新舊規范對比下的湄重高速公路岐山隧道照明設計

■周祖臻

（福建交通規劃設計院，福州 350004）

引言

近年來，隨著社會經濟的快速發展，我國已成為世界上隧道工程最多，發展最快的國家。隨著公路隧道建設的不斷深入，隧道能耗問題也逐漸引起重視。2014年5 月，交通運輸部發布了《公路隧道照明設計細則》（JTG/T D70/2-01-2014），于2014 年8 月1 日正式實施，對規范我國公路隧道照明設計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，結合湄重高速公路岐山隧道工程實際情況，分別參考《公路隧道照明設計細則》（以下簡稱新《細則》）與《公路隧道通風照明設計規范》（以下簡稱舊《規范》）對湄重高速公路岐山隧道進行了照明設計。并通過新舊規范的照明設計對比，探討兩本規范的主要改進之處及主要修訂內容，亦為同類工程的照明設計提供了參考。

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，左線行車方向進口為端墻式洞口，右線行車方向進口為削竹式洞口。行車方向進口800m 路段為瀝青路面，其他路段為水泥路面，照明設計計算行車速度為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，其余計算公式均相同。故本工程僅選取左線行車方向進口即端墻式洞口為工程背景。

2 設計過程

2.1 燈具選擇及布設方式

隧道照明系統中的照明燈具不僅需要滿足特定隧道環境對光通量、壽命、光效、顯色、光衰減以及色溫方面的要求，同時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生幾率。高壓鈉燈具有發光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強等優點，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 燈具技術指標

目前，我國隧道布燈的方式主要有中央布置，對稱布置，交錯布置。《細則》中3.0.11 指出：照明燈具的布置宜采用中線布置、中線偏側形式，也可采用兩側交錯和兩側對稱等形式。文獻〔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算要先確認洞外亮度的值L20(S)。洞外亮度L20(S)是指在公路隧道接近段起點S處，距地面1.5m 高、正對洞口方向20°視場實測得到的平均亮度。通常在隧道照明施工圖設計階段，無法對洞外亮度進行實測，舊《規范》和新《細則》中，都只是提出了隧道洞外亮度的設計建議值。根據福建省高速公路總指揮部對福建高速公路大量已完工隧道進行實測得出的結論，福建省高速公路時速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《細則》較舊《規范》改動較大的地方，具體對比與設計如下：

2.2.1 入口段照明

新《細則》調整了入口段照明要求，將入口段劃分為兩個照明段。對第二個照明段的亮度系數進行了調整。具體的設計如表2 所示。

表2 入口段平均亮度要求對比

表2 所述公式中k 為入口段亮度折減系數，《細則》新增了行車速度為120km/h 情況下的系數，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計交通量取值為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

對于過渡段，新舊規范均劃分成三段，但是平均亮度要求有所不同。鑒于入口段分為兩個照明段，新《細則》對過渡段的三個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比

2.2.3 中間段照明

對于中間段照明，新《細則》整體亮度均有下降，如本工程行車速度為80km/h 時，中間段的亮度要求在舊《規范》中為2 cd/m2，而在新《細則》中降為1.5 cd/m2。另外，新《細則》考慮到通過隧道的行車時間超過135s 時，機動車駕駛員有充分的適應時間，故對以單向交通且以設計速度通過隧道的行車時間超過135s 時的特長隧道中間段進行了分段。其中間段第二照明段亮度可適當降低。

2.2.4 出口段照明

同入口段一樣，新《細則》調整了出口段照明要求，將出口段劃分為兩個照明段。對第二個照明段的亮度系數進行了調整。具體的設計如表4 所示。

表4 出口段平均亮度要求對比

2.3 照明控制

岐山隧道的照明控制采用人工手動控制與自動控制相結合。由不同的照明線路實線調光，照明燈具開啟時間根據不同季節，不同氣候調整，具體如表5 所示：

表5 各工況下的燈具工作狀態

2.4 整體設計及分析

新《細則》明確了在無實測條件時，隧道平均亮度與平均照度間的換算系數為瀝青路面取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《規范》和新《細則》設計的各照明長度以及光源功率配置圖如圖3 所示。具體的對比如表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范下照明設計對比

從圖3 以及表6 的數值可以看出：新《細則》與原規范的設計結果相比，每個照明區段的燈具數量和總功率都有所降低。總的來說，新《細則》與舊《規范》相比主要修改之處在于對隧道入口段與出口段照明進行分段設計，過渡段的照明系數與中間段的亮度取值比現行規范有所降低。采用 《細則》的方法所用燈具數量為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《細則》的設計在滿足隧道行車照明需求保證照明安全的同時，減少了設備數量和照明能耗，從而使隧道運營成本也隨之減少。

3 結論

本文根據《公路隧道照明設計細則》對湄重高速公路岐山隧道進行了照明設計，為同類工程在如何選擇照明參數、隧道燈具和各照明段亮度、長度、控制方法提供了參考。同時，文章通過與原規范的照明設計對比，比較了兩本規范的主要改進之處及主要修訂內容。新《細則》與原規范的相比主要修改處在于：入口段與出口段照明進行分兩段設置，過渡段的照明系數與中間段的亮度取值比現行規范有所降低。新《細則》的設計在滿足隧道行車照明需求保證照明安全的同時，減少了隧道燈具數和照明能耗，從而使隧道運營成本也隨之減少了，達到了節能的目的。

［1］項小強，李偉平.對現行《公路隧道通風照明設計規范中》兩個問題的探討［J］.公路,2009:256-258

［2］范士娟，楊超.布燈方式對隧道照明的影響［J］.井岡山大學學報（自然科學版），2013:50-53.

［3］JTG/T D70/2-02-2014,公路隧道照明設計細則［S］.中華人民共和國交通運輸部,2014.

［4］JTJ 026.1-1999，公路隧道通風照明設計規范［S］.北京:人民交通出版社，2000.