秦岭终南山特长公路隧道运营管理技术

2010-07-16赵超志胡平

隧道建设(中英文) 2010年3期

赵超志,胡平

(1.陕西省交通建设集团公司秦岭终南山公路隧道分公司,西安 710105;2.陕西省交通建设集团公司,西安 710075)

0 引言

秦岭终南山特长公路隧道是目前亚洲最长的高速公路隧道,其建设规模居世界第一、长度居世界第二。该隧道是国家高速公路网包(头)茂(名)线的关键控制性工程,也是陕西省高速公路网西安至安康高速公路的重要组成部分,位于西安市长安区青岔乡至商洛市营盘镇之间,是沟通黄河经济圈和长江经济圈的交通枢纽,在路网规划中占有重要位置,该隧道为双洞四车道高速公路隧道。公路等级为四车道高速公路;设计行车速度为80km/h;隧道净宽为10.5m,隧道限高为5m;隧道结构的设计基准期为100年;安全等级为一级。工程于2007年1月20日建成通车。

构成特长隧道内运营安全的“危险源”主要有5项,分别是:1)交通事故;2)火灾或爆炸事件;3)毒气泄漏;4)土建结构出现沉陷或裂缝;5)隐患灾害(发动机和轮毂过热、车辆故障、CO超标、VI超标、抛物、阻塞等)。由于隧道本身具有半封闭性、可达性低、情况不明性、联络与救援困难等特点,导致发生灾害事故后隧道内烟雾浓度迅速增大,温度升高,疏散避难困难,且灾害容易恶化。况且对于18.02km长的终南山隧道,工程存在很大的独特性以及无可比性,如何确保该隧道安全、畅通、经济的运营,受到世界各国广泛关注[1-2]。早在隧道设计立项阶段,就围绕隧道的安全运营展开过激烈的争论,也成为该隧道建设的首选决定因素。国内对公路隧道安全评价主要表现在建设期,西南交通大学王明年教授、长安大学夏永旭教授及重庆交通科研设计院韩直研究员等在承担的科研项目中对隧道火灾的发展规模、火灾探测方法等曾进行过研究,而对于隧道运营管理技术及安全评价尚未形成系统。与此同时,如欧洲勃朗峰隧道、浙江猫狸岭隧道等部分国内外长隧发生的恶性火灾爆炸事故,更使人们对终南山隧道能否安全运营充满疑惑。随着通车后正常运营的延续,原来对“安全正常运营”持怀疑、观望态度的学派,已从实践中看到我国长大隧道建设、运营的能力和“水准”。至此,我国9km以上长大隧道便如雨后春笋般迅速建设,从这一角度讲,秦岭终南山公路隧道是我国公路隧道建设的“试验田”和“转折点”。

1 运营管理机构的设置

作为世界级超长公路隧道,管理、养护具有头绪多、涉及面广、难度大、没有成熟经验等显著特点,仅靠经验无法有效确保运营目标的实现;因此,陕西省交通运输厅高度重视,多方调研,成立了专门的运营管理机构——秦岭终南山公路隧道公司,其主要职能是负责对隧道的监控、养护、路政、安全检查、防灾救援等运营工作进行管理,确保隧道运营安全畅通[3-6]。针对隧道“危险源”种类及运营各要素,隧道公司配备人员200多人,设备60余台/辆,下设9个部门,另配有专门武警中队、医疗急救站和交警中队等。

1.1 组织机构

如图1。

图1 组织机构框图Fig.1 Tunnel operation management organization chart

1.2 主要业务部门设置的必要性和主要职能

1.2.1 监控中心

要使整个隧道24h处于动态监控状态中,在发生异常情况下能第一时间得到处置,同时,为确保机电系统能随时处于正常运转状态必须设置监控中心。监控中心主要职责是负责监控、照明、通风、通信设施、机电设备的维护管理及对隧道24h监控,建立健全应急预案,及时准确跟踪各种突发事件并启动相关预案,对外发布各类交通信息,发挥指挥中心作用[7]。人员配置总计45人,其中弱电维护班10人,强电及水工班15人,监控员20人;配置的主要设备有空气控测车、照明车、发电车及高空作业车等。

