秦嶺終南山特長公路隧道運營管理技術

趙超志,胡平

(1.陜西省交通建設集團公司秦嶺終南山公路隧道分公司,西安 710105;2.陜西省交通建設集團公司,西安 710075)

0 引言

秦嶺終南山特長公路隧道是目前亞洲最長的高速公路隧道,其建設規模居世界第一、長度居世界第二。該隧道是國家高速公路網包(頭)茂(名)線的關鍵控制性工程,也是陜西省高速公路網西安至安康高速公路的重要組成部分,位于西安市長安區青岔鄉至商洛市營盤鎮之間,是溝通黃河經濟圈和長江經濟圈的交通樞紐,在路網規劃中占有重要位置,該隧道為雙洞四車道高速公路隧道。公路等級為四車道高速公路;設計行車速度為80km/h;隧道凈寬為10.5m,隧道限高為5m;隧道結構的設計基準期為100年;安全等級為一級。工程于2007年1月20日建成通車。

構成特長隧道內運營安全的“危險源”主要有5項,分別是:1)交通事故;2)火災或爆炸事件;3)毒氣泄漏;4)土建結構出現沉陷或裂縫;5)隱患災害(發動機和輪轂過熱、車輛故障、CO超標、VI超標、拋物、阻塞等)。由于隧道本身具有半封閉性、可達性低、情況不明性、聯絡與救援困難等特點,導致發生災害事故后隧道內煙霧濃度迅速增大,溫度升高,疏散避難困難,且災害容易惡化。況且對于18.02km長的終南山隧道,工程存在很大的獨特性以及無可比性,如何確保該隧道安全、暢通、經濟的運營,受到世界各國廣泛關注[1-2]。早在隧道設計立項階段,就圍繞隧道的安全運營展開過激烈的爭論,也成為該隧道建設的首選決定因素。國內對公路隧道安全評價主要表現在建設期,西南交通大學王明年教授、長安大學夏永旭教授及重慶交通科研設計院韓直研究員等在承擔的科研項目中對隧道火災的發展規模、火災探測方法等曾進行過研究,而對于隧道運營管理技術及安全評價尚未形成系統。與此同時,如歐洲勃朗峰隧道、浙江貓貍嶺隧道等部分國內外長隧發生的惡性火災爆炸事故,更使人們對終南山隧道能否安全運營充滿疑惑。隨著通車后正常運營的延續,原來對“安全正常運營”持懷疑、觀望態度的學派,已從實踐中看到我國長大隧道建設、運營的能力和“水準”。至此,我國9km以上長大隧道便如雨后春筍般迅速建設,從這一角度講,秦嶺終南山公路隧道是我國公路隧道建設的“試驗田”和“轉折點”。

1 運營管理機構的設置

作為世界級超長公路隧道,管理、養護具有頭緒多、涉及面廣、難度大、沒有成熟經驗等顯著特點,僅靠經驗無法有效確保運營目標的實現;因此,陜西省交通運輸廳高度重視,多方調研,成立了專門的運營管理機構——秦嶺終南山公路隧道公司,其主要職能是負責對隧道的監控、養護、路政、安全檢查、防災救援等運營工作進行管理,確保隧道運營安全暢通[3-6]。針對隧道“危險源”種類及運營各要素,隧道公司配備人員200多人,設備60余臺/輛,下設9個部門,另配有專門武警中隊、醫療急救站和交警中隊等。

1.1 組織機構

如圖1。

圖1 組織機構框圖Fig.1 Tunnel operation management organization chart

1.2 主要業務部門設置的必要性和主要職能

1.2.1 監控中心

要使整個隧道24h處于動態監控狀態中,在發生異常情況下能第一時間得到處置,同時,為確保機電系統能隨時處于正常運轉狀態必須設置監控中心。監控中心主要職責是負責監控、照明、通風、通信設施、機電設備的維護管理及對隧道24h監控,建立健全應急預案,及時準確跟蹤各種突發事件并啟動相關預案,對外發布各類交通信息,發揮指揮中心作用[7]。人員配置總計45人,其中弱電維護班10人,強電及水工班15人,監控員20人;配置的主要設備有空氣控測車、照明車、發電車及高空作業車等。

