公路隧道机电工程

摘要：公路隧道机电工程是一个复杂的系统工程，它涉及的领域主要包括机械、电子电气、通信、照明等等。为了使公路隧道正常、安全、稳定运行就需要对它所涉及的领域进行统筹设计，科学管理，合理维护。本文中对公路隧道系统进行了简单的分类，并对分类后的各个系统的特点进行了描述，最后对各个系统的施工方案以及施工过程中的注意事项进行了列举。
关键词：公路隧道；机电工程；管理
0 前言
在公路建设的过程中，在山区地段往往会采用隧道建设方案。因为隧道建设方案具有以下优点：首先，公路隧道会大幅度减少行车的路程，给行车带来方便。其次，公路隧道会克服山区高低不平的地势给行车带来的障碍，如果设计合理，管理得当，其安全性要比普通山区公路的安全性要高很多。随着我国各项建设事业的不断进步，公路建设所取得的成就与日俱增，公路隧道建设的里程也在不断增加，建设的规模也在逐年扩大。隧道建设工程是一项复杂的系统工程，建设的过程中需要我们花费大量的人力物力。公路隧道在给人们提供方便的同时也存在着一定的安全隐患，比如隧道里面空气质量比较差、光线比较弱、噪声处理效果不好。这会使得隧道公路比普通公路更容易发生交通事故。因此，在施工的过程中就应该把这些安全问题考虑在内，尽可能减少事故的发生。公路隧道系统主要分为以下几个方面：通风系统、照明系统、监控系统、配电系统、消防系统等，下面简单讨论了各个系统的特点以及注意事项。

1.公路隧道系统分类

1.1 通风系统

一般会根据隧道的长度和规模选择不同的通风系统，常见的通风系统分类有：纵向通风系统、自然通风系统、竖井纵向组合通风系统。纵向通风系统指的是从一个洞口通入新鲜的空气从另外一个洞口把洞中污染的空气排出这种通风方式主要用中长距离的隧道，对于很长距离的隧道系统这种方法不适用。自然通风指的是利用自然风或者利用汽车在形式的过程中引起的空气对流所达到的通风目的。这种通风方式适用于较短里程，车流量较小隧道的通风，隧道长度在200米以下时，所达到的通风效果还可以。竖井纵向组合通风系统指的是在纵向通风的基础上另外在隧道里面设置一个竖井，这种通风系统的通风效果比较好。它实现了隧道的分段通风，这种通风形式可以用于较长隧道而且车流量较大隧道的通风。

1.2照明系统

隧道里面的明暗度是影响隧道交通安全的重要因素之一，因此，照明系统对于公路隧道来说是一项非常重要的设施，根据有关文件规定只要隧道长度大于100米的都需要设计照明系统。根据实际需要隧道里面的照明系统又分为白天照明系统和夜间照明系统两种形式。根据照明系统 的安置位置又分为洞内照明系统和洞外照明系统。相对夜间照明系统来说白天照明系统的设计会更加复杂，因为影响白天照明系统的因素有很多，还需要考虑隧道内自身建筑物的特点。在隧道内照明系统设计的过程中需要考虑各种因素，根据各种工况进行分段照明和亮度的计算，并且设计亮度自动调节系统对洞内的亮度进行自动的调节，满足隧道内行车的亮度要求。

1.3 监控系统

高速公路的隧道部分全部采用全封闭的运行方式，由于隧道危险隐患的存在，必须对公路隧道进行时时监控。使工作人员能够在第一时间发现交通事故和隧道内的火灾情况，为救援人员争取时间。监控系统对于较长的隧道来说是非常必要的。监控系统可以分为：交通控制系统，由交通信号灯，车道指示器，可变情报板，车辆检测器等组成；环境检测设备系统，由CO/VI检测器，风速风向检测器等组成，用于检测隧道内的空气质量，便于隧道内通风设施的开启控制；闭路电视监视系统，由洞内摄像机，光端机等组成，可不间断监视隧道内情况。

