李學(xué)剛

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,成都 610031)

由于大規(guī)模的客運專線鐵路建設(shè),特長隧道的長度新紀(jì)錄不斷刷新。鐵路隧道運輸安全引起了管理與建設(shè)有關(guān)各方的高度關(guān)注。隧道照明是確保隧道行車安全的輔助設(shè)施之一。有必要對鐵路隧道照明的標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計原則、供電方案、控制方式、運維管理進(jìn)行科學(xué)認(rèn)真地梳理、不斷總結(jié)與改進(jìn),提高隧道照明的可靠性、可用性、可維護(hù)性,發(fā)揮隧道照明在正常狀態(tài)下的舒適照明、維護(hù)照明作用,在事故狀態(tài)下的備用照明、安全照明、疏散照明作用。使得隧道照明能夠為鐵路安全運輸保駕護(hù)航,真正發(fā)揮它應(yīng)有的功能。

1 鐵路隧道照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的比較

筆者在鐵路電力設(shè)計圖紙審查工作中,查閱了現(xiàn)階段實施的與鐵路隧道照明有關(guān)的規(guī)范、規(guī)定,發(fā)現(xiàn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的差別較大,《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》(TB10063—2007)與客運專線、客貨共線鐵路暫行規(guī)定對于隧道照明的要求各不相同,事實上沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),不僅難以形成真正意義上的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,而且造成事實上的隧道照明工程設(shè)計混亂,這個問題值得引起業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)和專家的高度重視。

(1)《鐵路電力設(shè)計規(guī)范》(TB10008—2006)11.2.1條,鐵路隧道應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置固定照明、照明插座、應(yīng)急照明、警衛(wèi)照明及作業(yè)電源箱。

在專門定義“鐵路隧道供電及照明”的規(guī)范條款里,“根據(jù)需要設(shè)置”隧道照明,條款彈性太大,對于單線隧道、雙線隧道、曲線隧道、直線隧道各自在什么狀況設(shè)隧道照明,多長隧道設(shè)隧道照明,設(shè)計者執(zhí)行規(guī)范時容易產(chǎn)生歧義。按不同的設(shè)計者理解來設(shè)計,自然是無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

(2)《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》(TB10063—2007)10.0.9條,全長大于 1.0km的直線隧道和 0.5km的曲線隧道的疏散照明和疏散指示標(biāo)志的設(shè)置應(yīng)符合以下規(guī)定……:

而修訂文號——鐵建設(shè)[2009]62號該規(guī)范的第10.0.9條,修改為“5km及以上隧道應(yīng)設(shè)置照明和疏散指示標(biāo)志,并應(yīng)符合下列規(guī)定……”

該規(guī)范兩個版本比較,一是修訂版較 2007年版,相對來說安全性標(biāo)準(zhǔn)降低,設(shè)置照明要求的隧道長度值提高較大。二是該規(guī)范為綜合類規(guī)范,如果高速鐵路、客運專線、客貨共線、甚至普速鐵路,一律按此設(shè)計鐵路隧道照明,又與高速鐵路、客運專線、客貨共線相關(guān)暫行規(guī)定明顯沖突,造成隧道照明工程設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)相互矛盾。三是未見修訂版修訂理由的說明條文。

(3)《新建時速 200km客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]285號)6.4.1條,長度在 500m以上的隧道應(yīng)設(shè)固定式照明設(shè)施,500m以下的隧道應(yīng)在洞內(nèi)裝設(shè)照明插座。

這里有兩個問題,一是該規(guī)定與《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》修訂版差別太大。二是客貨共線鐵路設(shè)置照明設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)高于高速鐵路設(shè)置照明設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn),似乎也是不合適的。

(4)《新建時速 200～250km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號)7.7.4條,隧道內(nèi)照明設(shè)置應(yīng)考慮維修養(yǎng)護(hù)、緊急情況下的人員疏散及救援人員的通行要求,也應(yīng)考慮列車進(jìn)入隧道后亮度變化對旅客舒適度的影響,同時應(yīng)滿足下列規(guī)定:

①長度大于 100m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置固定的電力照明;

②長度大于 500m的隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)置應(yīng)急照明設(shè)備……

從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的角度來看,客運專線暫規(guī)高于客貨共線暫規(guī),對于設(shè)置隧道照明的要求標(biāo)準(zhǔn)較高,但是與修訂后的《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》沖突。

(5)《新建時速 300～350km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2007]47號)與《新建時速 200～250km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]140號)關(guān)于設(shè)置隧道照明的條款基本一致。

綜上所述,隧道照明設(shè)計規(guī)范、規(guī)定之間有關(guān)隧道照明的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),存在協(xié)調(diào)性、系統(tǒng)性、時效性等方面的問題。最近通過鑒定的“XX客運專線可研評審意見(初稿)”執(zhí)行隧道照明標(biāo)準(zhǔn)是:長度大于 100m小于 500m的隧道內(nèi)設(shè)照明插座,長度大于 500m的隧道設(shè)固定式電力照明,長度大于 5km的隧道內(nèi)加設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備。它既不完全執(zhí)行客運專線暫規(guī)的標(biāo)準(zhǔn),又完全不符合《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》,由此可見,隧道照明標(biāo)準(zhǔn)及執(zhí)行情況混亂程度不一般。鐵路相關(guān)規(guī)范、規(guī)定對設(shè)置隧道照明的要求詳見表1。