1.2.2 养护科

为了确保隧道内卫生环境良好、附属设施完好,必须设置养护科。其主要职责是负责隧道及各项附属设施的日常维护(机电系统除外)、路况调查和养护资料的收集、整理、保管等,并负责隧道及南北2个休息区的清洁与维护[8]。人员配置39人,其中养护工程师4人,养护工25人,养护车司机10人,主要设备有日常维护车2台、扫地车4台及水车4台。

1.2.3 安检大队

为确保隧道的安全运营,防止重大事故的发生,禁止危险品车辆、六轴车辆及超限车辆通行,成立安检大队。其主要职责是负责对危险品车辆24h进行检查、登记、疏导、劝返等工作,不让任何携带危险品的车辆驶入隧道,从源头上杜绝重大安全事故的发生,对携带危险品的车辆控制一直是秦岭终南山公路隧道管理的重点。安检站配置28人,实行4班3运转,携带危险品的车辆检查采用人工检查与仪器检查相结合的方式,配备了摩尔爆炸品探测器(检查炸药类物品),并对闯站车辆实行拦截。

1.2.4 消防大队

依据隧道火灾事故救援研究成果,隧道发生火灾时,一般火灾有效控制时间为4～10 min,为了保证消防队员能够迅速赶到隧道内任何发生火灾的位置并实施救援,成立企业消防大队。其主要职责是负责隧道的消防宣传、消防设施的巡查、维护;负责突发事件的现场指挥、灭火、救援。另外,为了确保在发生火灾时第一梯队人员能在8 min之内到达现场实施救援,除在隧道南北口设置值班点外,在隧道内的8、17#车行横通道内也设置了永久消防值班点,这样就将18 km的隧道分成3段实行4点值守的模式,显著缩短了消防救援的应急反应时间。消防大队人员配置总计40人,实施轮修制,配制的主要设备有消防车4辆(水消防2辆、气体消防1辆、泡沫消防1辆)、事故解体车1辆及机动灵活消防摩托车10辆等。

1.2.5 路政大队

为了保证隧道路产、路权不受损害,确保事故能够得到及时处理成立路政大队。其主要职责是路政巡查、路产、路权的维护及受理各种路产的赔偿工作,保证隧道安全畅通。配置人员20人,实行4班3运转,主要设备有路政巡查车5台。

1.2.6 联勤互动单位

隧道分公司除内设的9个部门外,还与沿线的公安交警、武警部队、省交通医院等单位建立了联勤互动机制。公安交警每班4人每天在隧道路段值勤巡查;武警战士40余人,实行换岗制度,24h在隧道南、北口执守;交通医院医疗急救站在隧道南口实行24 h值班、24h待命,实行换班制度;配备医生3人、护士6名及医疗救护车2辆,保证隧道安全运营和应急救援。

2 管理技术

2.1 管理理念

为了实现“世界级工程、世界级品牌、世界级管理”的管理目标,隧道分公司全面实行军事化管理,开展岗位大练兵活动,提出“爱岗敬业、忠于职守、规范精细、高效有序”和“高度负责、严防紧守、快速反应、果断处置”的隧道管理理念,建立完善规章制度,创建一流管理团队,科学管理、真抓实干,确保秦岭终南山公路隧道安全、畅通。

2.2 广泛宣传

在隧道通车初期,为了保证隧道的安全运营,隧道分公司将省公安厅与省交通运输厅联合发布的《关于加强秦岭终南山公路隧道安全管理》的2个通告在《华商报》《三秦都市报》《陕西交通报》等媒体发布,并大量印刷《通报》单页和《隧道交通安全手册》,在安检站、收费站张贴并向车辆驾驶人员发放,使安全驾驶、遵章守规成为广大驾驶人员的自觉行为。

