浅谈城市道路隧道照明

2011-01-31周勇

科学之友 2011年10期

周勇

（珠海市路桥管理处，广东珠海 519000）

1 工程概况

板樟山隧道位于城市I级主干道上，设计车速80 km/h，是连接珠海市香洲与拱北的重要通道，也是20世纪90年代初我国第一条城市主干道隧道。隧道为双向四车道单向行车公路隧道，上（东线）、下（西线）行线长度均为1 210 m。该隧道分两期建成，其中下行（西线）隧道于1990年建成通车，上行（东线）隧道于1992年建成通车。经过二十年的运行，隧道出现了裂缝、渗漏水等多种病害，灯光昏暗，设备老化，急需全面大修，尤其是隧道照明作为城市主干道隧道交通安全的基本保证，又直接影响到一个城市的形象，因此，我们对照明改造十分重视，在充分考虑满足规范要求的前提下，重点针对提高舒适性、稳定性；降低运行成本等方面进行选型设计。

2 隧道照明现状

目前隧道照明灯具使用55 W低压钠灯，尽管我们有专业人员进行养护，但毕竟运行了二十年，灯具密封性能下降，反光罩功能减弱，电气线路老化，再加上光源本身光色昏黄，显色性差，隧道照明效果一直受到市民质疑，更有人大、政协委员曾将此事作为两会议案。

隧道目前平均车流量已超过10万辆次/d，经常来往通行的大部分是本市居民，他们对隧道交通设施和环境的要求相当高，这就是城市隧道与公路隧道运营管理的最大区别，所以我们在设备完好率、亮灯率等方面都比公路隧道养护规范要求更高，比如公路隧道要求设备完好率不低于90 %，我们要求不低于99 %，并且必须做到，否则会被投诉。

可见，隧道照明必须要改造，还必须要改造好。

3 隧道照明设计

3.1 光源选择

隧道照明系统设计的基本原则是在保证行车安全的条件下，使照明回路操作简便，并考虑隧道运营期间养护方便，同时尽量节约能源，尽可能地提高舒适性和稳定性并降低运行成本和安全风险。灯具选择要依据性能稳定、技术成熟、寿命长、光效好、节能等原则，近年来隧道照明发展很快，国内外相继研制出了多种隧道专用节能灯具，如电子镇流器高压钠灯、LED隧道灯、无极荧光灯等。无极荧光灯，创新点是无电极，去除了制约传统光源寿命的灯电极，使无极荧光灯的有效使用寿命大大延长。另外无极灯光衰低：6万小时光通量维持率不低于70 %。显色指数已达80以上，显色性好，完全符合市民喜欢日光型灯具的视觉习惯，洞内外光色一致，舒适感强，光源的利用率高。无极荧光灯灯耗电量少、寿命长、技术成熟、性能稳定、维护量少、运营成本低，适合于大流量交通环境，否则频繁的养护检修会对交通安全构成巨大威胁。

目前隧道照明灯具共有55 W低压钠灯2 130余套，根据钠灯寿命及实际运行情况，我们每年要更换灯泡700余只，由于国内已无55 W低压钠灯生产厂家，需采购进口产品，手续繁琐且成本高，每只150多元人民币，加上更换整流器、触发器等电气元件，每年灯具检修费用在12万左右。据了解，无极荧光灯按6万小时寿命、24 h工作可使用7～8 a，各厂商保证5年免费维护，仅此单项5年可节约60余万元。

经认真考察调研对比，决定选用无极荧光灯方案。

3.2 照明计算条件

隧道照明设计参考《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ 026.1－1999）的有关规定，按长隧道照明标准设计。根据隧道所在位置、地形和所处地貌、植被等情况，经现场测量，确定照明参数取值为：

洞外亮度：L20（s）＝3 200 cd/m2；

引入段折减系数：k＝0.035；

灯具维护系数：M＝0.7；

路面亮度换算系数：17 Lx/cd.m-2；

设计车速：80 km/h；

光源：无极灯；

灯具：基本照明两侧8 m交错布灯；

灯具安装高度：H≥5.5 m；

路面宽度：2 m×3.8 m；

路面类型：沥青混凝土路面；

隧道内反射率：两侧3.6 m高隧道专用装饰板70 %，拱部10 %。

亮度均匀度U0≥0.4，纵向均匀度U1≥0.7。

3.3 照明亮度要求

3.3.1 亮度包络图

3.3.2 照明规范要求最低亮度值

（1）白天：

引入段：长度80 m，亮度112.0 cd/m2；

过渡段1：长度72 m，亮度33.6 cd/m2；

过渡段2：长度88 m，亮度11.2 cd/m2；

基本段：亮度4.5 cd/m2；

出口段：长度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 照明控制分级

（1）本隧道照明按晴天、云天、阴雨天、夜间、深夜五级进行控制。

（2）当发生火灾时，照明须达到最大亮度；并应确保起火点周围区域火灾应急照明供电时间不应小于30 min，其他区域的火灾应急照明供电时间不得少于火灾延续时间。

3.4.2 照明控制分类

（1）时序控制：根据当地季节、气候、日照等变化规律，在控制软件中设定按时序投入照明回路数及编号；并检测照明回路开关状态及现场开关状态将其反馈回隧道管理所值班室，在通风照明管理计算机上显示各照明回路的工作状态。

（2）自动检测控制：该控制方式是利用设在隧道洞外的亮度检测器反馈的检测值，通过PLC可编程控制器运算，确定所需投入的照明回路数，自动控制照明低压屏，并检测照明回路开关状态及现场开关状态将其反馈回隧道管理所值班室，在显示器上显示各照明回路的工作状态。由于隧道夏季洞外亮度变化较大且周期短，故亮度检测器反馈采样数据应设定一个较适当的采样周期，以避免照明回路频繁切换，影响隧道行车安全及灯具等的寿命。

（3）照明手动控制：根据现场天气变化情况，值班人员可通过计算机键盘对各照明回路进行控制操作，也可在手动模式下在中控室手动操作。

3.5 应急电源设计

本次设计一台55 kW应急电源装置EPS，负责对隧道内应急照明、监控设施的供电。为确保隧道营运过程中外电源突然中断时的交通安全，并将基本照明中的一半灯具（间隔设置）作为应急照明灯具。要求应急供电时间不小于30 min，切换时间不大于10 m/s，以保证外电源突然中断时的交通安全。另外，PLC控制系统、闭路电视系统、电话系统、交通信号系统均由EPS电源供电。