1、 交通信息學院 高速公路監控系統集成（瀏陽河隧道設計方案）指導教師學生姓名專業名稱班級名稱目 錄第一章瀏陽河隧道簡介31.1簡介31.2事件4第二章隧道照明子系統實現62.1隧道照明系統的設置原則62.2隧道照明方案102.3隧道照明控制方式及實現12第三章隧道通風子系統實現133.1隧道通風子系統133.2隧道通風系統總體設計的內容14第四章隧道火災報警、消防控制子系統實現194.1隧道火災探測報警系統194.2消防滅火系統21第五章隧道廣播子系統實現255.1隧道廣播系統的設置原則255.2廣播子系統產品27第六章長上下坡減速帶設計316.1主動型強制控速316.2符合系統性原則326.3

2、保證高速公路的高速性、安全性33第七章隧道交通誘導與控制347.1隧道交通誘導與控制設計方案347.2誘導與控制模式34第八章車輛檢測子系統388.1應用環形線圈車輛檢測器388.2實現視頻車輛檢測器子系統43第九章聯網監控系統設計449.1省域聯網監控系統集成44第一章瀏陽河隧道簡介1.1簡介瀏陽河隧道是京廣高鐵的控制工程，是國內首座穿越城市、河流、高速公路的鐵路隧道，該隧道位于湖南省長沙市東部，屬于國內特長、特大斷面隧道。隧道為客運專線雙線，開挖寬度最大超過16米，開挖高度超過13米，平均埋深在3050米間，是國內鐵路區間隧道所少見的。瀏陽河隧道是我國高速鐵路隧道綜合性施工難度最大、長度最

3、長的高速鐵路隧道，該工程難點多，技術含量大。瀏陽河隧道穿越市區建筑物、立交橋等市政設施，具有復雜環境條件下城市地鐵隧道工程的特點。該隧道施工豎井最深達54.45米，與一般地鐵施工豎井比較，提升高度和出砟能力差別很大，隧道穿越地層又多為泥巖、泥質砂巖和砂質泥巖等級軟弱圍巖，除個別地段風化不均勻，地下水可能滲出外，多數圍巖的滲透系數小，是良好的阻水地層，對銑挖法施工較為有利，但對大跨度斷面的穩定極為不利。由于武廣客運專線工期十分緊迫，必須采取多分段(即長隧短打，被4個輔助坑道辟分5段)高速度的機械化施工方式，才能滿足武廣客運專線總工期的要求。為確保24個月工期內完工，參建各方均采取了超常規的施工方

4、案，一是設3座豎井、1座斜井，加上進出口共6個工作面同步展開施工，中鐵四局和中鐵一局分別擔負了北段和南段各3個工作面的施工任務。二是采用以非爆破銑挖法為主的施工工藝，加快施工進度。其中，銑挖機修建鐵路隧道，在國內尚屬首次。同時他們還采用先進的地質預報，全面監控地質情況，根據地質情況進行施工作業，使工程進度處于可控狀態之中。由武廣標一項目隊隧道分隊施工的瀏陽河隧道2#豎井開挖斷面大，達197m2，是一般城市地鐵豎井斷面的六倍多，地質條件差，井身16m范圍軟巖部分為回填土及流砂層，含水量豐富，16米以下為泥質砂巖，須進行爆破開挖，加之開挖深度達54m，且豎井二次襯砌采用逆作法施工，即開挖一環襯砌一

5、環，豎井的裝砟運輸、模板支撐架上下井、襯砌砼的入模振搗等施工難度相當大。為保證2#豎井按期進入正線施工，該分隊在項目隊的領導下，制定了詳細的節點工期，大年三十，當千家萬戶沉浸在節日的歡慶中的時候，分隊2#豎井內大干熱火朝天，施工人員正在緊張的對豎井二襯C-C段第一節（隧道上臺階）進行砼灌注， 3月5日，正式進入隧道正線施工。1.2事件4月12日中午12點20分，一高鐵司機在開行途中發現武廣高鐵長沙瀏陽河隧道滴水情況比平時有所增多。廣鐵調度中心得知該情況后，對正在線上運行的高鐵車次下達了暫停運行和減速運行等指令，共有20余趟高鐵車次出現不同程度晚點。經現場排查處置后，下午2點30分左右，武廣高鐵

6、逐漸恢復正常運行。12點20分 高鐵司機發現隧道滴水異常記者從鐵路部門了解到，最先發現隧道滴水情況異常的是一位高鐵司機。當天中午12點20分左右，一位高鐵司機駕駛高鐵車經過武廣線長沙瀏陽河隧道時，發現隧道內滴水情況比平時有所增多，該司機將情況反饋給了廣鐵調度中心。中午1點 線上多趟車次暫停或減速運行“我們現在乘坐的G1124次高鐵在衡陽東站已停了40多分鐘了，列車上工作人員介紹是因為前方有隧道發生漏水情況。”4月12日下午2點多，武廣高鐵旅客李先生打電話向本報報料。記者隨后了解到，從中午1點起，武廣高鐵多趟車次出現晚點，原因是武廣線長沙瀏陽河隧道滴水情況異常。為確保高鐵運行的絕對安全，調度中心

7、立即通知負責線路維護的鐵路工務部門派人趕赴現場對滴水情況進行排查處置，同時對正在線上運行的高鐵車次下達了相應的暫停運行和減速運行等指令，并通知相關高鐵站及車上工作人員通過廣播、電子顯示屏等途徑向旅客播報晚點信息。下午2點半 列車逐漸恢復運行經工務部門現場排查，將列車能安全運行后的信息反饋給調度中心。12日下午2點30分左右，武廣高鐵逐漸恢復正常運行秩序。受此影響，20多趟列車出現不同程度晚點，李先生乘坐的G1124次車晚點了2個多小時才到達岳陽。“司機在駕駛過程中會隨時觀察線路情況，出現任何異常情況都可能影響到高鐵的正常運行。”廣鐵相關工作人員表示，高鐵時速300多公里，線路上出現任何異常情況

