周 勇

（珠海市路橋管理處，廣東 珠海 519000）

1 工程概況

板樟山隧道位于城市I級主干道上，設(shè)計(jì)車速80 km/h，是連接珠海市香洲與拱北的重要通道，也是20世紀(jì)90年代初我國第一條城市主干道隧道。隧道為雙向四車道單向行車公路隧道，上（東線）、下（西線）行線長度均為1 210 m。該隧道分兩期建成，其中下行（西線）隧道于1990年建成通車，上行（東線）隧道于1992年建成通車。經(jīng)過二十年的運(yùn)行，隧道出現(xiàn)了裂縫、滲漏水等多種病害，燈光昏暗，設(shè)備老化，急需全面大修，尤其是隧道照明作為城市主干道隧道交通安全的基本保證，又直接影響到一個(gè)城市的形象，因此，我們對照明改造十分重視，在充分考慮滿足規(guī)范要求的前提下，重點(diǎn)針對提高舒適性、穩(wěn)定性；降低運(yùn)行成本等方面進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。

2 隧道照明現(xiàn)狀

目前隧道照明燈具使用55 W低壓鈉燈，盡管我們有專業(yè)人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但畢竟運(yùn)行了二十年，燈具密封性能下降，反光罩功能減弱，電氣線路老化，再加上光源本身光色昏黃，顯色性差，隧道照明效果一直受到市民質(zhì)疑，更有人大、政協(xié)委員曾將此事作為兩會(huì)議案。

隧道目前平均車流量已超過10萬輛次/d，經(jīng)常來往通行的大部分是本市居民，他們對隧道交通設(shè)施和環(huán)境的要求相當(dāng)高，這就是城市隧道與公路隧道運(yùn)營管理的最大區(qū)別，所以我們在設(shè)備完好率、亮燈率等方面都比公路隧道養(yǎng)護(hù)規(guī)范要求更高，比如公路隧道要求設(shè)備完好率不低于90 %，我們要求不低于99 %，并且必須做到，否則會(huì)被投訴。

可見，隧道照明必須要改造，還必須要改造好。

3 隧道照明設(shè)計(jì)

3.1 光源選擇

隧道照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則是在保證行車安全的條件下，使照明回路操作簡便，并考慮隧道運(yùn)營期間養(yǎng)護(hù)方便，同時(shí)盡量節(jié)約能源，盡可能地提高舒適性和穩(wěn)定性并降低運(yùn)行成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。燈具選擇要依據(jù)性能穩(wěn)定、技術(shù)成熟、壽命長、光效好、節(jié)能等原則，近年來隧道照明發(fā)展很快，國內(nèi)外相繼研制出了多種隧道專用節(jié)能燈具，如電子鎮(zhèn)流器高壓鈉燈、LED隧道燈、無極熒光燈等。無極熒光燈，創(chuàng)新點(diǎn)是無電極，去除了制約傳統(tǒng)光源壽命的燈電極，使無極熒光燈的有效使用壽命大大延長。另外無極燈光衰低：6萬小時(shí)光通量維持率不低于70 %。顯色指數(shù)已達(dá)80以上，顯色性好，完全符合市民喜歡日光型燈具的視覺習(xí)慣，洞內(nèi)外光色一致，舒適感強(qiáng)，光源的利用率高。無極熒光燈燈耗電量少、壽命長、技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、維護(hù)量少、運(yùn)營成本低，適合于大流量交通環(huán)境，否則頻繁的養(yǎng)護(hù)檢修會(huì)對交通安全構(gòu)成巨大威脅。

目前隧道照明燈具共有55 W低壓鈉燈2 130余套，根據(jù)鈉燈壽命及實(shí)際運(yùn)行情況，我們每年要更換燈泡700余只，由于國內(nèi)已無55 W低壓鈉燈生產(chǎn)廠家，需采購進(jìn)口產(chǎn)品，手續(xù)繁瑣且成本高，每只150多元人民幣，加上更換整流器、觸發(fā)器等電氣元件，每年燈具檢修費(fèi)用在12萬左右。據(jù)了解，無極熒光燈按6萬小時(shí)壽命、24 h工作可使用7～8 a，各廠商保證5年免費(fèi)維護(hù)，僅此單項(xiàng)5年可節(jié)約60余萬元。

經(jīng)認(rèn)真考察調(diào)研對比，決定選用無極熒光燈方案。

3.2 照明計(jì)算條件

隧道照明設(shè)計(jì)參考《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ 026.1－1999）的有關(guān)規(guī)定，按長隧道照明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。根據(jù)隧道所在位置、地形和所處地貌、植被等情況，經(jīng)現(xiàn)場測量，確定照明參數(shù)取值為：

