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2011年公路隧道安全設計與運營管理暨水下隧道建設技術國際會議心得

作者:羅國棟    部門:隧道分公司    發表日期:2011-07-08    瀏覽次數:16477

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尊敬的各位領導:
    非常榮幸能夠代表參加2011年公路隧道安全設計與運營管理暨水下隧道建設技術國際會議的同事及代表雁門關隧道考察小組對這次會議及考察的情況做一簡要匯報。
    下面先匯報3月份參加的國際隧道會議的情況。
    2011年公路隧道安全設計與運營管理暨水下隧道建設技術國際會議于2011年3月25日在廈門大學召開,會議由中國公路學會隧道工程分會、世界道路協會隧道技術委員會(PIARC,C4)共同主辦,國家山區公路工程技術研究中心協辦、廈門路橋建設有限公司和廈門大學建筑與土木工程學院共同承辦。
    會議邀請了國內外許多在公路隧道安全運營、水下隧道建設方面經驗豐富的專家,我們也有幸與會。
    會議主要介紹和討論了歐洲、加拿大、澳大利亞及國內山東、廣東、陜西、福建等地一些典型公路隧道的安全運營經驗及水下隧道的建設技術。
    下面,選取五個對隧道安全運營和節能有直接影響的題材進行簡要的匯報,供各位領導和同事參考。
加拿大魁北克省的隧道安全運營體系有以下特點
(一)魁北克省交通部為保證隧道的安全運營,建立了一個較為完善的風險評估體系,其中包括四個部分:基礎設施、車輛、操作、用戶。
(二)隧道的全面維護有多學科的團隊來支撐,涉及維護、項目管理、結構工程、電力基礎設施、通風、排水、交通管理、操作程序、安全及緊急服務。
(三)魁北克省交通部對于風險評估有兩個基本的方法,傳統的方式是按照相關規定和規范進行隧道的設計,但這些規定和規范也存在著弊端,并不一定能符合實際的需求。當隧道中發生的事故超過了現有的經驗范圍,這種弊端就更為明顯。即便隧道完美地達到了規范要求,依然會有一些風險無法避免。
另一種方法是基于風險的評估方法。對單個隧道進行有組織、統一和透明的評估,包括對每個隧道的具體情況及相關影響因素的考慮,這些相關影響因素的關系及可能的后果。
這些相關影響因素主要由專家和用戶來確定。
這兩個方法應該互補,應用在風險評估的整個過程中。
風險評估中風險分析是最重要的(這個風險是否能夠接受,經濟成本最佳化),有不同的方法、情景,進行定性或定量的分析。這取決于我們能夠獲得足夠的資源。
 
二、法國公路隧道安全管理方式
法國擁有大量的公路隧道,且其中的一部分已經運營很多年。歷史上,法國公路隧道發生過兩起非常大的火災事故,一次造成39人死亡,一次造成12人死亡。
有鑒于此,法國公路隧道研究中心認為安全是公路隧道的基礎并是一項長期性的任務。法國對境內所有超過1000米的隧道都進行了安全檢查;對超過300米的隧道的安全運營進行研究;制訂了新的安全制度和法律。
在法國有一個廢棄的公路隧道,研究中心利用這個廢棄的隧道進行了各種公路隧道突發事件處理方法的研究工作。
經過多次實驗和論證,研究中心在會議上提出以下觀點:
(一)應有一個獨立的隧道管理者參與隧道從設計、建設直到運營的全過程;并負責隧道運營階段的日常安全管理。
這個管理者可以是個人,也可以是機構。并由隧道所有人參與。
(二)應確保所有的安全措施都被落實,隧道的各方面安全狀態應被全面掌握。
(三)應設立安全專員或官員,他有權利為保證安全限制隧道的運營措施,并可以向國家或地方的安全委員會提供自己的建議;可以由隧道擁有者提名,但必須是獨立的;負責所有安全預防措施和安全處置措施的制訂和實施;負責防災演練、災害風險評估及意外事件處置。
安全專員是非常重要的角色,在必要時可以對隧道運營采取強制性措施。在法國,這一職務有時也由隧道員工或顧問來擔任,且只應用于長度超過500米的隧道中。
(四)由隧道管理者、行政當局、國家/地方安全委員會、獨立的專家、緊急事務服務機構、安全專員等六方共同負責隧道的安全。其關系如下圖:
 