8、都必須排查，在確保安全后列車才能恢復正常運行。據了解，武廣線瀏陽河隧道全長10.115公里，是整個武廣客運專線最長的穿河隧道。2008年12月該隧道貫通時，媒體曾報道稱，“武廣高鐵瀏陽河隧道是世界跨度最大的高速鐵路穿河隧道，也是國內第一條同時穿越城市、河流和高速公路群的隧道。”第二章隧道照明子系統實現2.1隧道照明系統的設置原則1. 隧道照明設計的原則 為解決車輛駛入或駛出隧道時亮度的突變使視覺產生的“黑洞效應”或“白洞效應”，許多國家各自確定了一些設計原則和標準：如美國IES、英國BS、日本隧道照明設計指南、國際照明協會的CIE標準以及中國的公路隧道設計規范等。共同遵守的設計原則可以歸納為以

9、下幾點： (1)隧道內不管是白天或夜間均需設基本照明； (2)白天車輛進入隧道時，路面亮度應逐漸下降，使司機的視覺有一個適應過程，將入口段分為引入段、適應段和過渡段； (3)確定引入段、適應段和過渡段的長度(S)，通常按車速(V)以T=2s的適應時間來確定，可用S=VT/3.6(m)來估算； (4)出口段也應設過渡照明，在雙向交通情況下和入口段相同； (5)夜間出入口不設加強照明，洞外應設路燈照明，亮度不低于洞內基本亮度的1/2；隧道內應設應急照明，其亮度不低于基本亮度的1/10。 2.隧道照明設計的標準 依據以上原則，中國JTJ 026-90公路隧道設計規范中給出了明確的標準。 設計及其改進

10、方法 1）. 照明計算 按照規范要求公路隧道照明應考慮4個因素： 路面亮度； 路面亮度的均勻性； 閃爍的防止； 眩光的控制。 （1）路面亮度計算，為了便于計算，一般是先計算平均照度，而后根據路面所選用的材料，選定一換算系數，再換算成亮度，計算平均照度的公式為： E=NSUFKK1/(BS) 式中：N為燈具排列方式(相對排列時為2，交錯排列時為1)；UF為路面直射光利用系數；K1為因相互反射作用使照度上升的系數；S為燈具中全部光源的總光通量(lm)；K為減光系數；B為路面寬度(m)；S為燈具間隔(m)。其中，N、S、B、S由設計而定，UF、K、K1通常可分別取0.38、0.48、1.23，也可由

11、查表或計算得到。 （2）亮度均勻度的定性判斷 路面及洞壁下半部分亮度均勻度應滿足一定的要求，在燈具安裝間距確定后，可按下述方法定性判斷是否滿足均勻度的要求，即相對排列S2.5h；交錯或中間排列S1.5h。式中：S為燈具安裝間距；h為燈具安裝高度。 （3）閃爍的防止 閃爍效應是由于照明器不連續布置，司機的視覺不斷經受明暗變化的刺激,使人產生不快感。閃爍效應的頻率低于2.5Hz或高于15Hz時可不計。閃爍頻率(F)主要與燈具安裝間距(S)和車速(V)有關，即F=V/S。據此，將不產生閃爍效應的布燈間距列于表3。 （4）眩光的控制眩光是由視線內有亮度極高的物體或強烈的亮度對比，引起不舒適或造成視覺下

12、降的現象。所以要盡量避免采用高亮度大光源照明，以控制眩光。 2）區段的劃分及亮度的確定 （1）規范要求的照明曲線 對規范中給出的照明曲線，這里提出3種處理方法，以設計車速80km/h為例，第1種是簡單處理，就是將120m入口按引入段40m，亮度為80cd/m2；適應段40m，亮度為46cd/m2；過渡段40m，亮度為4.5cd/m2，這樣大梯度過渡如圖1中粗線所示，因平均亮度低于規范要求的亮度，顯然不可取。 第2種是折衷處理，就是將120m入口段40m，洞口最高亮度取洞外亮度4000cd/m2的1/30即133cd/m2，則該段的亮度為(133+80)=106.5cd/m2；適應段40m，亮度

13、為(80+46)/2=63cd/m2；過渡段40m，亮度為(46+4.5)/2=25.25cd/m2，這樣大梯度過渡，形成的梯度曲線和規范要求的漸變曲線相差甚遠，也不宜采用，如圖1細線所示。 第3種是漸變處理，就是分別計算出亮度為80cd/m2、46cd/m2、4.5cd/m2的布燈間距，然后逐漸的變化布燈間距，以適應漸變曲線，如設計路面寬度為8.5m，選用400W高壓鈉燈。 亮度為80cd/m2時，平均照度E=8013=1040lx， 亮度為46cd/m2時，平均照度E=4613=598lx， 亮度為4.5cd/m2時，平均照度E=4.513=58.5lx(選用100W高壓鈉燈) 這樣從入口

14、開始，引入段燈距從連續布設到間距2.28m，適應段燈距從2.28m到3.79m，過渡段從400W燈3.79m間距到100W燈間距8.1m，亮度值形成一個一個的點，將這些點連接起來，就是規范要求的照明曲線。這種處理方法的缺點是設計和施工都很不方便，實際上也沒有必要，就此提出一種改進方法。 （2）改進的照明曲線，由上面可以看出，實現規范要求的照明曲線有多種方法，同時也說明規范要求的照明曲線不實際也不合理。結合多座隧道的照明設計、施工及運營實踐經驗，現提出一種改進的方法。改進的照明曲線如圖2。 改進方法是把長均為40m的引入段，適應段和過渡段各分成20m的兩個區段，形成了圖2中的區段，各區段的亮度取

15、區段的起點和終點亮度的平均值,形成了改進后的照明曲線，各點及各段亮度如下： 入口亮度L0=133cd/m2，A點亮度La=106.5cd/m2，B點亮度Lb=80cd/m2，C點亮度Lc=(Lb+Ld)/2=(80+46)/2=63cd/m2，D點亮度Ld=46cd/m2，E點亮度Le=(Ld+Lf)/2=(46+4.5)/2=25.25cd/m2，f點亮度Lf=4.5cd/m2。 段的亮度L1=(133+106.5)/2=120cd/m2 段的亮度L2=(102+30)/2=91cd/m2 段的亮度L3=(80+63)/2=71.5cd/m2 段的亮度L4=(63+46)/2=54.5cd/