洞外亮度：L20（s）＝3 200 cd/m2；

引入段折減系數(shù)：k＝0.035；

燈具維護(hù)系數(shù)：M＝0.7；

路面亮度換算系數(shù)：17 Lx/cd.m-2；

設(shè)計(jì)車速：80 km/h；

光源：無極燈；

燈具：基本照明兩側(cè)8 m交錯(cuò)布燈；

燈具安裝高度：H≥5.5 m；

路面寬度：2 m×3.8 m；

路面類型：瀝青混凝土路面；

隧道內(nèi)反射率：兩側(cè)3.6 m高隧道專用裝飾板70 %，拱部10 %。

亮度均勻度U0≥0.4，縱向均勻度U1≥0.7。

3.3 照明亮度要求

3.3.1 亮度包絡(luò)圖

3.3.2 照明規(guī)范要求最低亮度值

（1）白天：

引入段：長度80 m，亮度112.0 cd/m2；

過渡段1：長度72 m，亮度33.6 cd/m2；

過渡段2：長度88 m，亮度11.2 cd/m2；

基本段：亮度4.5 cd/m2；

出口段：長度64 m，亮度22.5 cd/m2；

（2）深夜：全洞2.25 d/m2。

3.4 隧道照明控制

3.4.1 照明控制分級

（1）本隧道照明按晴天、云天、陰雨天、夜間、深夜五級進(jìn)行控制。

（2）當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，照明須達(dá)到最大亮度；并應(yīng)確保起火點(diǎn)周圍區(qū)域火災(zāi)應(yīng)急照明供電時(shí)間不應(yīng)小于30 min，其他區(qū)域的火災(zāi)應(yīng)急照明供電時(shí)間不得少于火災(zāi)延續(xù)時(shí)間。

3.4.2 照明控制分類

（1）時(shí)序控制：根據(jù)當(dāng)?shù)丶竟?jié)、氣候、日照等變化規(guī)律，在控制軟件中設(shè)定按時(shí)序投入照明回路數(shù)及編號；并檢測照明回路開關(guān)狀態(tài)及現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)將其反饋回隧道管理所值班室，在通風(fēng)照明管理計(jì)算機(jī)上顯示各照明回路的工作狀態(tài)。

（2）自動(dòng)檢測控制：該控制方式是利用設(shè)在隧道洞外的亮度檢測器反饋的檢測值，通過PLC可編程控制器運(yùn)算，確定所需投入的照明回路數(shù)，自動(dòng)控制照明低壓屏，并檢測照明回路開關(guān)狀態(tài)及現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)將其反饋回隧道管理所值班室，在顯示器上顯示各照明回路的工作狀態(tài)。由于隧道夏季洞外亮度變化較大且周期短，故亮度檢測器反饋采樣數(shù)據(jù)應(yīng)設(shè)定一個(gè)較適當(dāng)?shù)牟蓸又芷?，以避免照明回路頻繁切換，影響隧道行車安全及燈具等的壽命。

（3）照明手動(dòng)控制：根據(jù)現(xiàn)場天氣變化情況，值班人員可通過計(jì)算機(jī)鍵盤對各照明回路進(jìn)行控制操作，也可在手動(dòng)模式下在中控室手動(dòng)操作。

3.5 應(yīng)急電源設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)一臺(tái)55 kW應(yīng)急電源裝置EPS，負(fù)責(zé)對隧道內(nèi)應(yīng)急照明、監(jiān)控設(shè)施的供電。為確保隧道營運(yùn)過程中外電源突然中斷時(shí)的交通安全，并將基本照明中的一半燈具（間隔設(shè)置）作為應(yīng)急照明燈具。要求應(yīng)急供電時(shí)間不小于30 min，切換時(shí)間不大于10 m/s，以保證外電源突然中斷時(shí)的交通安全。另外，PLC控制系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、交通信號系統(tǒng)均由EPS電源供電。

3.6 系統(tǒng)節(jié)能措施

照明用電和燈具維護(hù)費(fèi)用將是日后運(yùn)營費(fèi)用中的重要部分，為此在保證隧道正常運(yùn)營的情況下，結(jié)合板樟山隧道大修工程總投資，照明系統(tǒng)考慮了如下節(jié)能措施：

（1）采用隧道專用節(jié)能燈具——無極燈，經(jīng)初步計(jì)算，20 a內(nèi)高壓鈉燈方案運(yùn)營電費(fèi)總計(jì)約1 280萬元；無極熒光燈方案運(yùn)營電費(fèi)總計(jì)約820萬元，節(jié)省電費(fèi)460萬元，較為可觀，再加上燈具的長壽命，每年維護(hù)費(fèi)用可節(jié)約12萬左右。

（2）設(shè)置洞外亮度檢測器，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)系統(tǒng)及時(shí)調(diào)整燈具開啟與關(guān)閉，在滿足照明要求的前提下盡量節(jié)省用電。

（3）合理劃分照明控制分級，隧道可按照晴天、云天、陰雨天、夜間、深夜五級進(jìn)行控制。

4 改造后實(shí)際效果

兩隧道先后于2010年10月1日和2011年1月15日完工通車，由于隧道照明是按時(shí)速80 km/h標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，而實(shí)際通行限速60 km/h，再加上改造后的日光型光源與改造前的黃光型光源形成巨大反差，改造后的照明效果好。大修整體效果尤其是隧道照明贏得了各級領(lǐng)導(dǎo)和廣大市民的一致好評。

在現(xiàn)場驗(yàn)收測試中，我們采用杭州遠(yuǎn)方專業(yè)照度、亮度計(jì)，運(yùn)用“五十點(diǎn)”法進(jìn)行測試，結(jié)果全部達(dá)標(biāo)。尤其是過渡段、基本段亮度值高于標(biāo)準(zhǔn)20 %以上。

5 結(jié)束語

總之，城市隧道尤其是城市 I級主干道上的隧道，照明設(shè)計(jì)不僅僅考慮通行的安全性，更應(yīng)考慮其舒適性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性。大修后的板樟山隧道已成為城市一道亮麗的風(fēng)景線，而隧道照明就是其中最重要、最耀眼的一個(gè)亮點(diǎn)。

1 《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ026.1－1999）

2 《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H12－2003）