2.3 制定预案,加强演练

针对隧道特点,聘请有关人员,反复研究,结合实际,制定隧道突发事件应急预案,以此为蓝本不断进行隧道事故应急预案的实际操作演练,反复推敲,不断改进应急预案中存在的不足,积极寻求适应隧道环境的最佳应急救援方案。通过反复的论证和50余次的演练,各岗位人员都能做到及时出动、准确到位、紧密配合、熟练操作,应急预案也日渐成熟。该应急预案作为陕西省典型安全预案已上报国务院应急办进行交流。

2.4 运营节能

隧道机电设施技术先进、功能完善、种类多、数量大、用电功率大、电费成本高,目前隧道共安装100W高压纳灯8 760盏,22kW射流风机144台,32台总功率为8 106kW的轴流风机,其他用电设备功率较小。这样庞大的系统,电费支出是隧道管理的最大成本,在确保隧道安全运营的前提下,如何节能是隧道管理的关键技术。通过认真分析隧道用电设备功耗情况,结合隧道车流量的变化规律及每天用电的高低峰的时段,在确保安全的前提下,根据空气质量和检测出的CO、VI结果,确定夜间模式、白天模式及加强模式进行开启,同时,尽可能避开用电高峰时段进行风机的开启,提出减少风机开启时间、按不同时段开启不同数量照明灯具等节能操作措施。经反复实践,制定设备节约用电的操作规程,成效显著。

2.5 事故应对

事故应对遵循“以人为本”的原则,救援行动按“人员抢救—减少设备财产损失—障碍排除—恢复交通”的顺序进行。隧道交通安全事故主要是车辆交通事故和车辆发生火灾事故,2种事故所产生的危害不同,社会影响也不同,实施事故救援的方法也不同。车辆交通事故危害的主要对象是人员和车辆,易于救援;而车辆发生火灾事故时,由于隧道内的火灾具有蔓延迅速、不易控制、通道堵塞、沿车蔓延、浓烟高温、扑救困难、情况复杂、疏散困难等特点,容易造成大量的人员伤亡和财产损失,危害的主要对象不仅是人员和车辆,还会对隧道内的设备、施救的人员产生威胁。从危害程度上车辆发生火灾事故远远大于车辆交通事故;因此,对火灾事故如何实施救援显得尤为重要。事故应对处置预案见图2,3。

图2 车辆交通事故应对框图Fig.2 Flowchart of response to vehicle accidents

图3 火灾事故应对框图Fig.3 Flowchart of response to fire incident

3 事故救援实例

2009年1月19日中午12时30分,隧道监控大厅内的自动报警器响起,感温光纤报警显示隧道内西线发生火情。监控员及时切换摄像画面,确认火灾位置,并立即启动应急预案,向隧道内的消防值班点、南北口消防队、医疗急救站、路政、武警、交警和公司机关发出紧急处置命令,使所有参与救援的人员在同一时间接到命令。路政、武警、交警做出快速反应,第一时间封闭了隧道南北口全部交通;监控中心及时更改可变情报板、交通信号灯、车道指示器等交通指示标志,为了控制火势,将风机切换至火灾工况,确保隧道内风速控制在2～3m/s,防止有害烟气倒流或蔓延;位于隧道内消防值班点的消防战士在接到命令后3min赶到事故现场实施救援,与其后赶到的南北口消防战士、医护施救人员在8min内将火扑灭;随后养护队伍对现场进行了清理。整个事故救援过程仅用了20min,无人员伤亡及车辆损失。随后开启相应的风机进行排烟,经空气检测车现场检测,洞内空气质量达标后,解除封锁,车辆间断放行,所有救援人员撤离现场。事发前,该事故车辆通过安检站时,发现其装有燃气罐,按规定已予以扣留卸载,否则燃气罐遇高温爆炸,后果不堪设想。