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2011年公路隧道安全设计与运营管理暨水下隧道建设技术国际会议心得

作者:罗国栋    部门:隧道分公司    发表日期:2011-07-08    浏览次数:15298

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尊敬的各位领导:
    非常荣幸能够代表参加2011年公路隧道安全设计与运营管理暨水下隧道建设技术国际会议的同事及代表雁门关隧道考察小组对这次会议及考察的情况做一简要汇报。
    下面先汇报3月份参加的国际隧道会议的情况。
    2011年公路隧道安全设计与运营管理暨水下隧道建设技术国际会议于2011年3月25日在厦门大学召开,会议由中国公路学会隧道工程分会、世界道路协会隧道技术委员会(PIARC,C4)共同主办,国家山区公路工程技术研究中心协办、厦门路桥建设有限公司和厦门大学建筑与土木工程学院共同承办。
    会议邀请了国内外许多在公路隧道安全运营、水下隧道建设方面经验丰富的专家,我们也有幸与会。
    会议主要介绍和讨论了欧洲、加拿大、澳大利亚及国内山东、广东、陕西、福建等地一些典型公路隧道的安全运营经验及水下隧道的建设技术。
    下面,选取五个对隧道安全运营和节能有直接影响的题材进行简要的汇报,供各位领导和同事参考。
加拿大魁北克省的隧道安全运营体系有以下特点
(一)魁北克省交通部为保证隧道的安全运营,建立了一个较为完善的风险评估体系,其中包括四个部分:基础设施、车辆、操作、用户。
(二)隧道的全面维护有多学科的团队来支撑,涉及维护、项目管理、结构工程、电力基础设施、通风、排水、交通管理、操作程序、安全及紧急服务。
(三)魁北克省交通部对于风险评估有两个基本的方法,传统的方式是按照相关规定和规范进行隧道的设计,但这些规定和规范也存在着弊端,并不一定能符合实际的需求。当隧道中发生的事故超过了现有的经验范围,这种弊端就更为明显。即便隧道完美地达到了规范要求,依然会有一些风险无法避免。
另一种方法是基于风险的评估方法。对单个隧道进行有组织、统一和透明的评估,包括对每个隧道的具体情况及相关影响因素的考虑,这些相关影响因素的关系及可能的后果。
这些相关影响因素主要由专家和用户来确定。
这两个方法应该互补,应用在风险评估的整个过程中。
风险评估中风险分析是最重要的(这个风险是否能够接受,经济成本最佳化),有不同的方法、情景,进行定性或定量的分析。这取决于我们能够获得足够的资源。
 
二、法国公路隧道安全管理方式
法国拥有大量的公路隧道,且其中的一部分已经运营很多年。历史上,法国公路隧道发生过两起非常大的火灾事故,一次造成39人死亡,一次造成12人死亡。
有鉴于此,法国公路隧道研究中心认为安全是公路隧道的基础并是一项长期性的任务。法国对境内所有超过1000米的隧道都进行了安全检查;对超过300米的隧道的安全运营进行研究;制订了新的安全制度和法律。
在法国有一个废弃的公路隧道,研究中心利用这个废弃的隧道进行了各种公路隧道突发事件处理方法的研究工作。
经过多次实验和论证,研究中心在会议上提出以下观点:
(一)应有一个独立的隧道管理者参与隧道从设计、建设直到运营的全过程;并负责隧道运营阶段的日常安全管理。
这个管理者可以是个人,也可以是机构。并由隧道所有人参与。
(二)应确保所有的安全措施都被落实,隧道的各方面安全状态应被全面掌握。
(三)应设立安全专员或官员,他有权利为保证安全限制隧道的运营措施,并可以向国家或地方的安全委员会提供自己的建议;可以由隧道拥有者提名,但必须是独立的;负责所有安全预防措施和安全处置措施的制订和实施;负责防灾演练、灾害风险评估及意外事件处置。
安全专员是非常重要的角色,在必要时可以对隧道运营采取强制性措施。在法国,这一职务有时也由隧道员工或顾问来担任,且只应用于长度超过500米的隧道中。
(四)由隧道管理者、行政当局、国家/地方安全委员会、独立的专家、紧急事务服务机构、安全专员等六方共同负责隧道的安全。其关系如下图:
 
(五)编纂安全文档
安全文档由隧道管理者完成,包括所有的安全预防措施、安全保卫措施及所有重要的安全信息。
安全文档是所有隧道安全管理者的交流工具,是安全工作的基础。
根据隧道的不同状态(动工前、通车前、重大灾害导致的重修后、改建后),安全文档应被重新设计和授权。
安全文档应随时更新,保证安全文档的及时性和有效性。
 
三、中国广州龙头山隧道照明节能技术
龙头山隧道按上下行分离单洞四车道型式布置,左线长1010m,右线长1006m。龙头山隧道隧道净宽18m,高8.95m。采用三心圆净空断面,结构扁平率为0.43,属于国内典型的大断面高速公路隧道。其参数如下:
该隧道采用可无级调控亮度的LED灯照明,照明参数采用实测洞外亮度值,并加大了灯具的安装密度。
各照明区段分布如下:
安装完成后,其各区段的照明亮度都超过了设计指标。
安装LED灯具与安装高压钠灯的经济性分析:
但也应注意以下问题:
(一)大断面公路隧道横向容易产生眩光,为了避免眩光的出现,对于入口段、过渡段和出口段,灯具布设高度不宜低于5.5m。
(二)为了满足隧道横向均匀度指标,中间段LED灯具布设高度不宜小于6m。
(三)大断面公路隧道净高和净宽较大,而LED光源较高压钠灯穿透率较低,所以在隧道入口段和出口段宜采用双侧壁对称布置方式,其中单侧灯具宜采用双排布设方式。
 