表1 隧道照明標(biāo)準(zhǔn)差異比較

2 鐵路隧道照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的分析

從隧道照明的目的與功能,來分析隧道照明的必要性、設(shè)置隧道照明的條件、探討確定隧道照明的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 隧道照明的目的

(1)滿足正常維護(hù)與檢修隧道、隧道內(nèi)的軌道、路基以及通信、信號、電力、排水等輔助設(shè)備的需要。滿足正常行車運輸安全需要。

(2)列車正常運行時,滿足旅客視覺舒適度的需要。

(3)隧道內(nèi)發(fā)生隧道坍塌、火災(zāi)、脫軌、人為破壞事故時,滿足旅客疏散逃生需要。

(4)滿足各類事故救援的需要。

隧道照明的功能著重在于隧道設(shè)施本身的正常運行、定期維護(hù)檢修和事故狀態(tài)的疏散和救援,因此設(shè)置隧道照明完全有必要。

2.2 固定檢修照明插座的設(shè)置

只有《新建時速 200km客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》提出明確規(guī)定,設(shè)計中常見有兩種方案,一是不設(shè)固定檢修照明插座,由機械化養(yǎng)路作業(yè)統(tǒng)籌考慮檢修動力與檢修照明電源。二是設(shè)固定檢修照明插座,供隧道養(yǎng)護(hù)臨時接串燈照明用。

目前,列車運輸緊張繁忙,維護(hù)維修“天窗”時間極為珍貴,要求安全可靠、高效準(zhǔn)點,隧道內(nèi)的檢修養(yǎng)護(hù)朝著自動化、機電一體化、實用快速的方向發(fā)展,傳統(tǒng)人工檢修養(yǎng)護(hù)作業(yè)越來越不能滿足要求。因此可以取消設(shè)置隧道照明插座的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 固定檢修照明

鐵路大部分規(guī)范、規(guī)定都有設(shè)置隧道固定檢修照明的相關(guān)規(guī)定,但是設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差異太大,有隧道長度 L＞100m,L＞500m,L≥5km三個標(biāo)準(zhǔn)。

觀點一,參照國際高速鐵路隧道照明標(biāo)準(zhǔn),隧道長度德國 L＞100m,日本 L＞200m,法國 L＞300m,應(yīng)設(shè)置隧道照明。我國高速鐵路隧道照明標(biāo)準(zhǔn)定為 L＞100m。

觀點二,按列車速度來決定設(shè)置鐵路隧道照明的長度標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)列車 1min能夠從隧道進(jìn)口跑到出口,那么,隧道內(nèi)可以不設(shè)置照明。根據(jù)這一觀點,高速鐵路 L≥300/60=5km、客運專線 L≥240/60=4 km、客貨共線 L≥180/60=3km應(yīng)設(shè)置隧道照明。這種觀點認(rèn)為,隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時,列車可在短時間內(nèi)(1min)沖出隧道,讓旅客在隧道外疏散。

觀點三,按建設(shè)項目投資、運行管理維護(hù)的現(xiàn)狀和運維成本來決定設(shè)置鐵路隧道照明的長度標(biāo)準(zhǔn)。這種觀點要求盡量少設(shè)隧道照明,一般要求 L≥5km設(shè)置鐵路隧道照明。

上述幾種觀點作為依據(jù)制定隧道照明標(biāo)準(zhǔn),各自都有其局限性,不應(yīng)當(dāng)過分強調(diào)某一方面,要用系統(tǒng)理論方法,從最大限度滿足隧道專業(yè)需求,滿足行車安全需求,兼顧我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)實際情況以及運維水平,統(tǒng)籌制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)或大體統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 關(guān)于應(yīng)急照明設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)急照明的重點是疏散引導(dǎo)、指示照明以及各類設(shè)備洞室的備用照明。從近期《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》條款的修訂,可以看出有關(guān)方面的意圖,是隧道內(nèi)列車在著火的情況下,列車堅持把著火的車輛拉出到隧道外,進(jìn)行人員疏散。這樣有利于救災(zāi),有利于疏散。把隧道 L≥5km或有緊急出口作為設(shè)置隧道應(yīng)急照明標(biāo)準(zhǔn),同時減少隧道照明投資,減少運維工作量。但是對于長度小于 5km的隧道,如果列車脫軌或者車頭著火癱瘓,停在隧道里面,沒有設(shè)置隧道應(yīng)急照明是不利于疏散的,有時造成的后果是非常嚴(yán)重的。

3 某鐵路工程項目隧道照明設(shè)計概況

3.1 電源選擇

3km以上隧道固定照明由兩路電力貫通線供電,其應(yīng)急照明由 2路低壓電源切換后經(jīng) EPS裝置供電。

3.2 供電方式

長度大于 3km的隧道,設(shè)洞內(nèi)箱式變電站,照明供電半徑不大于 1.5km。

3.3 應(yīng)急照明

長度大于 5km的隧道及其救援通道加設(shè)應(yīng)急照明,疏散照明及疏散指示標(biāo)識的設(shè)置符合《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》(TB10063—2007)。

