长下坡桥隧相连隧道群高速公路运营安全体系设计与实施

刘 春，陈 帅

(重庆市华驰交通科技有限公司， 重庆 400067)

长下坡桥隧相连隧道群高速公路运营安全体系设计与实施

刘 春，陈 帅

(重庆市华驰交通科技有限公司， 重庆 400067)

结合贵州省毕都高速公路长下坡桥隧相连隧道群路段机电系统建设实施过程和运营管理要求，以提高通车运营安全保障管理能力和降低此类特殊路段安全风险为目标，基于工程环境和施工特点对相关施工设计方案进行改进，对如何提高此特殊路段运营期间的安全性进行系统研究，并制订专项方案，以期能够对类似新建或改造工程提供一定的借鉴。

高速公路；长下坡；隧道群；运营安全体系

贵州省毕都高速公路是杭瑞高速公路G56在贵州境内的重要组成部分，全长139.468 km，双向4车道。其中三家寨隧道至下寨隧道段(K1929～K1937)全长7.8 km，起始海拔1 763 km，终点海拔1 552 km，平均路面斜度2.71%。该隧道群路段依次包含三家寨隧道(320 m)、深沟隧道(3 040 m，特长隧道)、耿家屋基隧道(1 905 m，长隧道)、崔家坡隧道(260 m)、马鞍山隧道(415 m)、下寨隧道(315 m)。隧道区属多雨雾区，气候变化无常，特别是团雾的生成、持续、消散无规律[1]，致使行车能见度非常差。由于隧道与隧道之间的道路连接大部分为桥梁，故该路段为特殊的长下坡桥隧相连的隧道群路段，且深沟隧道与耿家屋基隧道之间还是特殊弯道路段，通车运营后期易成为交通事故的多发点。

由于高速公路隧道空间有限、地形复杂、视线差、光线不足，一旦发生火灾和事故，就会产生极大的危害。然而目前对于长下坡桥隧相连隧道群高速公路的安全运营保障尚无成熟的经验和模式可借鉴，尤其是此类路段发生火灾和安全事故的控制预案，因其现场情况十分复杂，实施起来极其困难。此外，隧道监控系统的建设往往过于重视前期的设计，对后期运营管理的成本和实际维护等因素考虑较少，导致设计和后期的运营管理脱节，不能很好地发挥监控系统的功能和经济效益，给交通安全带来隐患[2]。针对这类情况，本文基于毕都高速公路特殊的长下坡桥隧相连的隧道群路段工程环境和施工特点，从该项目建设期开始介入，通过改进和升级相关施工设计方案，并制订专项应急保障预案，以提高该路段通车运营安全保障能力。

1 总体思路

从降低车辆行驶安全风验，保障长下坡隧道群路段车辆运行安全角度出发，在深沟隧道和耿家屋基隧道按规范要求设置了通风、照明、消防、监控设施，在此基础上，通过采取“隧道入口增加安全警示设施，升级隧道视频监控系统，隧道洞内增设LED诱导标志灯，改进隧道水消防供水系统，增设路基与隧道进口连接段交通安全设施”等措施来保障通车运营后隧道的安全运营管理，减少此类特殊路段的安全风险。同时，针对此路段制定专项安全保障预案，加强动态监控管理。

2 具体改进措施

2.1 隧道入口增加安全警示设施

在深沟和耿家屋基隧道入口设置洞口可变信息标志、交通信号灯、自动栏杆机、LED诱导报警装置等监控警示设施，以对行驶车辆起警示或引导作用。深沟隧道右线入口增加设施安装位置如图1所示。

图1 深沟隧道右线入口监控设施示意

2.2 隧道高清视频监控方案

隧道视频监控系统技术成熟，设备可靠，除了能实时、直观、准确地观察、监视隧道内的交通情况、车流密度及各种信号状态外，还能对隧道内的火灾报警信息、交通阻塞信息等异常事件予以确定，并能为有关单位事后分析处理事故提供直接依据[3]。为了让视频监控图像源更加清晰，更能真实地反映现场情况，对于深沟和耿家屋基2隧道洞内的监控采用720P标准高清摄像机。对2隧道洞口这些特殊区域，因既要保证监控范围广，又要保证紧急情况时实时显示和录制细节，故采用1 080P标准高清摄像机。下面以深沟隧道和俄脚隧道管理站为例，对其高清视频监控方案进行简要介绍。

深沟隧道监控摄像机输出高清码流，1～3路汇集接入工业以太网交换机，通过此类交换机组成的视频传输环网接入该隧道值守点的工业以太网交换机。俄脚隧道管理站管辖的几个隧道值守点其工业以太网交换机以星型组网方式接入隧道管理站千兆3层以太网交换机，并通过千兆3层以太网交换机接入通信系统综合业务接入网，利用接入网提供的通道传输至所属的上级六盘水片区监控中心[4]。深沟隧道和俄脚隧道管理站的高清视频传输如图2、图3所示。

2.3 全路段LED诱导灯方案

LED隧道诱导系统主要是为隧道内的行驶车辆提供主动式安全行驶诱导。安装在隧道两侧的LED诱导标志可指示道路的线形、车行道的边界等，可有效改善隧道路面边界的视觉光度效果，提高驾驶员对隧道路面的辨别能力，从而保障车辆行驶安全[5]。

