高速公路隧道機電工程關鍵設施檢測技術研究

李博悟

（貴陽電氣控制設備有限公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

基于道路交通行業長期發展背景，探究高速公路隧道工程建設過程中的安全問題，在及時解決并提供安全運行環境時，才能夠為養護工作的開展帶來便利。基于高速公路隧道內部的封閉狀態，為保證交通運行的通暢性，重點控制機電工程相關設施的運行狀態，做好評估、維護等多個方面的工作時，按照要求改進機電設施，維護機電設施的可靠運行狀態，保障高速公路隧道段各項工作正常運轉。

1 高速公路隧道機電工程中的設施分類

高速公路隧道的機電一體化設計是一個涉及電子信息、通信、計算機和交通等多個領域的綜合性工程。產品包括車輛檢測器、電光標志、火災探測器、PLC 等，一共包括5 大系統18 個分項，近百個參數。其中，供配電設施為整個隧道機電系統提供電力保障，通風和照明設施為駕駛員提供一個良好的道路交通環境。消防設施是在隧道發生火災等情況下，能夠及時滅火的前提條件。隧道監控設施可以發揮信息采集、信息發布、指揮控制、交通誘導等重要功能，是整個隧道機電設施的“中樞神經”。

1.1 隧道照明設施

在車輛經過高速公路隧道時，為提供充足的光照度，滿足駕駛人員的通行需求，應根據隧道結構，合理布置照明設備。在分析隧道內部空間構造情況時，需要對照明系統具體分類，滿足內部的光源使用需求。例如，引道照明、行人橫洞照明、隧道主洞照明等等。為保障隧道照明系統在運行過程中的穩定性，為行車環節提供安全的運行環境，還需要重視對應急照明設備的安排與使用。

1.2 隧道消防系統

為避免火災發生，在隧道內部需要設置消防系統，并將消防指示燈安裝完善。在人群聚集區域，或者等待撤離的區域，都需要設置大量的應急照明系統。在對整個隧道的布局特征進行分析時，合理劃分疏散區域，如，水平疏散區域，垂直疏散區域等。

1.3 隧道通風設備

在公路隧道施工過程中，為了節約投資，往往會預留出一定的空隙。汽車入洞后，產生的尾氣、塵埃等有害氣體，若不能迅速凈化，則會因積聚而對行車及行人產生不良影響。在巷道中，通風裝置的設置是保證巷道內空氣暢通、降低廢氣污染的關鍵。

為形成穩定的新風供給數值，需在新風機的入口部位，安裝好電氣密封閥門等設備。在機組停止運轉時，電動式密封閥門將被關閉。對于安裝的電動雙位機械式定風量閥，一般情況下，是將其安裝在循環機組新風支管道上，當某一系統正常運行時，將新風電動雙位機械式定風量閥打開，使其處在最大新風量的位置上，對機組的送風機進行變頻后，才能達到所需的風量，此時再啟動排風機。當系統停止工作時，將所屬的新風電動二位機械式定風量閥打開，保持正壓所需的風量值，使隧道的內部保持平穩的通風。

1.4 隧道配電設備

在高速公路隧道內部，為了維持機電設施的穩定運行狀態，應定期組織維修、檢查等工作。一旦配電設備的運行出現問題，可以利用備用的應急電源，盡快恢復隧道內部的正常運轉狀態，避免影響來往車輛，保證車輛在行駛過程中的安全性[1]。

1.5 隧道監控設備

在高速公路中，車輛的行駛速度普遍較快，為提高交通安全，需要對隧道內的交通情況進行實時監控。在發生道路交通事故時，可利用該監控系統所收集到的資料，確保所提出的追究依據是客觀的。隨著信息技術在監控系統中的應用，能夠獲得更為豐富的覆蓋范圍。例如，閉路電視視頻畫面、通風系統、消防預警系統、隧道照明系統等等，既可以實時反映信息，還可以對上述幾種系統形成集成化控制。

2 高速公路隧道機電工程關鍵設施檢測技術分析

2.1 照明機電設施檢測技術

在高速公路隧道內部，因為大部分空間是封閉的，沒有很好的采光，因此，往往布置許多照明設備，輔以輔助燈，起到照明的作用，從而提高行車的安全性。在隧道內，由于長時間使用，其照明設施會出現質量問題。一旦儀器出現問題，甚至出現破損，都無法確保燈光的正常。

一方面，為了達到提供優質照明的目的，就必須檢查照明設備的狀況，基于專門的計算方法，重視對日常檢測技術的充分利用，以便獲得準確全面的照明設備完好率相關數據信息。根據日常檢測工作的相關內容，與專項測試工作相互結合，可以獲得準確的計算結果。在后續的照明設施使用以及檢測工作中，能夠發揮完好率檢測數據的積極作用[2]。