1.4 消防系统

高速公路隧道全部是封闭式的，是一种非常特别的管状结构物，隧道内存在潜在的火灾危险以及交通事故危险。由于隧道是全封闭式的，一旦隧道里面发生火灾后果不堪设想，对行人的安全带来极大的威胁，对隧道内的设备的危害也会很大。因此为了减轻火灾带来的危害，防止火灾的进一步扩大，隧道内安装火灾报警系统以及消防系统是非常必要的。常见的火灾报警系统主要包括以下几个方面的内容：火灾信息的自动收集以及数据的处理与自动报警、对于火灾监控系统的设计、火灾参数的有效检测与火灾模式的识别、消防设施的管理与维护等等。公路隧道内的报警系统又分为自动报警系统和手动报警系统，自动报警系统是通过隧道内安装的传感器来实现的。当隧道内发生火灾的时候，隧道内会产生大量的热量、浓烟以及火光，自动检测设备就会把这些外界环境变化转化成电信号，把电信号输入到计算机自动分析处理系统中，经过处理以后，自动打开相关的消防设备，进行火灾事故的自动处理。手动报警是通过安装在隧道里面的报警按钮将报警信号传到消防控制值班室。

1.5 配电系统

供配电系统是其它一切隧道系统的基础，如果配电系统出现问题，其它的隧道系统将不能正常运行。因此，供配电系统是隧道机电工程的关键组成系统之一，配电系统能否正常运行将关系到整个隧道系统能否正常运行。对于较长的隧道为了减少电量的损耗采用高压集中配电，设置多个配电所进行配电。对于较短的隧道，可以采用箱式变电站，这样可以减少投资的成本，减少人力资源的浪费。

2 各系统的特点

公路隧道机电工程是一个非常复杂的系统工程，它主要涉及到以下几个方面，电子电气领域、机械领域、通讯领域以及自动化领域。隧道机电工程具有以下特点：首先，隧道机电工程作为一个涉及多领域的复杂系统工程，工程所涉及的领域要远远超过一般公路机电工程所涉及的领域范围。公路隧道机电工程的投入相对来说比较大，隧道内安装的

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设备比较多，再加上施工的环境一般在山区，施工的难度比较大，这需要投入大量的人力、物力，这要远远大于普通公路的投入量。其次，隧道机电工程施工的工期相对来说比较短，从隧道机电工程基本上完工时算起到隧道正式通车时间也不过几个月的时间。最后，隧道机电工程的子系统比较多，子系统建设和维护的过程比较复杂，需要人们进行定期的检查维护。由于隧道机电工程关系到行人的安全问题，这就对施工的质量要求非常严格，对其中的安全性要求有着很高的标准。

3. 各系统的施工方案及注意事项

3.1 照明系统施工方案及注意事项

照明系统的流程图如下所示：图纸审阅—施工调查—施工组织设计编制—加工作业台车—电路设计—设备安装—调试试验。
根据实践经验，在隧道机电工程照明系统设计的过程中应该注意以下几点：首先，熟悉施工图纸，对每一个工序做到心中有数。其次，认真准备安全用品，比如安全帽、安全带、安全警示标志等，确保施工安全顺利进行。最后，技术人员要经常到现场进行检查，如果发现问题就及时改正，保证施工的质量。

3.2 通风系统施工方案

隧道内通风系统的好与差会影响到隧道内的空气质量，因此通风系统是隧道的关键系统之一。通风系统的施工流程如下所示：施工准备—设计施工图纸—施工阶段—设备检测调试。
在施工前对隧道进行综合分析，选择合适的通风方式，确保隧道内空气质量。在隧道内安装一些常见有毒有害气体的检测仪来时时检测隧道内空气质量。
下面是竖井通风示意图

3.3消防系统施工方案及注意事项

隧道基本都是全封闭式的，隧道内如果发生火灾后果将不堪设想，因此做好隧道内的火灾防御工作以及安装消防设施是非常必要的。消防系统施工主要分为以下几个流程：准备阶段—设计消防安全通道—安装报警装备—线路连接—加电调试。施工前的准备工作对于施工来说非常关键，在这个施工阶段把可能发生的一切安全隐患都考虑在内。线路安装过程一定要认真仔细，防止电线安装不牢等情况出现。
4．结束语
目前为止，虽然我国的隧道工程已经取得了一定的成就，但是公路隧道机电工程设计还缺乏经验，需要不断完善。我们应该广泛应用新工艺、新技术，多向一些发达国家学习。实践过程中不断发现问题、解决问题。我坚信在不久的将来，隧道机电工程技术将会取得很大的进步并且会为高速公路安全便捷运行打下坚实的基础。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。