16、m2 段的亮度L5=(46+25.5)/2=35.6cd/m2 段的亮度L6=(25.5+4.5)/2=14.9cd/m2 改進后的小梯度照明曲線可以看出每個區段亮度是一定的，也就是說每個區段中的燈具間隔是相同的。這樣每個區段只須計算一次布燈間距，并且還可以看出用改進后的小梯度照明曲線，設計和施工都很方便，完全可以替代規范中要求的漸變曲線，且通過實際工程檢驗效果良好。 2.2隧道照明方案照明設計隧道照明系統供電由照明配電裝置、隧道照明配電箱、基本照明、加強照明及應急照明燈具及管線組成。照明標準本工程為雙孔兩車道高速公路，行車速度80km/h，根據隧道地理位置和周圍環境確定洞外亮度為4000cd

17、/M2，依照規范確定隧道內各斷照明標準如下；入口段：長度右線為76m,左線88m，400w高壓鈉燈，間距為1m。每洞雙側對稱布置；100w高壓鈉燈，間距5m，偏向于行車方向右側拱頂布置（兼做基本照明），平均照度2520lx，平均亮度140cd/m2（換算系數=18lx/cd*m-2）；過渡1段；長度72m，250w高壓鈉燈，間距2m，每洞雙側對稱布置；100w高壓鈉燈，間距5m，偏向于行車方向右側拱頂布置（兼做基本照明），平均照度765lx，平均亮度14cd/m2；過渡2段；長度89m，250w高壓鈉燈，間距2m，每洞雙側對稱布置；100w高壓鈉燈，間距5m，偏向于行車方向右側拱頂布置（兼做基

18、本照明），平均照度252lx，平均亮度14cd/m2；過渡3段；長度133m，100w高壓鈉燈，間距6m，每洞雙側對稱布置；100w高壓鈉燈，間距5m，偏向于行車方向右側拱頂布置（兼做基本照明），平均照度88.2lx，平均亮度4.9cd/m2；基本段；100w高壓鈉燈，間距5m，偏向于行車方向右側拱頂布置（1/2兼做應急照明），平均照度52lx，平均亮度4.5cd/m2；出口段；長度60m，150w高壓鈉燈，間距2m，每洞雙側對稱布置；100w高壓鈉燈，間距5m，偏向于行車方向右側拱頂布置（兼做基本照明），平均照度405lx，平均亮度22.5cd/m2；洞外引道照明結合道路照明平均亮度不低于1

19、cd/m2照明燈具布置 隧道內基本照明沿隧道頂中央偏向于行車方向右側設一排燈具，其中有一半應急照明燈具，兩種燈具沿隧道全長間隔布置。隧道入口段、過渡段及出口段加強照明燈具布置在隧道基本照明兩側。隧道內進入安全通道的一側墻上和門楷上方設置應急疏散出口標準照明。隧道照明配電箱布置隧道照明配電箱布置于行車方向左側墻體內，按入口段、過渡段1、過渡段2、過渡段3及中間段、出口段間距布置照明配電箱。光源技術參數指標：100w高壓鈉燈 10000lm 150w高壓鈉燈17500lm250w高壓鈉燈33000lm 400w高壓鈉燈56500lm9）隧道照明設備燈具外殼由防腐擠壓鋁合金型材制成，防護等級為IP6

20、5.有快速密閉的鎖定機構，且防震。高效合理的配光及單獨熔斷器保護。熒光燈采用高性能低諧波交流電子鎮流器，高壓鈉燈配進口電容補償器。相同類型的燈具應能互換。1）照明配電箱（柜）2）照明燈具布置3）隧道照明配電箱布置4）應急照明 5）引導照明6）人行通道照明7）照明控制8）光源選擇9）隧道照明設備2.3隧道照明控制方式及實現第一種方式是按洞外亮度的不同，分為晴天白晝、陰雨白晝、清晨、傍晚、夜間5種情況進行控制。晴天白晝出入口加強照明燈全開；清晨、傍晚和陰雨白晝合并為一種情況，加強照明燈隔一開一，即開一半；夜間關加強燈，開路燈。隧道在運營中一般除檢修外基本燈不關閉，只有在交通量很少時可開一半關一半，

21、以利節能。第二種方式是人工干預控制，即手動控制開關燈時間及燈種。第三種方式是全自動（本地、遠程）控制方式，根據光強檢測器監測到的洞內外光照度來決定開哪些燈。這種方式由監控系統與照明系統配合完成。隧道照明控制子系統由隧道監控站計算機系統、隧道控制柜、照明燈具、洞內外光強檢測器以及傳輸通道等組成。根據光強檢測器檢測到的洞內外照度來控制隧道入口段、出口段及基本段的照明，以保證行車安全并實現節能。第三章隧道通風子系統實現3.1隧道通風子系統隧道通風系統的設置原則在隧道運營期間，為了有效降低隧道內有害氣體與煙霧的濃度，保證司乘人員及洞內工作人員身體健康，提高行車的安全性和舒適性，通常需要按一定的方式不斷

22、地向隧道內送入新鮮空氣，此即隧道通風。隧道通風設施應該在滿足公路隧道通風照明設計規范（JTJ026.1-1999）的基礎上，針對高速公路的實際情況，進行相應的規劃、設計及運營管理。高速公路通風系統的設計應從全局出發，統籌兼顧，合理確定高速公路通風設施的規模。具體說來，隧道通風系統的設計應遵循如下原則；對于長度L5000m的特長隧道，應考慮設置豎（斜）井通風系統對于長度L1500m的長、特長隧道，應設置日常運營（含防災）機械通風系統；對于長度1000mL1500m的長隧道，只設置防災機械通風系統；對于長度L1000m的中、短隧道，可不考慮設置機械通風系統。具體還要和交通量掛鉤。3.2隧道通風系統

