(zhǎng)度大于 100m小于 500m的隧道內(nèi)設(shè)照明插座,長(zhǎng)度大于 500m的隧道設(shè)固定式電力照明,長(zhǎng)度大于 5km的隧道內(nèi)加設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備。它既不完全執(zhí)行客運(yùn)專(zhuān)線暫規(guī)的標(biāo)準(zhǔn),又完全不符合《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,由此可見(jiàn),隧道照明標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行情況混亂程度不一般。鐵路相關(guān)規(guī)范、規(guī)定對(duì)設(shè)置隧道照明的要求詳見(jiàn)表1。

表1 隧道照明標(biāo)準(zhǔn)差異比較

2 鐵路隧道照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的分析

從隧道照明的目的與功能,來(lái)分析隧道照明的必要性、設(shè)置隧道照明的條件、探討確定隧道照明的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 隧道照明的目的

(1)滿(mǎn)足正常維護(hù)與檢修隧道、隧道內(nèi)的軌道、路基以及通信、信號(hào)、電力、排水等輔助設(shè)備的需要。滿(mǎn)足正常行車(chē)運(yùn)輸安全需要。

(2)列車(chē)正常運(yùn)行時(shí),滿(mǎn)足旅客視覺(jué)舒適度的需要。

(3)隧道內(nèi)發(fā)生隧道坍塌、火災(zāi)、脫軌、人為破壞事故時(shí),滿(mǎn)足旅客疏散逃生需要。

(4)滿(mǎn)足各類(lèi)事故救援的需要。

隧道照明的功能著重在于隧道設(shè)施本身的正常運(yùn)行、定期維護(hù)檢修和事故狀態(tài)的疏散和救援,因此設(shè)置隧道照明完全有必要。

2.2 固定檢修照明插座的設(shè)置

只有《新建時(shí)速 200km客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》提出明確規(guī)定,設(shè)計(jì)中常見(jiàn)有兩種方案,一是不設(shè)固定檢修照明插座,由機(jī)械化養(yǎng)路作業(yè)統(tǒng)籌考慮檢修動(dòng)力與檢修照明電源。二是設(shè)固定檢修照明插座,供隧道養(yǎng)護(hù)臨時(shí)接串燈照明用。

目前,列車(chē)運(yùn)輸緊張繁忙,維護(hù)維修“天窗”時(shí)間極為珍貴,要求安全可靠、高效準(zhǔn)點(diǎn),隧道內(nèi)的檢修養(yǎng)護(hù)朝著自動(dòng)化、機(jī)電一體化、實(shí)用快速的方向發(fā)展,傳統(tǒng)人工檢修養(yǎng)護(hù)作業(yè)越來(lái)越不能滿(mǎn)足要求。因此可以取消設(shè)置隧道照明插座的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 固定檢修照明

鐵路大部分規(guī)范、規(guī)定都有設(shè)置隧道固定檢修照明的相關(guān)規(guī)定,但是設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差異太大,有隧道長(zhǎng)度 L＞100m,L＞500m,L≥5km三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

觀點(diǎn)一,參照國(guó)際高速鐵路隧道照明標(biāo)準(zhǔn),隧道長(zhǎng)度德國(guó) L＞100m,日本 L＞200m,法國(guó) L＞300m,應(yīng)設(shè)置隧道照明。我國(guó)高速鐵路隧道照明標(biāo)準(zhǔn)定為 L＞100m。

觀點(diǎn)二,按列車(chē)速度來(lái)決定設(shè)置鐵路隧道照明的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)列車(chē) 1min能夠從隧道進(jìn)口跑到出口,那么,隧道內(nèi)可以不設(shè)置照明。根據(jù)這一觀點(diǎn),高速鐵路 L≥300/60=5km、客運(yùn)專(zhuān)線 L≥240/60=4 km、客貨共線 L≥180/60=3km應(yīng)設(shè)置隧道照明。這種觀點(diǎn)認(rèn)為,隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí),列車(chē)可在短時(shí)間內(nèi)(1min)沖出隧道,讓旅客在隧道外疏散。

觀點(diǎn)三,按建設(shè)項(xiàng)目投資、運(yùn)行管理維護(hù)的現(xiàn)狀和運(yùn)維成本來(lái)決定設(shè)置鐵路隧道照明的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。這種觀點(diǎn)要求盡量少設(shè)隧道照明,一般要求 L≥5km設(shè)置鐵路隧道照明。