图2 深沟隧道高清视频传输示意

图3 俄脚隧道管理站高清视频传输示意

在高速公路常规隧道入口及出口约300 m LED诱导灯间距按10～15 m布设，隧道洞内LED诱导灯间距按25～30 m布设。三家寨隧道至下寨隧道段长下坡隧道群涉及的6个隧道，其LED诱导灯间距全部按10～15 m布设；曲率半径≥1 000 m的曲线路段，LED诱导灯布设间距可按直线路段处理；曲率半径≤1 000 m的曲线路段，可减小诱导灯的布设间距，可按直线路段布设间距的50%～70%布置。常规隧道和深沟隧道LED诱导灯安装对比如图4所示。

2.4 消防系统稳高压供水方案

由于深沟隧道与耿家屋基隧道均为桥隧相接隧道，进出口位置海拔相差较大(深沟隧道为77.8 m，耿家屋基隧道为52.92 m)，且隧道口地势陡峭、地形复杂。因此，根据隧道现场地形情况，2座隧道消防供水系统采用稳高压给水系统方案，在实现消防功能的同时可降低建造成本，减少洞外消防管网，消除因项目所处高寒地区致洞外管道消防水可能凝冻的隐患，提高消防供水系统的稳定性。

稳高压供水系统包含消防水源、消防低位水池、稳压泵、隔膜气压罐、消防主泵、消防管网、消防水箱、液位计、压力表、压力控制器及消防控制柜等设施[6]。深沟隧道稳高压供水系统如图5所示。

图5 稳高压供水系统示意

根据JTG D70/2—2014《公路隧道设计规范》，隧道消防用水可采用市政自来水、地下水或地表水[7]。因深沟和耿家屋基2座隧道靠近云贵交界的主线收费站，而主线收费站引水采用市政自来水，因此，通过敷设消防引水管道至主线收费站，将市政自来水引入2座隧道的低位水池，保证隧道消防用水。

考虑到深沟和耿家屋基2座隧道进口侧高程高于出口侧高程，故将消防低位水池设置于进口侧，并在隧道内设置减压阀，以使隧道内最不利点满足消防设计要求。同时消防水池的容积除应能容纳隧道内1次消防用水量外，还应能容纳隧道内冲洗所需的调节用水量。因此，深沟隧道与耿家屋基隧道低位水池设计容量分别为500 m3和300 m3。

2.5 深沟隧道出口设置紧急避险道及相关交通安全设施

深沟隧道右线出口紧邻一处避险车道(相距170 m)，因此增设该避险车道的监控设施，包括1 080P高清摄像机、车辆检测器，同时还设置了紧急电话平台、保护使用人员安全的设施以及路灯，并按照GB T24969—2010《公路照明技术条件》相关要求在K1931+530、K1932+530、K1933+030处设置了3处避险车道预告标志。考虑到受隧道路段明暗视觉的影响，在避险车道入口前方路面增加了导向箭头和路面文字标记、轮廓标等，同时在2座隧道路面上设置了强制减速带。

在深沟和耿家屋基隧道入口和紧急停车带增设了以下交通安全设施：隧道入口前(50～250 m)设置“请开灯行驶”标志，如图6所示；隧道紧急停车带位置设置“紧急停车带位置提示”标志，如图7所示。

图6 隧道入口交通安全标牌示意

图7 隧道紧急停车带交通安全标牌

3 专项应急保障预案

高速公路隧道运营过程中的灾害包括自然灾害、交通事故、火灾，高速公路管理部门主要包括交警、路政、应急大队、区域运营管理中心等。对于毕都高速公路这一特殊路段，运营中心隧道管理部门应有效评价隧道路段运营安全状况，并采取有效措施进行运营安全管理，建立有效的监测预警系统[8]。同时还需制定专项应急保障预案，配备由消防、监控、电工等人员组成的专业班组，做好管辖路段隧道群的日常管理和突发事故应急救援工作。其日常管理和突发事故应急救援工作主要内容如下。

3.1 日常管理

隧道日常管理主要包括日常巡逻、监控设备维护、电力设施维护、故障车辆前期安全布控、清理路面障碍物以及隧道设施防盗等，并通过采取实时监控手段，与俄脚隧道管理站监控中心联动。

3.2 突发事故应急救援

当遇到突发性事件时，监控中心值班人员应根据现场反馈信息及时通知交警、消防、路政等有关部门，相关部门应统一协作地采取封闭道路、指挥车辆、反馈情况、调整灯光、变化情报板、变化信号灯等措施，防止次生灾害或2次事故发生。高速公路隧道事故应急救援主要针对交通异常事故和隧道火灾事故2大类事故。

3.2.1 交通异常事故

隧道内交通异常事故主要是由车辆追尾、翻覆、碰撞等所致，尚未引发火灾时，此类交通事故具体救援预案如下：

1) 接到报警时，监控人员通过视频检测系统和紧急电话报警信息初步判别事故类别，同时调取隧道视频图像判别是否发生2次事故等，并及时通知隧道管理人员尽快赶到事发地点现场查看，且对发生事故的隧道进行布控，对事故的性质、地点、人员伤亡等情况在第一时间反馈，通知交警、路政等单位。