23、總體設計的內容風機 射流風機選型與布置(1)射流風機的選型在隧道安裝空間允許的情況下，設計應首選單機功率30kw，1120mm型的射流風機，這樣的風機推力效率高，制造技術成熟。當隧道發生火災時，在環境溫度為250情況下射流風機應能可靠運轉60min，同時要求風機電機絕緣等級不低于H級。射流風機的防護等級應不低于IP55。(2)射流風機的布置距進洞口約200m范圍之內，汽車帶進隧道的新鮮空氣量是足夠的，因此在該段落內不宜布置射流風機。風機距變電所越遠，電壓降越大，所需電纜直徑越大，材料費用越高，因此風機布置還應考慮經濟性。據實驗測試，口徑小于1000mm的射流風機間距宜小于120m，口徑大于10

24、00mm的射流風機間距宜大于150m，由此風機能產生較好的升壓效果。為了便于變電所的設置，對于長度1000mL1500mm的隧道，左線隧道和右線隧道的射流風機宜設置在隧道樁號的同一端。射流風機應設置于建筑限界以外20cm25cm處，風機軸線與隧道軸線平行。設置方法采用固定式或懸吊式，支承風機的結構強度應保證在實際靜荷載的15倍以上，風機安裝前應做軸流風機選型與布置(1)軸流風機的選型應結合使用條件、隧道需風量、全風壓及全性能曲線選擇風機。通過前文的公式1021、1022來確定軸流風機的電機功率。軸流風機的構造形式有臥式和立式，均可采用，國外兩種形式都有，我國目前多采用臥式風機。特長隧道通風一般

25、采用滿足大風量低風壓的軸流風機，軸流風機體積小，與土建易配合，風機效率高，火災排煙逆轉方便，但價格高、噪音大。當隧道發生火災時，軸流風機應能在環境溫度為250情況下可靠運轉60min以上，恢復常溫后，軸流風機不需大修即可投入正常運轉。(2)軸流風機的布置軸流風機宜并聯設置，每一通風系統一般設置23臺。并聯運行的軸流風機必須采用相同規格，即相同的葉輪直徑、全壓、流量、電機功率。風機房、通風井(1)一般規定1）風機房與通風井應從功能要求、位置選擇、外觀協調、環境保護、養護維修及營運管理等方面綜合考慮，作出合理規劃與設計。2）風機房空間應能布置軸流風機、電氣設備、控制設備和其他輔助機電設備，并有大型

26、設備搬運通道和工作通道等。3）風機房宜靠近隧道布置。4）當風機分期安裝時，應考慮預留空間和連接裝置。5）風機房與風道的連接處，其周壁必須密封，嚴禁漏風。6）風機房與通風井內應采取嚴格的防排水措施，嚴禁滲漏水。7）通風井頂部應設井帽，防止雨水進入井內。(2)洞外風機房風機房可設于通風井井口附近，應根據通風井周圍地形條件、兩洞口軸向間距等因素，確定風機房位置，并注意與環境的協調。城鎮附近的隧道還應考慮對洞口附近居民及城市設施的影響。還應修建一條通往洞外風機房的永久便道，用于前期施工、后期維護。(3)洞內風機房洞內風機房占用豎井口的征地少，工作人員上下班可有隧道洞口乘汽車進入，值班室為地下結構，四季

27、溫差小，設備運行不受溫差影響。但機房、值班房、維修室、配電間、多條聯絡風道均為地下結構，工程難度比地面建筑大、費用高，采光條件和通風條件差，工作人員常年在地下工作有礙健康，空間狹小，設備拆裝更換困難。因此洞內風機房應考慮防潮、防塵、降噪、通風和溫度調節。(4)通風井的排風擴散要求對于地處城鎮的隧道，豎井換風塔的設計應根據所處位置注意防止排風擴散對周圍大氣環境的不良影響，必要時應對此影響作出評價并采取防范措施。其調查和評價內容應包括排風的上升高度、排出角度、擴散寬度、擴散濃度以及井位附近的大氣主導風向等。豎井換風塔應設置在地形較為開闊其擴散效果良好的地帶。換風塔設于山坳中時，在地勢上應有一方超開

28、闊方向，以提高換氣質量。風塔排風口高度宜高出送風口5m。風道(1)一般規定1）風道設計在滿足技術要求的前提下，綜合考慮建設費用和養護費用等因素。2）風道內設計風速宜在13m/s18m/s范圍內取值。3）內壁面應平滑，減小摩阻力。4）風道在彎曲、折曲、擴徑、縮徑、分叉等變形處應采用曲線相連接、平順過渡。5）送風機前后附近的風道內不得產生偏流、回流及渦流等。當彎道為90時，應在轉角處設置導流葉片。6）在風道吸入口應設置網狀門，防止異物吸入。7）應防止風道內與風道口結冰。8）排風口處宜設置水噴淋進行冷卻空氣。9）風道內隔板必須密封并具有耐久性，不得漏風。（2）火災時的通風通風設計時必須考慮火災對策，

29、長度大于1500m且交通量較大的隧道應考慮排煙措施。火災時排煙風速可按2m/s3m/s取值。火災時排煙應按長度分區，分區長度可取1000m，各分區應有相應的火災排煙要求及人車逃離方案。縱向通風應視隧道內火災點的位置確定風機的正反轉，應盡量縮短火災煙霧在車道內的行程。運送易燃易爆危險品的車輛通過長或特長隧道時，應有引導車在規定時間內引導通過。設置橫洞的隧道，橫洞門應有防煙功能。（3）通風控制當隧道內發生如火災等異常情況時，應通過對異常情況的監控和通風控制使異常情況的規模得到控制，并盡快恢復正常的營運環境。控制方式大致可分為自動控制和手動控制兩類。每座隧道根據其隧道長度、公路等級、交通量等要素選擇