(五)編纂安全文檔
安全文檔由隧道管理者完成,包括所有的安全預防措施、安全保衛措施及所有重要的安全信息。
安全文檔是所有隧道安全管理者的交流工具,是安全工作的基礎。
根據隧道的不同狀態(動工前、通車前、重大災害導致的重修后、改建后),安全文檔應被重新設計和授權。
安全文檔應隨時更新,保證安全文檔的及時性和有效性。
 
三、中國廣州龍頭山隧道照明節能技術
龍頭山隧道按上下行分離單洞四車道型式布置,左線長1010m,右線長1006m。龍頭山隧道隧道凈寬18m,高8.95m。采用三心圓凈空斷面,結構扁平率為0.43,屬于國內典型的大斷面高速公路隧道。其參數如下:
該隧道采用可無級調控亮度的LED燈照明,照明參數采用實測洞外亮度值,并加大了燈具的安裝密度。
各照明區段分布如下:
安裝完成后,其各區段的照明亮度都超過了設計指標。
安裝LED燈具與安裝高壓鈉燈的經濟性分析:
但也應注意以下問題:
(一)大斷面公路隧道橫向容易產生眩光,為了避免眩光的出現,對于入口段、過渡段和出口段,燈具布設高度不宜低于5.5m。
(二)為了滿足隧道橫向均勻度指標,中間段LED燈具布設高度不宜小于6m。
(三)大斷面公路隧道凈高和凈寬較大,而LED光源較高壓鈉燈穿透率較低,所以在隧道入口段和出口段宜采用雙側壁對稱布置方式,其中單側燈具宜采用雙排布設方式。
 
應該說,LED燈具照明相比高壓鈉燈的確存在某些優勢,這對于承受越來越大的節能減排壓力的終南山隧道有一定的借鑒意義。但上文中提到的具體數字并未經過第三方的正式,需要注意。
 