2) 根据现场人员反馈信息和事故级别按照既定预案处理，如果是轻微事故，隧道半幅通行时，监控人员应通过洞口情报板发布“隧道事故，车辆慢行”的警示标语，并采取将交通信号灯切换至闪烁黄灯的警示状态，车道指示器切换至封道的红叉状态，洞口栏杆机下降以封闭事故车道等措施，同时将事故隧道监控视频切换至监视大屏轮询，密切注意车辆通行状况。如果已发生车辆堵塞，应立即封闭隧道，禁止一切车辆进入，防止2次事故发生，避免事态扩大。此外，需通过洞口情报板发布“隧道事故，车辆禁行”的警示标语，并采取将交通信号灯切换至红灯禁行状态并联动LED诱导灯声光报警装置，车道指示器双车道均切换至红叉状态，洞口栏杆机全部下降以封闭隧道进口等措施，并通知相关单位如收费站、监控中心等进行分流作业。

3.2.2 隧道火灾事故

隧道火灾主要是由交通事故和车辆自燃引发[9]。交通事故引发的火灾指因车辆在隧道内追尾、翻覆、碰撞等造成车辆或货物燃烧；车辆自燃指由于车辆本身电气短路或因刹车制动出现故障引起的车辆起火。火灾事故救援预案如下：

1) 火灾监测系统检测到自动报警、手动报警信号或监控值班人员接到紧急电话报警时，应立即调取对应位置点视频图像，初步判断是否有火灾事故发生，同时通知路段隧道管理所巡逻人员赶至事故现场进行2次确认。若发生了火灾事故，应立即通知交警、路政、消防等部门。监控人员按预案利用已有监控设施发布信息，如通过洞口情报板发布“隧道火灾，车辆禁行”的警示标语，并采取将交通信号灯切换至红灯状态并联动LED诱导灯声光报警装置，洞口广播持续播报“隧道封闭，禁止驶入”警示语音，车道指示器双车道均切换至红叉状态，洞口栏杆机全部下降以封闭隧道进口等措施，并通知相关单位如收费站、监控中心等进行分流作业。

2) 当火势较小时，隧道管理所消防员应充分利用隧道内的水消防栓和泡沫灭火器等消防设施积极灭火。当火势较大且无法控制时，应查看隧道被困车辆能否驶离现场，并积极指挥滞留车辆迅速离开现场，封闭隧道。此外，需根据现场情况关闭车行横洞防火卷帘门，等待专业消防人员进行联合施救。

3) 发生火灾后，根据情况通知监控人员将隧道内所有通风设施打开，尽可能将隧道火灾的危害程度降到最低。

当然，隧道管理部门还要建立高速公路相关单位联动应急预案，定期组织相关人员进行突发事件的应急演练，设想隧道区域可能发生的突发事件和地点，并制订更加详细的应急救援预案，分析事故现场容易忽视的细节，熟练掌握处理事故的要领，加强处理事故的能力，提高施救速度。

4 结束语

目前，随着我国高速公路网的不断建设和持续完善，长下坡桥隧相连隧道群特殊路段也不断增多。本文对毕都高速公路长下坡桥隧相连隧道群特殊路段建设期间施工方案改进和应急预案制定进行了阐述，指出当遇到类似特殊路段时，须仔细分析具体情况，并需根据现场条件，提高此类路段监控等级，采取升级监控设施，提高消防供水系统的稳定性，增设交通安全警示和诱导标志设施等措施，同时制定专项应急预案，做好应急演练，以实现对此类特殊路段的有效运营管理和应急保障。

[1]苏鹤俊，苏 勇，刘小明，等.罗富高速公路长下坡隧道群路段交通安全监控系统设计与实施[C]//2007中国高速公路隧道监控与运营管理技术研讨会论文集.西安：中国公路学会，2007：22-25.

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[5]杨红军，郭兴隆，陈晓利.主动发光LED诱导灯对公路隧道照明安全影响的研究[J].公路隧道，2009(4)：57-59.

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Design and Implementation of Highway Operation Safety System for Long Downhill Bridge-Tunnel-Connected Tunnel Group

LIU Chun,CHEN Shuai

This paper discusses the construction process and operation management requirements of electromechanical systems in the section of the bridge-tunnel-connected tunnels with long downhill slopes of Bijie-Duyun Highway in Guizhou Province,aiming at improving the safety management capability and reducing the safety risk of such special road sections. This paper improves construction plane based on the engineering environment and construction characteristics and makes a systematic study on how to improve the safety of this special road section during the operation period and makes a special plan to provide some reference for similar new construction or renovation project.

highway; long downhill slope; tunnel group; operation safety system

10.13607/j.cnki.gljt.2016.06.032

交通运输部科技项目(2012318352100)

2016-08-31

刘 春(1985-)，男，四川省南充市人，本科，工程师。

1009-6477(2016)06-0148-06

U491.5

A