上述幾種觀點(diǎn)作為依據(jù)制定隧道照明標(biāo)準(zhǔn),各自都有其局限性,不應(yīng)當(dāng)過(guò)分強(qiáng)調(diào)某一方面,要用系統(tǒng)理論方法,從最大限度滿(mǎn)足隧道專(zhuān)業(yè)需求,滿(mǎn)足行車(chē)安全需求,兼顧我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)際情況以及運(yùn)維水平,統(tǒng)籌制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)或大體統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 關(guān)于應(yīng)急照明設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)急照明的重點(diǎn)是疏散引導(dǎo)、指示照明以及各類(lèi)設(shè)備洞室的備用照明。從近期《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》條款的修訂,可以看出有關(guān)方面的意圖,是隧道內(nèi)列車(chē)在著火的情況下,列車(chē)堅(jiān)持把著火的車(chē)輛拉出到隧道外,進(jìn)行人員疏散。這樣有利于救災(zāi),有利于疏散。把隧道 L≥5km或有緊急出口作為設(shè)置隧道應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)減少隧道照明投資,減少運(yùn)維工作量。但是對(duì)于長(zhǎng)度小于 5km的隧道,如果列車(chē)脫軌或者車(chē)頭著火癱瘓,停在隧道里面,沒(méi)有設(shè)置隧道應(yīng)急照明是不利于疏散的,有時(shí)造成的后果是非常嚴(yán)重的。

3 某鐵路工程項(xiàng)目隧道照明設(shè)計(jì)概況

3.1 電源選擇

3km以上隧道固定照明由兩路電力貫通線供電,其應(yīng)急照明由 2路低壓電源切換后經(jīng) EPS裝置供電。

3.2 供電方式

長(zhǎng)度大于 3km的隧道,設(shè)洞內(nèi)箱式變電站,照明供電半徑不大于 1.5km。

3.3 應(yīng)急照明

長(zhǎng)度大于 5km的隧道及其救援通道加設(shè)應(yīng)急照明,疏散照明及疏散指示標(biāo)識(shí)的設(shè)置符合《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(TB10063—2007)。

3.4 照度標(biāo)準(zhǔn)

一般照明 ＞2lx,應(yīng)急照明 ＞1lx(距軌面最低照度)。

3.5 照明光源

金鹵燈、鈉燈、熒光燈、無(wú)極燈、LED、場(chǎng)致發(fā)光片可選。

3.6 燈具布置

以熒光燈為例,隧道正洞采用 36W直管熒光燈,間距 10m,平導(dǎo)及橫道采用 32W環(huán)形熒光燈,間距 15 m,安裝高度距軌面 3m。

疏散指示燈采用場(chǎng)致發(fā)光型,間距 20m,安裝高度距地 0.8m。并在距隧道相應(yīng)出口整百米處設(shè)燈光顯示標(biāo)志。

3.7 配線方式

隧道內(nèi) 10kV電纜沿電纜槽敷設(shè);照明主干電纜沿隧道壁掛墻明敷,分支引下電纜采用卡設(shè)方式。

3.8 接地型式

采用TN-S接地系統(tǒng),保護(hù)線從洞內(nèi)箱式變電站接地處起始接引。

3.9 設(shè)備材料

洞內(nèi)箱式變電站、燈箱、柜采用成套電控設(shè)備,具有防潮、防震、防腐功能;設(shè)防災(zāi)救援的隧道內(nèi)照明電纜采用 B級(jí)阻燃耐火型電纜。

3.10 照明控制

采用智能照明控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)就地人工、自動(dòng)、遠(yuǎn)程多種控制方式,自動(dòng)電能計(jì)量與管理,光源狀態(tài)監(jiān)視等功能。

某隧道照明設(shè)計(jì)的配電與控制系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

4 對(duì)隧道照明標(biāo)準(zhǔn)修訂的幾點(diǎn)建議

在對(duì)規(guī)范規(guī)定學(xué)習(xí)理解的基礎(chǔ)上,結(jié)合隧道照明設(shè)計(jì)的實(shí)踐,提出幾點(diǎn)建議,以求對(duì)隧道照明標(biāo)準(zhǔn)修訂起到拋磚引玉的作用。

4.1 盡快制定相對(duì)統(tǒng)一的鐵路隧道照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)是前提,是工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。不能說(shuō)某隧道照明設(shè)計(jì)符合客運(yùn)專(zhuān)線暫規(guī)的相關(guān)規(guī)定,而不符合《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》,這種現(xiàn)象不應(yīng)當(dāng)繼續(xù)下去。要維護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范的科學(xué)性、權(quán)威性、系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性。

4.2 鐵路隧道照明標(biāo)準(zhǔn)制定目的和需求

以隧道專(zhuān)業(yè)的功能需求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行維護(hù)、事故幾率、隧道事故與火災(zāi)歷史數(shù)據(jù)、對(duì)鐵路運(yùn)輸影響的安全評(píng)估等多種因素統(tǒng)一考慮。

