淺談寧波甬江水底隧道機電工程

中圖分類號：TU 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O8-0131-01

寧波甬江水底隧道位于浙江省寧波鎮海的甬江入海口，為單孔雙車道汽車隧道，全長1019米，其中水下段420米，是我國第一條用“沉管法”修建在軟土地基上的大型水底交通隧道。1995年11月8日建成通車，甬江隧道的建成，打破了江河通道橋梁一統天下的局面，是我國交通事業發展的一個里程碑。

甬江隧道在安全運營11年后，出現沉管裂縫、引道結構裂縫及滲漏水、機電設備老化等情況，于2007年底對隧道土建設施進行了大修施工，并對通風、照明等機電系統進行了全面升級改造。通過大修工程的實施，改善了隧道的運營條件，提高了隧道結構的安全性和耐久性。我作為機電施工的負責人，有幸參與了甬江水底隧道大修工程的建設。

甬江水底隧道機電工程采用了國內比較先進的機電設備，以實用、可靠、合理為基本原則，中央控制系統及現場各子系統均具有自動與手動操作功能。隧道機電設施由：交通監控系統、火災檢測與報警系統、有線廣播系統、閉路電視監視系統、通風及照明檢測控制系統等系統組成。各系統間的聯系由中央控制管理系統完成。現將各系統簡單介紹如下：

1、交通監控系統：

甬江隧道工程的交通控制與誘導系統采用二級控制模式。中央控制室為一級控制機構，二級控制由隧道內的區域控制機完成。各單元間通過工業以太網進行信息傳遞。

為保證車輛在隧道內按道行駛，提高通行能力，設置了車道指示器、可變限速標志、可變情報板、COVI探測器、CCTV攝像機及車輛超高探測器等交通檢測控制與誘導設施。

在隧道的入口處設置可變限速標志、F型懸臂式式可變情報板。在隧道進出洞口各設置1組線圈式車輛檢測器作為交通流量檢測設備。隧道內間隔250米左右設置一組雙面式車道指示器，作為隧道內車輛交通誘導設施。

隧道監控系統采用工業以太網設備組成超級冗余環，各區域控制器與中央控制系統的計算機之間，通過冗余光纖環網進行信息交換，實現各子系統與區域控制器、服務器間的互聯，構成統一、開放、可靠、安全的局域網。各子系統之間通過VLAN（虛擬局域網）進行安全隔離。

交通區域控制機實時采集信息，傳至中央控制室的監控計算機，對檢測到的信息發出指令，控制可變限速標志、可變情報板、信號燈等外場設備，根據需要合理引導交通。甬江水底隧道的區域控制器的PLC（可編程控制器），采用歐姆龍CJ系列的PLC，經安裝后的四年運行，設備安全可靠。

線圈車輛檢測器分別設置在隧道出入口和隧道內。環形線圈埋設在路面中，并與環形線圈檢測器相連，當車輛通過環形線圈時引起磁通路電感的變化對車輛進行檢測，并將處理后的數據通過區域控制器，傳至中央控制室的監控計算機。車道指示器、可變限速標志、懸臂式可變情報板與區域控制器連接，由中央控制室的監控計算機控制。車道控制器為紅叉，綠箭頭燈二顯示，紅叉燈為禁止信號，綠箭頭燈為通行信號。

2、火災檢測與報警系統

公路隧道在運營過程中，如遇火災發生或其他因素造成隧道主體工程損壞，損失巨大。火災檢測與報警系統能及時發現隧道內異常狀態的發生，快速組織救援，最大限度地減少損失。甬江水底隧道采用能鎂公司的R23Z型的雙波長火焰探測器。它的特點是：以火焰探測為主，穩定性好，對火光的探測靈敏度高，響應快。

3、有線廣播系統

有線廣播系統是在隧道內出現緊急情況時，中央控制室調度人員向隧道內行車司乘人員發布信息，組織疏導車輛及人員。甬江水底隧道的有線廣播系統設置連續廣播音區，隧道值班員可在中央控制室對整個隧道的揚聲器進行開關控制，根據需要進行分區播音，且可靠性高，操作簡便、反映迅速、使用壽命長。

4、閉路電視監視系統

閉路電視監視設施用于隧道的交通控制和監視。甬江水底隧道的閉路電視監視系統有攝像機、視頻光端機、云臺、矩陣切換控制器、監視器、硬盤錄像機等組成，傳輸光纜采用單模光纖。整個隧道安裝18臺攝像機，其中隧道內布置9臺三洋定焦黑白攝像機，延伸段安裝9臺彩色可控變焦攝像機，實行無盲區覆蓋。

在中央控制室，隧道管理人員可通過視頻監視計算機或矩陣，對圖像進行自由切換控制，并由硬盤錄像機記錄，以便管理人員監視隧道交通狀況，進行有效管理。

5、通風及照明檢測控制系統

甬江水底隧道安裝了六臺射流風機，通風控制系統是在實時檢測隧道內COVI、風速儀的參數的基礎上，將這些數據通過區域控制機，傳送至中央控制室的通風控制計算機。由設定的通風控制程序自動啟停相應區域的風機，同時也可手動控制隧道內射流風機的運轉。

甬江水底隧道的照明檢測控制系統，是由照度儀，照明控制計算機及隧道照明控制屏組成的一整套自動控制裝置。照明控制系統能根據洞口外部亮度的強弱及時間變化，顯示照明控制方案，以供管理人員對隧道燈進行控制。

6、中央管理與控制系統

為保證有效科學的管理隧道的運營，在隧道北端設有中央控制室。中央管理與控制系統采用計算機局域網結構方式，設置兩臺中心服務器，雙機采用光纖鏡像作熱備份。各子系統有獨立的工作站作為監控計算機，通過網絡與服務器相連，負責統一協調管理通風及照明控制、交通控制、火災報警集中控制、閉路電視控制、緊急電話控制、有線廣播控制及電力監測等。

隧道內、外的交通運行情況，各種監控、報警信息，圖表圖象等，均可在中央控制室的大屏幕投影、監視器等設備上顯示出來，以達到科學、有效、方便地管理寧波甬江水底隧道。