■周祖臻

（福建交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

引言

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國已成為世界上隧道工程最多，發(fā)展最快的國家。隨著公路隧道建設(shè)的不斷深入，隧道能耗問題也逐漸引起重視。2014年5 月，交通運(yùn)輸部發(fā)布了《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D70/2-01-2014），于2014 年8 月1 日正式實(shí)施，對(duì)規(guī)范我國公路隧道照明設(shè)計(jì)行為起到了積極的作用。本文以湄重高速公路岐山隧道為工程背景，結(jié)合湄重高速公路岐山隧道工程實(shí)際情況，分別參考《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》（以下簡稱新《細(xì)則》）與《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡稱舊《規(guī)范》）對(duì)湄重高速公路岐山隧道進(jìn)行了照明設(shè)計(jì)。并通過新舊規(guī)范的照明設(shè)計(jì)對(duì)比，探討兩本規(guī)范的主要改進(jìn)之處及主要修訂內(nèi)容，亦為同類工程的照明設(shè)計(jì)提供了參考。

1 工程概況

湄重高速公路岐山隧道全長8041.5m，其中左線長度為8039m，右線長度為8044m，為雙洞三車道單向行車，左線行車方向進(jìn)口為端墻式洞口，右線行車方向進(jìn)口為削竹式洞口。行車方向進(jìn)口800m 路段為瀝青路面，其他路段為水泥路面，照明設(shè)計(jì)計(jì)算行車速度為80km/h。因端墻式洞口與削竹式洞口僅在洞外亮度的取值不同，其余計(jì)算公式均相同。故本工程僅選取左線行車方向進(jìn)口即端墻式洞口為工程背景。

2 設(shè)計(jì)過程

2.1 燈具選擇及布設(shè)方式

隧道照明系統(tǒng)中的照明燈具不僅需要滿足特定隧道環(huán)境對(duì)光通量、壽命、光效、顯色、光衰減以及色溫方面的要求，同時(shí)要確保隧道中具有良好的能見度，以降低車輛安全事故的發(fā)生幾率。高壓鈉燈具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，故本隧道所有照明燈均采用高光效高壓鈉燈。其采用的各型燈具的功率和光源光通量如表1 所示。

表1 燈具技術(shù)指標(biāo)

目前，我國隧道布燈的方式主要有中央布置，對(duì)稱布置，交錯(cuò)布置。《細(xì)則》中3.0.11 指出：照明燈具的布置宜采用中線布置、中線偏側(cè)形式，也可采用兩側(cè)交錯(cuò)和兩側(cè)對(duì)稱等形式。文獻(xiàn)〔2〕表明：中央布燈方式的路面照度、亮度及亮度均勻度最高，照明效果最好。故本隧道基本照明采用中間布燈的方式。其剖面圖如圖1所示。

圖1 湄重高速公路岐山隧道洞內(nèi)燈具安裝剖面圖

2.2 隧道各照明段的劃分以及亮度要求

隧道各照明段亮度計(jì)算要先確認(rèn)洞外亮度的值L20(S)。洞外亮度L20(S)是指在公路隧道接近段起點(diǎn)S處，距地面1.5m 高、正對(duì)洞口方向20°視場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的平均亮度。通常在隧道照明施工圖設(shè)計(jì)階段，無法對(duì)洞外亮度進(jìn)行實(shí)測(cè)，舊《規(guī)范》和新《細(xì)則》中，都只是提出了隧道洞外亮度的設(shè)計(jì)建議值。根據(jù)福建省高速公路總指揮部對(duì)福建高速公路大量已完工隧道進(jìn)行實(shí)測(cè)得出的結(jié)論，福建省高速公路時(shí)速80km/h 隧道，洞外亮度均按照端墻式洞口3500cd/m2，削竹式3000cd/m2來取值。隧道各照明段的劃分以及亮度要求是新《細(xì)則》較舊《規(guī)范》改動(dòng)較大的地方，具體對(duì)比與設(shè)計(jì)如下：

2.2.1 入口段照明

新《細(xì)則》調(diào)整了入口段照明要求，將入口段劃分為兩個(gè)照明段。對(duì)第二個(gè)照明段的亮度系數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。具體的設(shè)計(jì)如表2 所示。

表2 入口段平均亮度要求對(duì)比

表2 所述公式中k 為入口段亮度折減系數(shù)，《細(xì)則》新增了行車速度為120km/h 情況下的系數(shù)，其余基本不變。本工程按行車速度80km/h 以及三車道單向行車的設(shè)計(jì)交通量取值為0.025。L20(S) 為洞外亮度，洞外亮度均按照端墻式洞口3500cd/m2，削竹式3000cd/m2來取值。Ds 為照明停車視距，本隧道按行車速度80km/h 以及縱坡-1%取值為103m。h 為隧道凈高，本隧道凈高為8m。