從發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看,隨著運(yùn)維技術(shù)和救援技術(shù)水平提高,新型綜合檢測(cè)維護(hù)車(chē)、救援車(chē)、消防車(chē)的應(yīng)用,逐步減少設(shè)置隧道照明范圍。建議研發(fā)機(jī)動(dòng)、快速、高效的機(jī)電一體化、自動(dòng)化、智能化的養(yǎng)路作業(yè)車(chē),一攬子解決養(yǎng)路作業(yè)動(dòng)力與檢修照明電源問(wèn)題。

圖1 某隧道照明配電與控制系統(tǒng)示意

建議現(xiàn)階段以《鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》為基準(zhǔn),不分高速、客運(yùn)專(zhuān)線、客貨共線、普速鐵路統(tǒng)一規(guī)定:3 km以下隧道由隧道養(yǎng)護(hù)車(chē)提供運(yùn)維作業(yè)動(dòng)力與照明電源,不設(shè)置照明插座。鐵路長(zhǎng)隧道(3～10km)、特長(zhǎng)隧道(≥10km)設(shè)置固定照明和應(yīng)急照明作為統(tǒng)一的照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)根據(jù)隧道工程現(xiàn)實(shí)情況開(kāi)展專(zhuān)題研究,補(bǔ)充鐵路超長(zhǎng)隧道(≥20km)照明的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 確定安全可靠的照明設(shè)計(jì)原則

“以人為本、服務(wù)運(yùn)輸、強(qiáng)本減末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”是鐵路基建的建設(shè)理念。實(shí)現(xiàn)隧道照明的基本功能,安全性方面,要為隧道及其輔助設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)提供服務(wù),同時(shí)電氣照明設(shè)施自身不會(huì)給運(yùn)輸帶來(lái)任何危害。長(zhǎng)隧道及特長(zhǎng)隧道的電氣設(shè)備材料,采用具有阻燃耐火性質(zhì)的設(shè)備與材料?？煽啃苑矫?要做到免維護(hù)、少維修,主要設(shè)備年故障率 ＜3‰。應(yīng)用新型節(jié)能電光源、計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù),更新隧道照明設(shè)施及其控制系統(tǒng),調(diào)理隧道照明投資成本、運(yùn)維成本與鐵路行車(chē)安全、防災(zāi)救援需求的矛盾,優(yōu)化實(shí)施隧道照明工程。系統(tǒng)性方面,隧道照明作為隧道系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分,與隧道通風(fēng)、電話告警、應(yīng)急廣播和各種輔助設(shè)備形成有機(jī)聯(lián)動(dòng)與協(xié)調(diào)運(yùn)作。

4.4 采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù),確保隧道照明可控性

為充分發(fā)揮隧道照明的作用,長(zhǎng)大隧道和特長(zhǎng)隧道設(shè)置智能照明控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)就地人工、現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)、遠(yuǎn)程自控等多種控制方式,提供電能計(jì)量與管理、光源狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視等功能,并接入隧道機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、測(cè)控、網(wǎng)絡(luò)、載波技術(shù)控制隧道照明,發(fā)揮其正常功能。例如現(xiàn)場(chǎng)加以聲光感應(yīng)控制,列車(chē)來(lái)了,點(diǎn)亮固定照明,列車(chē)離開(kāi)隧道,關(guān)閉照明。由于具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,能夠確保隧道固定照明根據(jù)需要點(diǎn)亮或關(guān)閉,運(yùn)行在節(jié)電狀態(tài)。

當(dāng)隧道發(fā)生事故時(shí),通過(guò)行車(chē)調(diào)度和電力調(diào)度,能夠及時(shí)開(kāi)啟隧道的救援設(shè)施和應(yīng)急照明系統(tǒng),幫助旅客迅速離開(kāi)事故地點(diǎn),得以安全逃生,引導(dǎo)救援人員快速救災(zāi)、快速恢復(fù)正常運(yùn)輸秩序。一個(gè)先進(jìn)的隧道智能照明系統(tǒng),完全可以起到既能滿(mǎn)足隧道專(zhuān)業(yè)的功能需求,確保運(yùn)輸安全,又能節(jié)約運(yùn)維成本、達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的,真正實(shí)現(xiàn)鐵路隧道照明“按需亮燈”的最高境界。

[1] TB10063— 2007,鐵路工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范(修訂版)[S].

[2] TB10008— 2006,鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 鐵建設(shè)[2007]47號(hào),新建時(shí)速 300～350km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

[4] 鐵建設(shè)[2005]140號(hào),新建時(shí)速 200～250km客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

[5] 鐵建設(shè)[2005]285號(hào),新建時(shí)速 200km客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

[6] 李學(xué)剛.200km/h客貨共線鐵路隧道照明配電與控制[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2005(3).

[7] 朱 渝,等.基于單片機(jī)的隧道照明燈智能控制器[J].節(jié)能,2006(7).

[8] 李小會(huì).200km/h客貨共線鐵路隧道照明工程技術(shù)改進(jìn)[J].鐵道建筑技術(shù),2007(S1).