1.2.2 養護科

為了確保隧道內衛生環境良好、附屬設施完好,必須設置養護科。其主要職責是負責隧道及各項附屬設施的日常維護(機電系統除外)、路況調查和養護資料的收集、整理、保管等,并負責隧道及南北2個休息區的清潔與維護[8]。人員配置39人,其中養護工程師4人,養護工25人,養護車司機10人,主要設備有日常維護車2臺、掃地車4臺及水車4臺。

1.2.3 安檢大隊

為確保隧道的安全運營,防止重大事故的發生,禁止危險品車輛、六軸車輛及超限車輛通行,成立安檢大隊。其主要職責是負責對危險品車輛24h進行檢查、登記、疏導、勸返等工作,不讓任何攜帶危險品的車輛駛入隧道,從源頭上杜絕重大安全事故的發生,對攜帶危險品的車輛控制一直是秦嶺終南山公路隧道管理的重點。安檢站配置28人,實行4班3運轉,攜帶危險品的車輛檢查采用人工檢查與儀器檢查相結合的方式,配備了摩爾爆炸品探測器(檢查炸藥類物品),并對闖站車輛實行攔截。

1.2.4 消防大隊

依據隧道火災事故救援研究成果,隧道發生火災時,一般火災有效控制時間為4～10 min,為了保證消防隊員能夠迅速趕到隧道內任何發生火災的位置并實施救援,成立企業消防大隊。其主要職責是負責隧道的消防宣傳、消防設施的巡查、維護;負責突發事件的現場指揮、滅火、救援。另外,為了確保在發生火災時第一梯隊人員能在8 min之內到達現場實施救援,除在隧道南北口設置值班點外,在隧道內的8、17#車行橫通道內也設置了永久消防值班點,這樣就將18 km的隧道分成3段實行4點值守的模式,顯著縮短了消防救援的應急反應時間。消防大隊人員配置總計40人,實施輪修制,配制的主要設備有消防車4輛(水消防2輛、氣體消防1輛、泡沫消防1輛)、事故解體車1輛及機動靈活消防摩托車10輛等。

1.2.5 路政大隊

為了保證隧道路產、路權不受損害,確保事故能夠得到及時處理成立路政大隊。其主要職責是路政巡查、路產、路權的維護及受理各種路產的賠償工作,保證隧道安全暢通。配置人員20人,實行4班3運轉,主要設備有路政巡查車5臺。

1.2.6 聯勤互動單位

隧道分公司除內設的9個部門外,還與沿線的公安交警、武警部隊、省交通醫院等單位建立了聯勤互動機制。公安交警每班4人每天在隧道路段值勤巡查;武警戰士40余人,實行換崗制度,24h在隧道南、北口執守;交通醫院醫療急救站在隧道南口實行24 h值班、24h待命,實行換班制度;配備醫生3人、護士6名及醫療救護車2輛,保證隧道安全運營和應急救援。

2 管理技術

2.1 管理理念

為了實現“世界級工程、世界級品牌、世界級管理”的管理目標,隧道分公司全面實行軍事化管理,開展崗位大練兵活動,提出“愛崗敬業、忠于職守、規范精細、高效有序”和“高度負責、嚴防緊守、快速反應、果斷處置”的隧道管理理念,建立完善規章制度,創建一流管理團隊,科學管理、真抓實干,確保秦嶺終南山公路隧道安全、暢通。

2.2 廣泛宣傳

在隧道通車初期,為了保證隧道的安全運營,隧道分公司將省公安廳與省交通運輸廳聯合發布的《關于加強秦嶺終南山公路隧道安全管理》的2個通告在《華商報》《三秦都市報》《陜西交通報》等媒體發布,并大量印刷《通報》單頁和《隧道交通安全手冊》,在安檢站、收費站張貼并向車輛駕駛人員發放,使安全駕駛、遵章守規成為廣大駕駛人員的自覺行為。

2.3 制定預案,加強演練

針對隧道特點,聘請有關人員,反復研究,結合實際,制定隧道突發事件應急預案,以此為藍本不斷進行隧道事故應急預案的實際操作演練,反復推敲,不斷改進應急預案中存在的不足,積極尋求適應隧道環境的最佳應急救援方案。通過反復的論證和50余次的演練,各崗位人員都能做到及時出動、準確到位、緊密配合、熟練操作,應急預案也日漸成熟。該應急預案作為陜西省典型安全預案已上報國務院應急辦進行交流。