2.2.2 過渡段照明

對(duì)于過渡段，新舊規(guī)范均劃分成三段，但是平均亮度要求有所不同。鑒于入口段分為兩個(gè)照明段，新《細(xì)則》對(duì)過渡段的三個(gè)照明段的亮度有所降低。具體如下表3 所示。

表3 過渡段平均亮度要求對(duì)比

2.2.3 中間段照明

對(duì)于中間段照明，新《細(xì)則》整體亮度均有下降，如本工程行車速度為80km/h 時(shí)，中間段的亮度要求在舊《規(guī)范》中為2 cd/m2，而在新《細(xì)則》中降為1.5 cd/m2。另外，新《細(xì)則》考慮到通過隧道的行車時(shí)間超過135s 時(shí)，機(jī)動(dòng)車駕駛員有充分的適應(yīng)時(shí)間，故對(duì)以單向交通且以設(shè)計(jì)速度通過隧道的行車時(shí)間超過135s 時(shí)的特長隧道中間段進(jìn)行了分段。其中間段第二照明段亮度可適當(dāng)降低。

2.2.4 出口段照明

同入口段一樣，新《細(xì)則》調(diào)整了出口段照明要求，將出口段劃分為兩個(gè)照明段。對(duì)第二個(gè)照明段的亮度系數(shù)進(jìn)行了調(diào)整。具體的設(shè)計(jì)如表4 所示。

表4 出口段平均亮度要求對(duì)比

2.3 照明控制

岐山隧道的照明控制采用人工手動(dòng)控制與自動(dòng)控制相結(jié)合。由不同的照明線路實(shí)線調(diào)光，照明燈具開啟時(shí)間根據(jù)不同季節(jié)，不同氣候調(diào)整，具體如表5 所示：

表5 各工況下的燈具工作狀態(tài)

2.4 整體設(shè)計(jì)及分析

新《細(xì)則》明確了在無實(shí)測(cè)條件時(shí)，隧道平均亮度與平均照度間的換算系數(shù)為瀝青路面取15lx/(cd·m)，水泥混凝土路面取10 lx/(cd·m)。綜上所述，本隧道分別按舊《規(guī)范》和新《細(xì)則》設(shè)計(jì)的各照明長度以及光源功率配置圖如圖3 所示。具體的對(duì)比如表6 所示。

圖3 湄重高速公路岐山隧道各照明段長度及光源功率配置圖

表6 湄重高速公路岐山隧道新舊規(guī)范下照明設(shè)計(jì)對(duì)比

從圖3 以及表6 的數(shù)值可以看出：新《細(xì)則》與原規(guī)范的設(shè)計(jì)結(jié)果相比，每個(gè)照明區(qū)段的燈具數(shù)量和總功率都有所降低?？偟膩碚f，新《細(xì)則》與舊《規(guī)范》相比主要修改之處在于對(duì)隧道入口段與出口段照明進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，過渡段的照明系數(shù)與中間段的亮度取值比現(xiàn)行規(guī)范有所降低。采用 《細(xì)則》的方法所用燈具數(shù)量為1363 盞,可比原方案1490 盞減少近10%，耗電功率從173kW 降為120kW，減少了近30%。由此可見，新《細(xì)則》的設(shè)計(jì)在滿足隧道行車照明需求保證照明安全的同時(shí)，減少了設(shè)備數(shù)量和照明能耗，從而使隧道運(yùn)營成本也隨之減少。

3 結(jié)論

本文根據(jù)《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》對(duì)湄重高速公路岐山隧道進(jìn)行了照明設(shè)計(jì)，為同類工程在如何選擇照明參數(shù)、隧道燈具和各照明段亮度、長度、控制方法提供了參考。同時(shí)，文章通過與原規(guī)范的照明設(shè)計(jì)對(duì)比，比較了兩本規(guī)范的主要改進(jìn)之處及主要修訂內(nèi)容。新《細(xì)則》與原規(guī)范的相比主要修改處在于：入口段與出口段照明進(jìn)行分兩段設(shè)置，過渡段的照明系數(shù)與中間段的亮度取值比現(xiàn)行規(guī)范有所降低。新《細(xì)則》的設(shè)計(jì)在滿足隧道行車照明需求保證照明安全的同時(shí)，減少了隧道燈具數(shù)和照明能耗，從而使隧道運(yùn)營成本也隨之減少了，達(dá)到了節(jié)能的目的。

［1］項(xiàng)小強(qiáng)，李偉平.對(duì)現(xiàn)行《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范中》兩個(gè)問題的探討［J］.公路,2009:256-258

［2］范士娟，楊超.布燈方式對(duì)隧道照明的影響［J］.井岡山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013:50-53.

［3］JTG/T D70/2-02-2014,公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則［S］.中華人民共和國交通運(yùn)輸部,2014.

［4］JTJ 026.1-1999，公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:人民交通出版社，2000.