应该说,LED灯具照明相比高压钠灯的确存在某些优势,这对于承受越来越大的节能减排压力的终南山隧道有一定的借鉴意义。但上文中提到的具体数字并未经过第三方的正式,需要注意。
 
四、澳大利亚近年来通风系统的发展
澳大利亚的高速公路总长度约为2175公里,其中9.3%为隧道。纵向通风方式的隧道占总隧道长度的61%。
(一)澳大利亚隧道的安全改良措施
1999年5月29日凌晨5点,在等待信号灯时,某隧道发生一起追尾事故,事故引发大火,造成8人死亡,50人受伤。隧道为此关闭了3个月。
此次事故后,公路隧道的通行安全受到了极大的重视。
从2001年起,基于科学研究的减灾研究和减灾措施被大量开展和落实。到目前,已经投入了40亿欧元。
主要采取了以下措施:
为所有的单洞隧道修建了另一个隧道;
修建了新的或额外的安全出口;
改进通风系统;
增强紧急出口的可见度,如安装绿色LED灯;
增加LED道路轮廓标;
6、在隧道顶部安装火灾报警光缆;
7、在长大隧道中每隔800米-1000米安装一氧化碳检测仪及能见度检测仪;
8、推广纵向式通风方式的应用;
9、视频烟感系统;
10、车流量检测。
(二)通风系统方面的改进
1、在隧道顶部安装最小达到120立方米每秒通风能力的通风闸,通风闸最大距离不超过110米;
2、增大通风系统能力,使其通风能力达到120立方米每秒;
3、通风系统的所有组成部分(如通风闸、射流风机、轴流风机)必须能够在400℃下工作2小时;
4、配备大功率的轴流风机,如在某个6600米的隧道中使用了4台850KW和4台570KW的轴流风机;
5、射流风机及其它通风系统必须具备极高的耐腐蚀性;
6、通风设备增加额外的加固措施。
(三)火灾报警及初期处理
1、火灾报警可以通过以下途径:
感温光纤
视频烟感系统
隧道运营方的员工手动报警
其它报警手段
2、初期处理
在接到报警后,火灾救援程序将被监控系统自动启动。
交通控制系统负责通过监控系统来调节火灾现场的照明;
通风系统切换到火灾模式,并提供排烟的路径;
监控中心的员工立即掌握现场情况,并向紧急事务服务机构报警。
(四)通风系统在火灾救援中的应用
1、火灾发生时,距离火灾现场最近的通风闸被打开,其余通风闸被关闭;排风机以最大功率工作,保证烟雾以不低于120立方米每秒被排出。
在单洞隧道中,烟雾被射流风机排出,隧道中的风速应保持在1.5米每秒到2.0米每秒之间,以尽可能减少紧急通道或避难通道的烟雾。
在双洞隧道中,隧道中的风速应保持在1.0米每秒到1.5米每秒之间(步行速度),以保证紧急通道或避难通道中没有烟雾。
2、决定排烟方向的标准有以下几条:
(1)       火灾点位置;
(2)       车流量的主要方向;
(3)       隧道中自然风的方向;
(4)       射流风机的主要风向。
3、为提高火灾时通风效果,还应注意以下几点:
(1)       额外安装射流风机;
(2)       使用连续的射流风机进行排烟;
(3)       在隧道中安装特制的布帘来隔绝火灾现场;
(4)       在隧道中注入新鲜的空气。
4、布帘系统的应用
布帘系统被应用在某个5100米的隧道中。火灾时,布帘从隧道顶部落下用来阻滞火灾点的空气流动。
在布帘落下前会有几分钟时间的延迟,以保证司乘人员有足够的时间离开隧道或火灾点。
每个点上有4行布帘,以增加阻滞空气流动的能力;每行间隔50米。
布帘是用玻璃纤维为材料织成的,以保证车辆或人员在通过布帘时不会受到伤害。
这种材料能够承受1000摄氏度以上的高温。
这一系统广泛应用于澳大利亚的公路隧道中。
 
五、澳大利亚隧道喷淋试验研究
澳大利亚和日本是世界上唯一两个在交通繁忙的城市隧道中安装水喷淋系统的国家。
(一)安装水喷淋系统的优点
1、隧道内安装了水喷淋系统之后,日本在40年内,澳大利亚在20年内,没有发生过恶性火灾事故;
2、隧道受到的伤害被最小化了;
3、在灾害后,隧道可以更快地恢复正常运营;
4、降低发生大型火灾的可能性;
5、缩小了火灾扩散的面积;
6、因此也降低了隧道结构受到的伤害;
7、如果操作正确而迅速,能够增加隧道用户的安全;
8、费用低。
因此,如果安装了水喷淋系统,只需要更小规模的防灾救援系统,在火灾时,也只需要启动更小规模的通风系统了。
(二)水喷淋系统的功能
每30米安装一套水喷淋系统,可选择安装在路肩、隧道侧墙上部等位置。发生火情时,临近的3套水喷淋系统都会被激活。就是说,可以形成一个90米区域的隔断。每平方米将有10毫米的喷淋液被喷出。
这个系统可以24小时工作,部分是自动控制的,部分是手动控制的。
根据测试,火灾时,装有水喷淋系统的隧道,车辆表面温度不超过270摄氏度。而没有水喷淋系统的隧道,车辆表面温度将超过420摄氏度。
(三)水喷淋系统的作用
1、降低火灾现场每分钟火势的增长;
2、保证在紧急事务服务机构到达前,火势尽可能小;
3、隧道用户能够及时逃离。
 
以上就是2011年公路隧道安全设计与运营管理暨水下隧道建设技术国际会议的简单汇报,谢谢各位领导。

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