淺談城市道路隧道照明

周 勇

（珠海市路橋管理處，廣東 珠海 519000）

1 工程概況

板樟山隧道位于城市I級主干道上，設計車速80 km/h，是連接珠海市香洲與拱北的重要通道，也是20世紀90年代初我國第一條城市主干道隧道。隧道為雙向四車道單向行車公路隧道，上（東線）、下（西線）行線長度均為1 210 m。該隧道分兩期建成，其中下行（西線）隧道于1990年建成通車，上行（東線）隧道于1992年建成通車。經過二十年的運行，隧道出現了裂縫、滲漏水等多種病害，燈光昏暗，設備老化，急需全面大修，尤其是隧道照明作為城市主干道隧道交通安全的基本保證，又直接影響到一個城市的形象，因此，我們對照明改造十分重視，在充分考慮滿足規范要求的前提下，重點針對提高舒適性、穩定性；降低運行成本等方面進行選型設計。

2 隧道照明現狀

目前隧道照明燈具使用55 W低壓鈉燈，盡管我們有專業人員進行養護，但畢竟運行了二十年，燈具密封性能下降，反光罩功能減弱，電氣線路老化，再加上光源本身光色昏黃，顯色性差，隧道照明效果一直受到市民質疑，更有人大、政協委員曾將此事作為兩會議案。

隧道目前平均車流量已超過10萬輛次/d，經常來往通行的大部分是本市居民，他們對隧道交通設施和環境的要求相當高，這就是城市隧道與公路隧道運營管理的最大區別，所以我們在設備完好率、亮燈率等方面都比公路隧道養護規范要求更高，比如公路隧道要求設備完好率不低于90 %，我們要求不低于99 %，并且必須做到，否則會被投訴。

可見，隧道照明必須要改造，還必須要改造好。

3 隧道照明設計

3.1 光源選擇

隧道照明系統設計的基本原則是在保證行車安全的條件下，使照明回路操作簡便，并考慮隧道運營期間養護方便，同時盡量節約能源，盡可能地提高舒適性和穩定性并降低運行成本和安全風險。燈具選擇要依據性能穩定、技術成熟、壽命長、光效好、節能等原則，近年來隧道照明發展很快，國內外相繼研制出了多種隧道專用節能燈具，如電子鎮流器高壓鈉燈、LED隧道燈、無極熒光燈等。無極熒光燈，創新點是無電極，去除了制約傳統光源壽命的燈電極，使無極熒光燈的有效使用壽命大大延長。另外無極燈光衰低：6萬小時光通量維持率不低于70 %。顯色指數已達80以上，顯色性好，完全符合市民喜歡日光型燈具的視覺習慣，洞內外光色一致，舒適感強，光源的利用率高。無極熒光燈燈耗電量少、壽命長、技術成熟、性能穩定、維護量少、運營成本低，適合于大流量交通環境，否則頻繁的養護檢修會對交通安全構成巨大威脅。

目前隧道照明燈具共有55 W低壓鈉燈2 130余套，根據鈉燈壽命及實際運行情況，我們每年要更換燈泡700余只，由于國內已無55 W低壓鈉燈生產廠家，需采購進口產品，手續繁瑣且成本高，每只150多元人民幣，加上更換整流器、觸發器等電氣元件，每年燈具檢修費用在12萬左右。據了解，無極熒光燈按6萬小時壽命、24 h工作可使用7～8 a，各廠商保證5年免費維護，僅此單項5年可節約60余萬元。

經認真考察調研對比，決定選用無極熒光燈方案。

3.2 照明計算條件

隧道照明設計參考《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ 026.1－1999）的有關規定，按長隧道照明標準設計。根據隧道所在位置、地形和所處地貌、植被等情況，經現場測量，確定照明參數取值為：