30、何時的控制方式。自動控制方式由設置于隧道內的煙霧透過率傳感器、一氧化碳濃度傳感器、車輛檢測器、風向與風速測試儀所得到的傳感信號，通過控制網絡進行風量控制。手動控制方式是靠人工操縱儀器控制風量，它分為聯動控制與單獨控制。聯動控制預先確定風量檔次，通過單手操縱風量各檔按鈕，使其相關儀器和機械產生聯動，由此控制風量。當自動控制系統出現故障或檢修時可使用聯動控制；對于高速公路的特長隧道，亦可與自動控制結合使用。單獨控制主要應用在低等級公路中的中、短隧道。第四章隧道火災報警、消防控制子系統實現4.1隧道火災探測報警系統火災探測報警系統設置原則根據GB/T18567高速公路隧道監控系統模式，當隧道內交通量

31、和隧道長度的關系達到B級以上(日交通量達到40000輛以上或隧道長度5000米到10000米)水平時有必要在隧道內設置自動火災報警檢測系統。一般每一套火災探測報警系統至少配置一臺報警控制器，其它設備的選取如下表。火災探測器火災報警與滅火系統聯動4.2消防滅火系統消防系統總體設置原則 隧道消防貫徹“以防為主、防消結合”的方針。要做到立足于防災進行設計，同時隧道內一旦出現火災，必須做到早發現，及早撲滅，避免小火釀成大災。對于隧道內發生的初期火災，采取“自救為主，外援為輔”的原則，確保使隧道使用者能夠方便地使用隧道內的消防報警和滅火設備。一旦發生較大火災，應為隧道內人員提供基本的逃生手段。隧道消防設

32、施在滿足公路隧道交通工程設計規范（JTG/T D71-2004）的基礎上，針對高速公路的實際情況，進行相應的規劃、設計及運營管理。具體說來，隧道消防系統的設計應遵循如下原則：對于長度L1000m的中、短隧道，可不考慮設置消火栓系統，只設施化學滅火器。對于長度L1000m的特長隧道，應設置消火栓系統。對于長度L5000m的特長隧道，宜考慮設置消防車。隧道的消防設施分為滅火設施及輔助設施。滅火設施包括滅火器、消火栓和固定式水成膜泡沫滅火裝置；輔助設施包括消防給水水源、加壓提升系統、消防水池及管道等。滅火器 滅火器是初期火災滅火的重要器具，因其操作簡單，對小規模火災能起到一定的滅火作用，故在隧道內有

33、廣泛的應用。中短隧道中滅火設備的設置水平，多數情況下只需設置手提式滅火器，重要的是設置密度要大、取用速度快、使用方便。滅火器對撲滅可燃液體、可燃氣體火災，有很好的效果。根據公路隧道交通工程設計規范規定，滅火器充裝量一般可選擇5.08.0kg，以6.0為宜。消火栓消火栓是為了在初期火災時滅火和防止火災擴大的設備。消火栓間距計算可參照現行國家標準建筑設計防火規范的方法，但不應大于50m。由于消防隊通常所用的水帶為65，故隧道內所配置的消火栓栓口應為65。為撲救大火的需要，應采用較大口徑的水槍，所以規定水槍噴嘴口徑不小于19。國內規定水帶每根長度不應超過25m，是考慮在火場使用不便,而隧道與地面建筑

34、不同,故取30m為限。隧道拱頂高一般在7m左右，由于消防人員在狹窄的空間內滅火需一定的安全距離和有效地撲滅火災，規定充實水柱不小于10m。當消火栓栓口出水壓力大于50m水柱時，由于水槍的反作用力，難以一人操作，為此應設減壓裝置。減壓裝置可采用減壓消火栓或減壓孔板等，減壓后的消火栓處壓力仍應滿足水槍充實水柱的要求。當靜壓大于100m水柱時，應采用減壓閥進行減壓。 固定式水成膜泡沫滅火系統水成膜泡沫濃度為3%是歐洲各國常用濃度，噴射時間不應小于22min，主要考慮在消防隊到場之前群眾的滅火時間。另外，水成膜的供水壓力一般為0.41.0MPa。在隧道消防設施中還有兩種方式就是泡沫噴淋和自動噴水滅火系

35、統。自動噴水滅火系統在隧道內使用國外均持“不推薦”態度，認為噴水不僅無效，而且還有助于火災的傳播或加重火災的危害，將其有利條件轉化為不利條件。但是有條件的，特別在特長隧道的出入口、車行、人行橫洞、配電柜、通風井的排風口等地段可考慮設置，這樣才能確保隧道的營運安全。消防車長度小于5000m的隧道一般無須單獨設置旨在專門為隧道消防服務的專門機構，或指定專門為隧道服務的專用的消防車輛，需要配備消防車時，可以同消防單位協商建立某種聯系。滅火作業都可以在消防單位的主持下開展工作。重要的一點是隧道火災的滅火作業方案都是預先制定好的。一般長度超過5000m遠離城市的特長隧道要考慮配備專用消防車，專用消防車可

36、選用干粉泡沫聯用車。消防水源隧道消防用水在沒有市政自來水可利用時，可采用地下水或天然水源。當利用天然水源時，應確保枯水期的最低水位時消防用水，且應設可靠的取水設施。公路隧道一般都遠離城市，水源可采用溪水、河水，隧道涌水及地下水等。當取用地下水時可設管井取水。當有地形可利用時，一般情況下將消防水池設于高處，利用重力流供水，對消防供水較為安全，也可減少用泵加壓造成運行費用增加及維護工作量。當無地形可利用時可考慮采用自動加壓供水方式，供給隧道消防用水的加壓水泵宜采用自灌式引水。消防水池內的水一經動用，應盡快補充，以便在短時間內可能發生的第二次火災使用。消防水池的補水時間不宜超過48h。但缺水地區可延

37、長到96h。消防給水管道隧道內的消防給水管道宜采用內外壁熱鍍鋅鋼管或無縫鋼管。相鄰雙孔隧道的消防管道布置成環狀管網可增加管網供水的安全性。隧道內消防給水管道如為剛性連接須設置管道伸縮器，伸縮器選用應根據溫差計算。消防管道穿越路面必須設套管等其它保護措施，以防車輛壓壞，影響正常供水。其他設施高位水池設水位遙測裝置，目的是使值班人員能隨時直接觀察到水池水位情況，避免由于管道、水池漏水，自動抽水失靈，造成水池無水的現象。可采用遠距離水位顯示儀等。通風豎井的聯絡風道口設火災時熱空氣降溫措施，可采用安裝水噴淋頭等方法，以保證通風機的正常運轉。第五章隧道廣播子系統實現5.1隧道廣播系統的設置原則作為長隧道