另一方面，照度檢測。在照明系統的應用中，照度是指被照地點中實際所覆蓋的光通量面積密度，主要包括兩個方面內容：照明系統的亮度、實際的照明效果。在實施檢測工作時，需要派遣專業的技術人員，使用靈敏度較高的光電池，將其作為檢測的探頭。在檢測階段，根據所收集的數據信息，經過分析，可以了解照明系統的照度。為獲得準確的檢測結果，需要在隧道內部完成對檢測區域的合理劃分，對每一個區域內所布置的探頭位置科學控制，確保其數量的適宜性。

2.2 監控系統檢測技術

在高速公路隧道機電工程中，涵蓋了監控系統這一重要組成部分，該系統的主要目標是利用數據傳輸方式，使施工人員能夠更好地掌握隧道的實際狀況，它不僅能夠進行遠程監測，而且能夠以遠程操縱的方式，對隧道工程的機電系統進行有效控制。在應用隧道監控系統時，要以隧道維護、管理等多種情況為依據，在實施監測的過程中，能夠對隧道的使用狀況有一個全面了解，并掌握當前的施工狀況。采用全面監控的方式，及時找出可能存在的問題并加以改進。

在高速公路隧道機電監控系統中，還包括以下幾個方面的子系統：火警預警、控制、照明、自動控制、通風設施、安全監控等。要確保隧道監測鏈路的正確性，就要以上幾種體系一起工作。在隧道監控系統運行過程中，將中央計算機與隧道的機電設施運行情況相結合，發揮遠程監控優勢，同步了解機電設施的運作情況。根據隧道相關信息和數據，由可編程控制器完成收集任務，并將數據信息傳輸至中央計算機，便于數據分析和轉化等工作順利展開，基于邏輯控制的方式，優化隧道機電設施遠程控制效果。

在隧道機電監控系統的運行過程中，由上位機發出指令，在通過電纜之后，將相關信息傳輸至可編程邏輯控制器。通過可編程邏輯控制器的深入分析，并對數據信息做出處理后，進而下達相應的指令，由機電設備完成指令動作，保障遠程控制流程的整體性。在對隧道機電自動控制系統實施養護和檢測工作時，通常需要結合與該系統相關的運行參數，檢查其中的技術標準設置，判斷系統是否能夠正常發揮作用。一旦發現故障隱患或者安全問題，應及時作出處理，并在后續監控過程中加強防范。對自動監測系統進行測試，主要是為了保證系統正常工作，并對控制方式進行有效調節，從而使有關的操作參數得到優化。保證在更短的時間里，系統可以盡快地恢復運行[3]。

隧道里的應急電話通常是帶著廣播的，因此在新的標準里，應急電話和廣播被放在一起，按照現場應急電話的分機數量來進行檢查。根據《高速公路有線緊急電話系統》（GB/T 19516—2017）等有關規定，并結合實際情況，制訂了“分機音量”“廣播音量”兩項檢驗方法。在喇叭正前方的1m 處，用音量計測量。分機的音量可以通過控制面板上的一部值班手機，在音箱前方0.4m 處按下“O”鍵，維持10s 后，將音量表置于音箱前。

3 高速公路隧道機電工程優化關鍵設施檢測技術應用的相關措施

3.1 檢測機電設施質量

隨著高速公路隧道機電工程關鍵設施檢測作業的開展，需要將國家的質量檢測評估標準作為基本指導依據，遵循嚴格性與原則性的基本原則，將實測指標和外觀兩個因素作為檢測重點，加大對檢測工作的執行力度，確保高速公路隧道工程在使用過程中的安全性。

3.1.1 檢測目標

在高速公路隧道工程中，為確保各項參數處于標準范圍內，需要在使用機電設備時，對各項指標進行檢測。例如，軸流風機屬于通風設施中的關鍵組成部分，在開展檢測工作時，需要重點關注該類設施的絕緣電阻數值大小。對于強電子端，對機殼形成的絕緣電阻，一般情況下需要超過50MΩ。

3.1.2 外觀檢查

待機電設備安裝作業完成后，需要根據設備的外觀情況實施檢查。除了需要保障設備外形的美觀性，還需要符合實際使用要求。根據機電設備的安裝情況，在逐項進行檢查時，基于細致化的檢查要求，確保機電設備的電力線路走線設計與相關標準規范相符合，嚴防安全隱患問題的發生。在設計規范的線路走線時，可以避免線路出現漏電、短路的情況，杜絕線路接觸不良，維持設備的正常工作狀態。在機電設備正式投入使用前，還應做好背景調查工作，詳細調查設備生產廠家的誠信情況和資質狀況。當生產廠家的誠信條件處于業內的優秀水平時，可以從源頭保障設備的生產質量，有效降低故障問題的發生概率。