洞外亮度：L20（s）＝3 200 cd/m2；

引入段折減系數：k＝0.035；

燈具維護系數：M＝0.7；

路面亮度換算系數：17 Lx/cd.m-2；

設計車速：80 km/h；

光源：無極燈；

燈具：基本照明兩側8 m交錯布燈；

燈具安裝高度：H≥5.5 m；

路面寬度：2 m×3.8 m；

路面類型：瀝青混凝土路面；

隧道內反射率：兩側3.6 m高隧道專用裝飾板70 %，拱部10 %。

亮度均勻度U0≥0.4，縱向均勻度U1≥0.7。

3.3 照明亮度要求

3.3.1 亮度包絡圖

3.3.2 照明規范要求最低亮度值

（1）白天：

引入段：長度80 m，亮度112.0 cd/m2；

過渡段1：長度72 m，亮度33.6 cd/m2；

過渡段2：長度88 m，亮度11.2 cd/m2；

基本段：亮度4.5 cd/m2；

出口段：長度64 m，亮度22.5 cd/m2；

（2）深夜：全洞2.25 d/m2。

3.4 隧道照明控制

3.4.1 照明控制分級

（1）本隧道照明按晴天、云天、陰雨天、夜間、深夜五級進行控制。

（2）當發生火災時，照明須達到最大亮度；并應確保起火點周圍區域火災應急照明供電時間不應小于30 min，其他區域的火災應急照明供電時間不得少于火災延續時間。

3.4.2 照明控制分類

（1）時序控制：根據當地季節、氣候、日照等變化規律，在控制軟件中設定按時序投入照明回路數及編號；并檢測照明回路開關狀態及現場開關狀態將其反饋回隧道管理所值班室，在通風照明管理計算機上顯示各照明回路的工作狀態。

（2）自動檢測控制：該控制方式是利用設在隧道洞外的亮度檢測器反饋的檢測值，通過PLC可編程控制器運算，確定所需投入的照明回路數，自動控制照明低壓屏，并檢測照明回路開關狀態及現場開關狀態將其反饋回隧道管理所值班室，在顯示器上顯示各照明回路的工作狀態。由于隧道夏季洞外亮度變化較大且周期短，故亮度檢測器反饋采樣數據應設定一個較適當的采樣周期，以避免照明回路頻繁切換，影響隧道行車安全及燈具等的壽命。

（3）照明手動控制：根據現場天氣變化情況，值班人員可通過計算機鍵盤對各照明回路進行控制操作，也可在手動模式下在中控室手動操作。

3.5 應急電源設計

本次設計一臺55 kW應急電源裝置EPS，負責對隧道內應急照明、監控設施的供電。為確保隧道營運過程中外電源突然中斷時的交通安全，并將基本照明中的一半燈具（間隔設置）作為應急照明燈具。要求應急供電時間不小于30 min，切換時間不大于10 m/s，以保證外電源突然中斷時的交通安全。另外，PLC控制系統、閉路電視系統、電話系統、交通信號系統均由EPS電源供電。

3.6 系統節能措施

照明用電和燈具維護費用將是日后運營費用中的重要部分，為此在保證隧道正常運營的情況下，結合板樟山隧道大修工程總投資，照明系統考慮了如下節能措施：

（1）采用隧道專用節能燈具——無極燈，經初步計算，20 a內高壓鈉燈方案運營電費總計約1 280萬元；無極熒光燈方案運營電費總計約820萬元，節省電費460萬元，較為可觀，再加上燈具的長壽命，每年維護費用可節約12萬左右。

（2）設置洞外亮度檢測器，根據檢測數據系統及時調整燈具開啟與關閉，在滿足照明要求的前提下盡量節省用電。

（3）合理劃分照明控制分級，隧道可按照晴天、云天、陰雨天、夜間、深夜五級進行控制。

4 改造后實際效果

兩隧道先后于2010年10月1日和2011年1月15日完工通車，由于隧道照明是按時速80 km/h標準設計，而實際通行限速60 km/h，再加上改造后的日光型光源與改造前的黃光型光源形成巨大反差，改造后的照明效果好。大修整體效果尤其是隧道照明贏得了各級領導和廣大市民的一致好評。

在現場驗收測試中，我們采用杭州遠方專業照度、亮度計，運用“五十點”法進行測試，結果全部達標。尤其是過渡段、基本段亮度值高于標準20 %以上。

5 結束語

總之，城市隧道尤其是城市 I級主干道上的隧道，照明設計不僅僅考慮通行的安全性，更應考慮其舒適性、穩定性、經濟性。大修后的板樟山隧道已成為城市一道亮麗的風景線，而隧道照明就是其中最重要、最耀眼的一個亮點。

1 《公路隧道通風照明設計規范》（JTJ026.1－1999）

2 《公路隧道養護技術規范》（JTG H12－2003）