38、和特長隧道防災救援的一部分，有線廣播系統是為隧道管理部門提供一種方便、有效的調度、指揮手段，平時用于向隧道內發布交通信息、通知或工作指令，保障隧道交通的安全和暢通；發生災害事故時，用于搶險救災，調度和組織人員、車輛疏散，減少災害事故的損失。隧道建筑縱向深長，四周硬壁，聲學條件差，背景噪聲大，因此設計中要重點考慮揚聲器的合理布放和線路的傳輸損耗。下面以終南山隧道廣播系統為例來理解。 揚聲器的布放考慮到彌補隧道中建筑聲學條件的不足，改善廣播清晰度，系統應采用多信源、分通道、多負載分音區廣播的設計，并配置均衡器、延時器等聲處理周邊設備。例如終南山隧道工程有兩個長達18km左右的特長型隧道，設置6個信

39、源、6路通道和東、西兩個隧道負載區，每個隧道劃分成90個音區(每音區長200m，每50m一個，共4個揚聲器)，實行分隧道管理。設備按中央控制室和現場監控室異地設置，兩地設備間通過光傳輸設備連接，實現隧道廣播各項功能，滿足隧道管理模式變化的要求。傳輸線路該工程有兩個均長達18km左右的特長型隧道，廣播的傳輸線路長、音區多、線路損耗是必須考慮的。該系統中央控制室與功放綜合柜之間用光纜傳輸，功放與揚聲器之間用廣播電纜傳輸。該系統功放的配置采用分散式設置，即每個隧道內配置6套功放綜合柜，每套配備均衡器、延時器和功放，設普通和延時兩個廣播通道；負載為30個音區，每個音區4個號角揚聲器，分成兩路，一路為普

40、通廣播，另一路為延時廣播。6套功放綜合柜的負載音區覆蓋整個隧道。系統的音頻和控制信號采用總線方式傳輸，在主機的控制下，通過指令傳輸，選通目標音區，實現多音區設置，單音區或多音區廣播。廣播系統組成有線廣播系統由廣播控制臺、前置放大器、輸入切換器、消防應急切換器、功率放大綜合柜及其隧道內揚聲器網和專用廣播線路組成。廣播控制臺、前置放大器、輸入切換器、消防應急切換器放置在隧道中央控制室內。廣播控制臺主要由廣播主控計算機、信源設備、數字錄音系統等組成。廣播主控計算機可用來監聽信號，了解廣播系統工作情況。消防應急切換器具有廣播優先級，即當有在消防應急情況下可強行切斷平常廣播，進行消防廣播。有線廣播系統由

41、廣播控制臺、前置放大器、輸入切換器、消防應急切換器、功率放大綜合柜及其隧道內揚聲器網和專用廣播線路組成。廣播控制臺、前置放大器、輸入切換器、消防應急切換器放置在隧道中央控制室內。廣播控制臺主要由廣播主控計算機、信源設備、數字錄音系統等組成。廣播主控計算機可用來監聽信號，了解廣播系統工作情況。消防應急切換器具有廣播優先級，即當有在消防應急情況下可強行切斷平常廣播，進行消防廣播。5.2廣播子系統產品下面以某公司的隧道廣播產品為例來了解。ETGB-IA型隧道廣播系統是高速公路隧道專用廣播系統，它可以ET-A型緊急電話系統合用，也可作為獨立系統使用。當隧道出現緊急情況時，監控中心可以利用隧道廣播系統進

42、行廣播，及時疏導交通。ETGB-IA型隧道廣播系統從2001年開始已經在諸多高速公路隧道中得到成功應用，如浙江杭金衢高速公路新嶺隧道、福建漳詔高速公路苦致山隧道和大步山隧道等。系統組成：高速公路隧道廣播系統由主控機、麥克風及其他音源、傳輸介質、控制模塊、功率放大器和號角揚聲線隧道內的功放及控制模塊，并可通過光纖接入網管理遠端功放及控制模塊。系統組成靈活多樣，可根據用戶不同需求，選擇不同音源，如卡座、CD、收音機等。主控機接口豐富，能直接連接到市話網，有標準RS232數據輸出口。廣播系統的功率放大采用近端放大，功率放大器是專為隧道廣播設計的，采用密封型外熱式結構，整個功率放大器表面無任何旋扭、接

43、線柱等易損零件。每個功放及控制模塊最多可帶十只揚聲器、分兩個音區。程序控制的工作方式，將廣播系統的功放及控制模塊安裝在隧道內，每間隔30m（或50m）安裝一個（或一對）強指向揚聲器。主要特點：1、本廣播系統可以與緊急電話有機結合。ETGB-IA隧道緊急電話廣播系統是把隧道緊急電話系統與隧道廣播系統有機的結合在一起，用同一個控制臺，同一種信令系統，同一根通信電纜實現兩個系統的統一控制。這樣不僅系統精簡，投資節約，而且有效地提高了隧道管理所監控室的工作效率。2、本廣播系統的功率放大采用近端放大是一顯著特點，可通過接入網進行傳輸控制，真正實現廣播系統的遠程操作。3、本廣播系統操作簡單。ETGB-IA

44、系統主機與緊急電話系統集成到一個主控機內，系統軟件也集成在同一界面內。當需要廣播系統工作時只需在主控機上簡單操作即可，可選用麥克風或值班電話機進行廣播。4、廣播系統可以程控定點、定片、全線呼叫。5、保留ET-A型緊急電話系統的其他特點。 系統主要功能：1、中心控制臺任意指定分區廣播、全線廣播。2、每一臺功放模塊最多可以驅動10個20W的高音揚聲器。3、同時啟動廣播系統和對應點的緊急電話分機，可有效地對廣播系統進行監聽。4、控制臺能對所有廣播功放控制模塊進行定點檢測，檢測結果及時顯示記錄在主控機上。5、系統檢測可以是定時的（例如每天零點零分），也可以單個模塊檢測、多個模塊檢測或全部模塊檢測。6、

