新旧规范对比下的湄重高速公路岐山隧道照明设计

■周祖臻

（福建交通规划设计院，福州 350004）

引言

近年来，随着社会经济的快速发展，我国已成为世界上隧道工程最多，发展最快的国家。随着公路隧道建设的不断深入，隧道能耗问题也逐渐引起重视。2014年5 月，交通运输部发布了《公路隧道照明设计细则》（JTG/T D70/2-01-2014），于2014 年8 月1 日正式实施，对规范我国公路隧道照明设计行为起到了积极的作用。本文以湄重高速公路岐山隧道为工程背景，结合湄重高速公路岐山隧道工程实际情况，分别参考《公路隧道照明设计细则》（以下简称新《细则》）与《公路隧道通风照明设计规范》（以下简称旧《规范》）对湄重高速公路岐山隧道进行了照明设计。并通过新旧规范的照明设计对比，探讨两本规范的主要改进之处及主要修订内容，亦为同类工程的照明设计提供了参考。

1 工程概况

湄重高速公路岐山隧道全长8041.5m，其中左线长度为8039m，右线长度为8044m，为双洞三车道单向行车，左线行车方向进口为端墙式洞口，右线行车方向进口为削竹式洞口。行车方向进口800m 路段为沥青路面，其他路段为水泥路面，照明设计计算行车速度为80km/h。因端墙式洞口与削竹式洞口仅在洞外亮度的取值不同，其余计算公式均相同。故本工程仅选取左线行车方向进口即端墙式洞口为工程背景。

2 设计过程

2.1 灯具选择及布设方式

隧道照明系统中的照明灯具不仅需要满足特定隧道环境对光通量、寿命、光效、显色、光衰减以及色温方面的要求，同时要确保隧道中具有良好的能见度，以降低车辆安全事故的发生几率。高压钠灯具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强等优点，故本隧道所有照明灯均采用高光效高压钠灯。其采用的各型灯具的功率和光源光通量如表1 所示。

表1 灯具技术指标

目前，我国隧道布灯的方式主要有中央布置，对称布置，交错布置。《细则》中3.0.11 指出：照明灯具的布置宜采用中线布置、中线偏侧形式，也可采用两侧交错和两侧对称等形式。文献〔2〕表明：中央布灯方式的路面照度、亮度及亮度均匀度最高，照明效果最好。故本隧道基本照明采用中间布灯的方式。其剖面图如图1所示。

图1 湄重高速公路岐山隧道洞内灯具安装剖面图

2.2 隧道各照明段的划分以及亮度要求

隧道各照明段亮度计算要先确认洞外亮度的值L20(S)。洞外亮度L20(S)是指在公路隧道接近段起点S处，距地面1.5m 高、正对洞口方向20°视场实测得到的平均亮度。通常在隧道照明施工图设计阶段，无法对洞外亮度进行实测，旧《规范》和新《细则》中，都只是提出了隧道洞外亮度的设计建议值。根据福建省高速公路总指挥部对福建高速公路大量已完工隧道进行实测得出的结论，福建省高速公路时速80km/h 隧道，洞外亮度均按照端墙式洞口3500cd/m2，削竹式3000cd/m2来取值。隧道各照明段的划分以及亮度要求是新《细则》较旧《规范》改动较大的地方，具体对比与设计如下：

2.2.1 入口段照明

新《细则》调整了入口段照明要求，将入口段划分为两个照明段。对第二个照明段的亮度系数进行了调整。具体的设计如表2 所示。

表2 入口段平均亮度要求对比

表2 所述公式中k 为入口段亮度折减系数，《细则》新增了行车速度为120km/h 情况下的系数，其余基本不变。本工程按行车速度80km/h 以及三车道单向行车的设计交通量取值为0.025。L20(S) 为洞外亮度，洞外亮度均按照端墙式洞口3500cd/m2，削竹式3000cd/m2来取值。Ds 为照明停车视距，本隧道按行车速度80km/h 以及纵坡-1%取值为103m。h 为隧道净高，本隧道净高为8m。

2.2.2 过渡段照明

对于过渡段，新旧规范均划分成三段，但是平均亮度要求有所不同。鉴于入口段分为两个照明段，新《细则》对过渡段的三个照明段的亮度有所降低。具体如下表3 所示。

表3 过渡段平均亮度要求对比

2.2.3 中间段照明

对于中间段照明，新《细则》整体亮度均有下降，如本工程行车速度为80km/h 时，中间段的亮度要求在旧《规范》中为2 cd/m2，而在新《细则》中降为1.5 cd/m2。另外，新《细则》考虑到通过隧道的行车时间超过135s 时，机动车驾驶员有充分的适应时间，故对以单向交通且以设计速度通过隧道的行车时间超过135s 时的特长隧道中间段进行了分段。其中间段第二照明段亮度可适当降低。

2.2.4 出口段照明

同入口段一样，新《细则》调整了出口段照明要求，将出口段划分为两个照明段。对第二个照明段的亮度系数进行了调整。具体的设计如表4 所示。

表4 出口段平均亮度要求对比

2.3 照明控制

岐山隧道的照明控制采用人工手动控制与自动控制相结合。由不同的照明线路实线调光，照明灯具开启时间根据不同季节，不同气候调整，具体如表5 所示：

表5 各工况下的灯具工作状态

2.4 整体设计及分析

新《细则》明确了在无实测条件时，隧道平均亮度与平均照度间的换算系数为沥青路面取15lx/(cd·m)，水泥混凝土路面取10 lx/(cd·m)。综上所述，本隧道分别按旧《规范》和新《细则》设计的各照明长度以及光源功率配置图如图3 所示。具体的对比如表6 所示。

图3 湄重高速公路岐山隧道各照明段长度及光源功率配置图

表6 湄重高速公路岐山隧道新旧规范下照明设计对比

从图3 以及表6 的数值可以看出：新《细则》与原规范的设计结果相比，每个照明区段的灯具数量和总功率都有所降低。总的来说，新《细则》与旧《规范》相比主要修改之处在于对隧道入口段与出口段照明进行分段设计，过渡段的照明系数与中间段的亮度取值比现行规范有所降低。采用 《细则》的方法所用灯具数量为1363 盏,可比原方案1490 盏减少近10%，耗电功率从173kW 降为120kW，减少了近30%。由此可见，新《细则》的设计在满足隧道行车照明需求保证照明安全的同时，减少了设备数量和照明能耗，从而使隧道运营成本也随之减少。

3 结论

本文根据《公路隧道照明设计细则》对湄重高速公路岐山隧道进行了照明设计，为同类工程在如何选择照明参数、隧道灯具和各照明段亮度、长度、控制方法提供了参考。同时，文章通过与原规范的照明设计对比，比较了两本规范的主要改进之处及主要修订内容。新《细则》与原规范的相比主要修改处在于：入口段与出口段照明进行分两段设置，过渡段的照明系数与中间段的亮度取值比现行规范有所降低。新《细则》的设计在满足隧道行车照明需求保证照明安全的同时，减少了隧道灯具数和照明能耗，从而使隧道运营成本也随之减少了，达到了节能的目的。

［1］项小强，李伟平.对现行《公路隧道通风照明设计规范中》两个问题的探讨［J］.公路,2009:256-258

［2］范士娟，杨超.布灯方式对隧道照明的影响［J］.井冈山大学学报（自然科学版），2013:50-53.

［3］JTG/T D70/2-02-2014,公路隧道照明设计细则［S］.中华人民共和国交通运输部,2014.

［4］JTJ 026.1-1999，公路隧道通风照明设计规范［S］.北京:人民交通出版社，2000.