2.4 運營節能

隧道機電設施技術先進、功能完善、種類多、數量大、用電功率大、電費成本高,目前隧道共安裝100W高壓納燈8 760盞,22kW射流風機144臺,32臺總功率為8 106kW的軸流風機,其他用電設備功率較小。這樣龐大的系統,電費支出是隧道管理的最大成本,在確保隧道安全運營的前提下,如何節能是隧道管理的關鍵技術。通過認真分析隧道用電設備功耗情況,結合隧道車流量的變化規律及每天用電的高低峰的時段,在確保安全的前提下,根據空氣質量和檢測出的CO、VI結果,確定夜間模式、白天模式及加強模式進行開啟,同時,盡可能避開用電高峰時段進行風機的開啟,提出減少風機開啟時間、按不同時段開啟不同數量照明燈具等節能操作措施。經反復實踐,制定設備節約用電的操作規程,成效顯著。

2.5 事故應對

事故應對遵循“以人為本”的原則,救援行動按“人員搶救—減少設備財產損失—障礙排除—恢復交通”的順序進行。隧道交通安全事故主要是車輛交通事故和車輛發生火災事故,2種事故所產生的危害不同,社會影響也不同,實施事故救援的方法也不同。車輛交通事故危害的主要對象是人員和車輛,易于救援;而車輛發生火災事故時,由于隧道內的火災具有蔓延迅速、不易控制、通道堵塞、沿車蔓延、濃煙高溫、撲救困難、情況復雜、疏散困難等特點,容易造成大量的人員傷亡和財產損失,危害的主要對象不僅是人員和車輛,還會對隧道內的設備、施救的人員產生威脅。從危害程度上車輛發生火災事故遠遠大于車輛交通事故;因此,對火災事故如何實施救援顯得尤為重要。事故應對處置預案見圖2,3。

圖2 車輛交通事故應對框圖Fig.2 Flowchart of response to vehicle accidents

圖3 火災事故應對框圖Fig.3 Flowchart of response to fire incident

3 事故救援實例

2009年1月19日中午12時30分,隧道監控大廳內的自動報警器響起,感溫光纖報警顯示隧道內西線發生火情。監控員及時切換攝像畫面,確認火災位置,并立即啟動應急預案,向隧道內的消防值班點、南北口消防隊、醫療急救站、路政、武警、交警和公司機關發出緊急處置命令,使所有參與救援的人員在同一時間接到命令。路政、武警、交警做出快速反應,第一時間封閉了隧道南北口全部交通;監控中心及時更改可變情報板、交通信號燈、車道指示器等交通指示標志,為了控制火勢,將風機切換至火災工況,確保隧道內風速控制在2～3m/s,防止有害煙氣倒流或蔓延;位于隧道內消防值班點的消防戰士在接到命令后3min趕到事故現場實施救援,與其后趕到的南北口消防戰士、醫護施救人員在8min內將火撲滅;隨后養護隊伍對現場進行了清理。整個事故救援過程僅用了20min,無人員傷亡及車輛損失。隨后開啟相應的風機進行排煙,經空氣檢測車現場檢測,洞內空氣質量達標后,解除封鎖,車輛間斷放行,所有救援人員撤離現場。事發前,該事故車輛通過安檢站時,發現其裝有燃氣罐,按規定已予以扣留卸載,否則燃氣罐遇高溫爆炸,后果不堪設想。

4 管理效果

通過事故應對實例,證明了各個部門的設定是必要的、合理的,證明了應急預案完善可行、切合實際,也證明了各部門能夠盡職盡責、協同作戰、配合默契、訓練有素。隧道自2007年開通運營以來,一直處于安全、正常運行狀態,國內外專家和社會各界人士參觀后紛紛稱贊并給予鼓勵。

5 結論與討論

實踐證明:秦嶺終南山公路隧道的運營管理技術是科學的、可行的,為特長公路隧道的運營管理提供了寶貴的經驗。但特長公路隧道的運營管理是一個復雜的系統工程,其管理技術還需從以下幾方面繼續研究探索,不斷完善和提高。

1)洞內車速過快。目前洞內限速70km/h,但超速現象仍普遍存在,特別是在夜間,個別車速可達140 km/h以上。通過情報板提示、振蕩標線強制減速等措施給予控制,但效果仍不佳。

2)斜(豎)井作為通風走廊,能否利用“自然風”為正洞提供縱向通風仍值得探討。

3)機電工程設計完善及施工質量直接影響到后期正常運營,目前國內部分隧道由于壓縮工期導致機電設備運營后事故頻發的教訓值得反思。

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