45、當功放控制模塊出現故障(如打開前面板)時，能自動報警。7、主控機上能及時顯示廣播系統的工作狀態，隧道廣播的分布圖以及相應的隧道分機公里標地址等。8、操作管理計算機設置了口令管理，能夠有效的防止誤操作而破壞數據庫數據。9、系統采用主叫控制，控制臺廣播釋放后系統能自動進入待機工作狀態，減少功耗。10、廣播時語音清晰，聲音洪亮，無回授嘯叫。11、主控機可以調節下端功放的音量。12、自動語音警示功能，啟動后可不間斷重復廣播，警示音內容可自行錄制。13、所有廣播內容可以自動錄音，并以文件形式保存在主控機硬盤上以便查詢。14、可接收遠端電話進行廣播,當上級部門打來電話時,如需廣播,值班員只需點擊鼠標即可.

46、主要技術指標1、語音頻帶：3003400Hz2、單個廣播額定聲壓級強度： 110dBA，（廣播正前方100cm處測得）3、諧波失真系數： 0.5%(1KHz)4、廣播待機功耗5W5、廣播功放模塊功率：200W（R、M、S）6、輸出電壓：120V（R、M、S）7、信噪比：60dB（0 dB輸入時84dB）8、溫度保護：80自動保護9、平均無故障時間（MTBF）：100000小時10、環境溫度：10 4011、相對濕度：10% 90%12、大氣壓力：80160Kba13、電源電壓：220V15% 50Hz2Hz第六章長上下坡減速帶設計6.1主動型強制控速高速公路專用減速帶的原理是主動在特殊路段(急

47、彎或連續長大下坡等事故多發路段)的行車道上設置專門設計的減速帶，當汽車以較高速度通過時會產生激烈的機械振動，這種振動從輪胎輸入經由車身及座椅傳遞給駕駛員，使其產生很不舒服的感覺。另外，駕駛員根據 常識預計到車輛通過減速時會帶來車輛的劇烈振動，并由此產生可能會造成車輛機件或貨物損壞的疑慮。上述生理和心理感覺預見可以降低駕駛員對該路段 的行車安全感 ，從而自覺、主動降低車速 ，達到提高此類特殊路段行車安 全 的 目的 。 6.2符合系統性原則 高速公路專用減速帶在擬改善長下坡路段中的安裝布置位置和數量不能隨意確定 ，必須具有系統性。設置時應考慮該路段的交通流特點、潛在不安全因素、事故特征和道路線形

48、等條件，從公路線形連續性、均衡性及人(駕 駛 員 )一車 一路 聯合運行協調性的角度出發，根據高速公路施工設計參數，對不同車型在高速公路具體長下坡路段下坡行駛時的預測速度及制動器制動效能熱衰退狀況(長下坡制動控速安全性能)進行檢測和計算，根據檢測、計算結果設計相應的安裝方案。按照該安裝方案在下坡 路段系統地安裝專用減速帶，使貨車駕駛員主動控 制車速 。專用減速帶需經詳細考察分析后系統性地加以確定，才能達到有效組織與控制車流節奏的強制控速目的。否則，專用減速帶的使用效果將大打折扣，甚至產生負面效果。 6.3保證高速公路的高速性、安全性 目前 ，轎車絕大多數采用獨立懸架，其彈性元件剛度小，車身振動

49、頻率低、平順性好，駛過不平路面時產生的振動對車內乘員的影響小 ；而大型車懸架都采用縱置鋼板彈簧作為彈性元件，剛度大、車輛平 順性差 ，駛過不平路面時產生的振動使駕駛員有強烈的不適感。根據轎車和大型車懸架特性差異 ，設計出特定斷面寬度和高度 、適合高速公路使用特點的專用減速帶。安裝專用減速帶后能夠保證轎車以較高速度 通過而不受太大影響，保證高速公路高速暢通的特性 ；而大型車駛過減速帶時產生較強的不適感 ，迫使駕駛員主動降至低擋控制車速 ，從而避免大型車在 較高速度時緊急制動造成制動器過熱而失效 ，提高長下坡路段的行車安全性 。第七章隧道交通誘導與控制7.1隧道交通誘導與控制設計方案隧道在運營過程

50、中，當發生交通擁擠/堵塞、交通事故火災事故、洞內環境指數超標、隧道內突然斷電等情況時，監控系統能自動或手動切換到另一種交通管理模式，以適應當前管理的需要，達到誘導和控制隧道內車輛的目的。 HYPERLINK 星期一監控/Drawing1.dwg CAD1圖7.2誘導與控制模式當隧道內監控系統的檢測設備采集的各種參數達到某一特定值時接聽管理模式就會自動或人為強制切換。交通管理模式發生變化后，所表現出的是全部或部分交通誘導設備和控制設備的內容或工作狀態也發生變化。這些設備包括交通信號燈、車道指示器、可變信息標志以及射流飛機等。瀏陽河隧道分左洞和右洞，三上三下共六車道，隧道有行人橫洞兩處、行車橫洞一

51、處，把隧道分為L1、L2和R1、R2四個區域，其可能的誘導與控制模式有以下24種，這些誘導與控制模式可以單獨使用，也可以組合使用。1、車道控制（對于單向行駛的雙車道雙洞隧道）以單洞、單道為目標，以交通信號燈、車道指示器和可變信息標志等控制對象對隧道交通進行控制管理。左右洞正常開放，六車道；右洞各道正常，左洞單道（外車道開放、內車道關閉）；右洞各道正常，左洞單道（外車道關閉、內車道開放）；左洞各道正常，右洞單道（外車道開放、內車道關閉）；左洞各道正常，右洞單道（外車道關閉、內車道開放）；右洞關閉，左洞單洞雙向行車（外車道正向、內車道反向）；左洞關閉，右洞單洞雙向行車（外車道正向、內車道反向）；左