四、澳大利亞近年來通風系統的發展
澳大利亞的高速公路總長度約為2175公里,其中9.3%為隧道。縱向通風方式的隧道占總隧道長度的61%。
(一)澳大利亞隧道的安全改良措施
1999年5月29日凌晨5點,在等待信號燈時,某隧道發生一起追尾事故,事故引發大火,造成8人死亡,50人受傷。隧道為此關閉了3個月。
此次事故后,公路隧道的通行安全受到了極大的重視。
從2001年起,基于科學研究的減災研究和減災措施被大量開展和落實。到目前,已經投入了40億歐元。
主要采取了以下措施:
為所有的單洞隧道修建了另一個隧道;
修建了新的或額外的安全出口;
改進通風系統;
增強緊急出口的可見度,如安裝綠色LED燈;
增加LED道路輪廓標;
6、在隧道頂部安裝火災報警光纜;
7、在長大隧道中每隔800米-1000米安裝一氧化碳檢測儀及能見度檢測儀;
8、推廣縱向式通風方式的應用;
9、視頻煙感系統;
10、車流量檢測。
(二)通風系統方面的改進
1、在隧道頂部安裝最小達到120立方米每秒通風能力的通風閘,通風閘最大距離不超過110米;
2、增大通風系統能力,使其通風能力達到120立方米每秒;
3、通風系統的所有組成部分(如通風閘、射流風機、軸流風機)必須能夠在400℃下工作2小時;
4、配備大功率的軸流風機,如在某個6600米的隧道中使用了4臺850KW和4臺570KW的軸流風機;
5、射流風機及其它通風系統必須具備極高的耐腐蝕性;
6、通風設備增加額外的加固措施。
(三)火災報警及初期處理
1、火災報警可以通過以下途徑:
感溫光纖
視頻煙感系統
隧道運營方的員工手動報警
其它報警手段
2、初期處理
在接到報警后,火災救援程序將被監控系統自動啟動。
交通控制系統負責通過監控系統來調節火災現場的照明;
通風系統切換到火災模式,并提供排煙的路徑;
監控中心的員工立即掌握現場情況,并向緊急事務服務機構報警。
(四)通風系統在火災救援中的應用
1、火災發生時,距離火災現場最近的通風閘被打開,其余通風閘被關閉;排風機以最大功率工作,保證煙霧以不低于120立方米每秒被排出。
在單洞隧道中,煙霧被射流風機排出,隧道中的風速應保持在1.5米每秒到2.0米每秒之間,以盡可能減少緊急通道或避難通道的煙霧。
在雙洞隧道中,隧道中的風速應保持在1.0米每秒到1.5米每秒之間(步行速度),以保證緊急通道或避難通道中沒有煙霧。
2、決定排煙方向的標準有以下幾條:
(1)       火災點位置;
(2)       車流量的主要方向;
(3)       隧道中自然風的方向;
(4)       射流風機的主要風向。
3、為提高火災時通風效果,還應注意以下幾點:
(1)       額外安裝射流風機;
(2)       使用連續的射流風機進行排煙;
(3)       在隧道中安裝特制的布簾來隔絕火災現場;
(4)       在隧道中注入新鮮的空氣。
4、布簾系統的應用
布簾系統被應用在某個5100米的隧道中。火災時,布簾從隧道頂部落下用來阻滯火災點的空氣流動。
在布簾落下前會有幾分鐘時間的延遲,以保證司乘人員有足夠的時間離開隧道或火災點。
每個點上有4行布簾,以增加阻滯空氣流動的能力;每行間隔50米。
布簾是用玻璃纖維為材料織成的,以保證車輛或人員在通過布簾時不會受到傷害。
這種材料能夠承受1000攝氏度以上的高溫。
這一系統廣泛應用于澳大利亞的公路隧道中。
 
五、澳大利亞隧道噴淋試驗研究
澳大利亞和日本是世界上唯一兩個在交通繁忙的城市隧道中安裝水噴淋系統的國家。
(一)安裝水噴淋系統的優點
1、隧道內安裝了水噴淋系統之后,日本在40年內,澳大利亞在20年內,沒有發生過惡性火災事故;
2、隧道受到的傷害被最小化了;
3、在災害后,隧道可以更快地恢復正常運營;
4、降低發生大型火災的可能性;
5、縮小了火災擴散的面積;
6、因此也降低了隧道結構受到的傷害;
7、如果操作正確而迅速,能夠增加隧道用戶的安全;
8、費用低。
因此,如果安裝了水噴淋系統,只需要更小規模的防災救援系統,在火災時,也只需要啟動更小規模的通風系統了。
(二)水噴淋系統的功能
每30米安裝一套水噴淋系統,可選擇安裝在路肩、隧道側墻上部等位置。發生火情時,臨近的3套水噴淋系統都會被激活。就是說,可以形成一個90米區域的隔斷。每平方米將有10毫米的噴淋液被噴出。
這個系統可以24小時工作,部分是自動控制的,部分是手動控制的。
根據測試,火災時,裝有水噴淋系統的隧道,車輛表面溫度不超過270攝氏度。而沒有水噴淋系統的隧道,車輛表面溫度將超過420攝氏度。
(三)水噴淋系統的作用
1、降低火災現場每分鐘火勢的增長;
2、保證在緊急事務服務機構到達前,火勢盡可能小;
3、隧道用戶能夠及時逃離。
 
以上就是2011年公路隧道安全設計與運營管理暨水下隧道建設技術國際會議的簡單匯報,謝謝各位領導。

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