3.2 做好隧道機電設施整體檢測

在開展設施檢測工作時，應保障檢查內容的全面性，針對隧道機電工程中的所有設施實施檢測，以免出現疏漏。在出現緊急狀況時，需要根據隧道機電子系統的聯動工作狀態引起重點關注。隨著隧道機電設施檢測工作的整體開展，還需要根據隧道中可能出現的緊急狀況進行模擬，以便提前制定有效應急對策[4]。

例如，在檢測階段，需要判定控制中心是否能夠順利接收隧道內部的監控畫面，并在此基礎上，對各種系統的運行情況進行全面了解。當使用紅綠燈時，必須保證這類設施可以發出適當的警告信號，為車輛提供引導，讓車輛能迅速撤離。對于布置的指示牌來說，主要是保證事故信息發布的準確性，起到監控中心的控制作用，可以在車輛的行駛環節提供提示和指導。在突然斷電的情況下，應保證低壓配電系統能夠及時作出響應，在規定時間范圍內，維持隧道內部的緊急用電。在開展隧道機電設施整體檢測工作時，需要根據各個子系統在緊急狀態下實際所呈現的運行狀態和運行質量，將其作為檢測過程中的重點，能夠在車輛通過隧道時保障安全。

3.3 檢測技術全面創新

在開展高速公路隧道機電工程檢測作業時，對于內部照明設備的檢測，需要合理調節隧道內部照明設備的安裝距離和安裝位置，并檢查各個采光區域的亮度情況。在電線線路的安裝過程中，需要從接地保護措施著手，對接地保護的合理性進行查看。在機電設備設計規劃階段，需要科學控制布線環節，在布設完畢后，應避免電力線路與信號線路構成龐大的回路。另外，在雷暴天氣，當線路發生暫態電磁感應時，也要注意實際發生的過電壓，以免損壞設備。在隧道中，由于處于自然環境條件下，若部分機電設備屬于金屬制造，為保障短路、銹蝕、線路功能老化等問題檢測的有效性，需要對檢測人員的專業能力提出高標準和高要求，需要定期組織檢測人員開展培訓工作，不斷提高檢測人員的技術水平，在檢測過程中能夠篩選合適的技術和方法，促進檢測效率的提升[5]。

3.4 檢測方法的篩選和應用

在高速公路隧道機電工程中，所使用的機電設施涉及面具有廣泛性，并且涵蓋多個種類。在開展機電工程關鍵設施檢測工作時，需要掌握機電設備的故障類型，并采用有針對性的應對措施進行處理。

3.4.1 閉路電視監視系統

為判定閉路監控系統的工作狀態，需要將監控視頻傳輸信號的正常運轉，作為檢查過程中的重點內容，可以在傳輸信號通道的兩端位置，將其與視頻檢測設備連接，同時還需要連接電視信號發生器。在傳輸約2t 的彩色條帶信號時，通常由一臺電視信號發生器完成。根據信號傳送的色度、亮度、非線性等內容，使用視頻檢測器進行操作。

3.4.2 車輛檢測器

在排除設施故障過程中，可以使用車輛檢測器進行操作，應用采樣的方法，從過往的交通工具中隨機抽取100 個作為樣品。在此基礎上，利用關聯交通流量等重要參數，對探測器的運行狀況作出合理判斷，得到完整的探測器運行狀況評價結果。測試人員和測試設備相距50m，在該類位置中確保檢測人員能夠收集有效的數據資源，并在設備終端完成數據分析工作。根據所測量的檢測器數據，與隨機抽取的車輛通行數據做對比，判斷車輛在運行時是否處于穩定狀態。

4 結語

在我國高速公路工程項目的建設過程中，總體的覆蓋面積日益擴大，一旦涉及隧道工程項目建設，應突出內部機電設施運行的重要作用。做好隧道機電工程關鍵設施檢測工作，成為保障高速公路隧道內部行車安全性的關鍵，通過派遣專業技術人員，在掌握高速公路機電設施運行狀況時，還需要結合可能出現的故障，做好分類之后，篩選科學、有效的檢測技術，加強對故障的有效控制，盡可能地減少機電設施故障的發生。在有限的時間范圍內，盡快處理隧道中的突發事件，以保障隧道內部通行的安全性與穩定性，幫助我國高速公路工程事業實現穩定、健康發展目標。