52、洞單道運行（開放外車道），右洞單道運行（開放外車道）；左洞單道運行（開放內車道），右洞單道運行（開放內車道）；左洞單道運行（開放外車道），右洞單道運行（開放內車道）；左洞單道運行（開放內車道），右洞單道運行（開放外車道）；雙洞關閉； 2、區域控制 以區域為目標，以交通信號燈、車道指示器和可變信息標志等控制對象對隧道交通進行控制管理。右洞R1區外車道禁行，其他正常；右洞R1區內車道禁行，其他正常；R1區禁行，右洞關閉，左洞改為雙向交通；右洞R2區外車道禁行，其他正常；右洞R2區內車道禁行，其他正常；R2區禁行，右洞關閉，右洞車行橫道指示燈亮，左洞改為雙向交通；左洞L1區外車道禁行，其他正常；左洞

53、L1區內車道禁行，其他正常；L1區禁行，左洞關閉，右洞改為雙向交通；左洞L2區外車道禁行，其他正常；左洞L2區內車道禁行，其他正常；L2區禁行，左洞關閉，左洞車行橫道指示燈亮，右洞改為雙向交通； 3、正常運營狀態下采用的交通誘導與控制模式 在無火災報警信號、無超高車輛報警信號、無應急電話、無巡邏車報警信號燈情況下，即可按正常運營情況發出信號、控制隧道各有關控制設備，采用誘導與控制模式。其中：隧道入口外的交通信號燈顯示綠燈“ ”，表示此車道可通行；隧道內、外可變信息標志顯示“限速80”，將車速限制在設計車速之內，以保持隧道車流通暢。 HYPERLINK 星期一監控/Drawing2.dwg 如圖

54、CAD2； 4、交通事故狀態下的交通誘導與控制 根據交通事故原因、地點、程度的不同，可以分不同的情況靈活的采取不同的交通誘導與控制模式。如果交通事故導致火災，按火災事故處理。如圖 HYPERLINK 星期一監控/Drawing3.dwg CAD3如圖 HYPERLINK 星期一監控/Drawing4.dwg CAD4第八章車輛檢測子系統8.1應用環形線圈車輛檢測器環形線圈車輛檢測器概述車輛檢測器用于檢測車流量，平均車速和道路占有率等交通流參數。目前車輛檢測有環形線圈、微波雷達、視頻、紅外、激光等各類檢測手段，以環型線圈較為常用。環形線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器，它的傳感器是

55、埋在路面下的環形線圈（一般為21.5米）。檢測線圈通過饋線與檢測單元(其基本配置是CPU、時鐘頻率、ROM、RAM，高速AD轉換器、RS-232C或RS422485通訊接口等)相連，在正常狀態下，檢測線圈受到檢測器的激勵處于諧振狀態，如果此時有車輛通過線圈表面，與線圈發生電磁感應作用，引起線圈電感量的變化，檢測單元內部的信號調理電路接受此變化量并進行信號處理，將信號處理結果送AD轉換器，AD電路將模擬信號轉換為數字信號，交微處理器處理。微處理器將數據處理結果和檢測器工作參數比較，即可得到車輛行駛速度、車輛類型(大型、中型、小型)，道路占有率、車頭距和交通量。 功能及技術指標1. 檢測單元檢測單

56、元的具體性能指標如下：(1) 具有檢測路上每一車道所通過的車輛數、瞬時速度、車頭時距、道路占有率、交通流方向等功能；(2)檢測精度：二輪以上機動車交通量檢測精度98%，測速范圍：0200km/h（3%），檢測精度：95%，占有率檢測精度95%，線圈電感范圍：182500H，可自動調諧；(3)靈敏度選擇狀態每通道一個，該開關允許對每車道進行靈敏度的調整，共有8級(0.01，0.02，0.04，0.08，0.16，0.32，0.64，1.28)，(4)工作頻率選擇4級：高、中、低及超低(16116KHz)，(5)檢測指示燈：每通道一個2. 控制處理單元控制處理單元收集傳感器輸入的數據并進行預處理，

57、然后以數據塊的方式傳到監控分中心。控制處理單元的技術指標描述如下：中央處理單元為16位處理器；存儲器EPROM及RAM足夠大，已采集的數據用先入先出方式存儲時，保證保留最近48小時數據；對于檢測到的交通參數，能按10秒、30秒、1分鐘、5分鐘、15分鐘、30分鐘、1小時等周期(此周期可重新設定)進行累計；數據上傳周期：1分鐘10分鐘可調；提供2個RS232端口連接中心計算機和便攜式計算機；通信協議：RS232、RS485、V.24；傳輸速率：1200bps19.2Kbps；電源：AC220V20%，50Hz5Hz；功率消耗：150W；平均無故障工作時間40000小時。3.檢測放大器1. 每車道

58、檢測放大器電路板均應插在設備柜內的機架上， 固定在金屬邊框里，面板上應有下述的選擇開關和指示燈：操作方式選擇開關靈敏度選擇開關頻率選擇開關檢測指示燈故障閃光指示燈2. 檢測器的設計應保證檢測放大器之間，或者環形線圈之間， 或者檢測器系統之間不得出現相互干擾，在同一設備柜中的各檢測放大器單元間，或者與之相連接的環形線圈之間不得出現相互干擾。4. 微處理器系統1. 功能要求(a) 收集環形線圈輸入的數據；可預處理并存貯每個檢測點上的各車道交通監視參數；(b)對于檢測到的交通參數，能按10秒、30秒、1分鐘、5分鐘、15分鐘、30分鐘、1小時等周期(此周期可重新設定)進行累計；(c) 每隔一定周期(此周期可重新設定)將這些參數以數據塊的方式傳到監控分中心計算機；(d) 監視環形線圈的工作和故障并報告給監控分中心計算機，檢測器故障將依靠一個連續的輸出信號指示；(e) 系統留有供便攜終端讀取數據的通信接口、向監控分中心計算機上傳數據的通信接口、手動設置參數的控制面板。2. 技術要