3.4 照度標(biāo)準(zhǔn)

一般照明 ＞2lx,應(yīng)急照明 ＞1lx(距軌面最低照度)。

3.5 照明光源

金鹵燈、鈉燈、熒光燈、無極燈、LED、場致發(fā)光片可選。

3.6 燈具布置

以熒光燈為例,隧道正洞采用 36W直管熒光燈,間距 10m,平導(dǎo)及橫道采用 32W環(huán)形熒光燈,間距 15 m,安裝高度距軌面 3m。

疏散指示燈采用場致發(fā)光型,間距 20m,安裝高度距地 0.8m。并在距隧道相應(yīng)出口整百米處設(shè)燈光顯示標(biāo)志。

3.7 配線方式

隧道內(nèi) 10kV電纜沿電纜槽敷設(shè);照明主干電纜沿隧道壁掛墻明敷,分支引下電纜采用卡設(shè)方式。

3.8 接地型式

采用TN-S接地系統(tǒng),保護(hù)線從洞內(nèi)箱式變電站接地處起始接引。

3.9 設(shè)備材料

洞內(nèi)箱式變電站、燈箱、柜采用成套電控設(shè)備,具有防潮、防震、防腐功能;設(shè)防災(zāi)救援的隧道內(nèi)照明電纜采用 B級阻燃耐火型電纜。

3.10 照明控制

采用智能照明控制系統(tǒng),實現(xiàn)就地人工、自動、遠(yuǎn)程多種控制方式,自動電能計量與管理,光源狀態(tài)監(jiān)視等功能。

某隧道照明設(shè)計的配電與控制系統(tǒng)見圖1。

4 對隧道照明標(biāo)準(zhǔn)修訂的幾點建議

在對規(guī)范規(guī)定學(xué)習(xí)理解的基礎(chǔ)上,結(jié)合隧道照明設(shè)計的實踐,提出幾點建議,以求對隧道照明標(biāo)準(zhǔn)修訂起到拋磚引玉的作用。

4.1 盡快制定相對統(tǒng)一的鐵路隧道照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)是前提,是工程設(shè)計的依據(jù)。不能說某隧道照明設(shè)計符合客運專線暫規(guī)的相關(guān)規(guī)定,而不符合《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》,這種現(xiàn)象不應(yīng)當(dāng)繼續(xù)下去。要維護(hù)設(shè)計規(guī)范的科學(xué)性、權(quán)威性、系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性、統(tǒng)一性。

4.2 鐵路隧道照明標(biāo)準(zhǔn)制定目的和需求

以隧道專業(yè)的功能需求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、運行維護(hù)、事故幾率、隧道事故與火災(zāi)歷史數(shù)據(jù)、對鐵路運輸影響的安全評估等多種因素統(tǒng)一考慮。

從發(fā)展的趨勢來看,隨著運維技術(shù)和救援技術(shù)水平提高,新型綜合檢測維護(hù)車、救援車、消防車的應(yīng)用,逐步減少設(shè)置隧道照明范圍。建議研發(fā)機動、快速、高效的機電一體化、自動化、智能化的養(yǎng)路作業(yè)車,一攬子解決養(yǎng)路作業(yè)動力與檢修照明電源問題。

圖1 某隧道照明配電與控制系統(tǒng)示意

建議現(xiàn)階段以《鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范》為基準(zhǔn),不分高速、客運專線、客貨共線、普速鐵路統(tǒng)一規(guī)定:3 km以下隧道由隧道養(yǎng)護(hù)車提供運維作業(yè)動力與照明電源,不設(shè)置照明插座。鐵路長隧道(3～10km)、特長隧道(≥10km)設(shè)置固定照明和應(yīng)急照明作為統(tǒng)一的照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。同時根據(jù)隧道工程現(xiàn)實情況開展專題研究,補充鐵路超長隧道(≥20km)照明的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 確定安全可靠的照明設(shè)計原則

“以人為本、服務(wù)運輸、強本減末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”是鐵路基建的建設(shè)理念。實現(xiàn)隧道照明的基本功能,安全性方面,要為隧道及其輔助設(shè)施的運行維護(hù)提供服務(wù),同時電氣照明設(shè)施自身不會給運輸帶來任何危害。長隧道及特長隧道的電氣設(shè)備材料,采用具有阻燃耐火性質(zhì)的設(shè)備與材料?？煽啃苑矫?要做到免維護(hù)、少維修,主要設(shè)備年故障率 ＜3‰。應(yīng)用新型節(jié)能電光源、計算機控制、網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù),更新隧道照明設(shè)施及其控制系統(tǒng),調(diào)理隧道照明投資成本、運維成本與鐵路行車安全、防災(zāi)救援需求的矛盾,優(yōu)化實施隧道照明工程。系統(tǒng)性方面,隧道照明作為隧道系統(tǒng)中的一個組成部分,與隧道通風(fēng)、電話告警、應(yīng)急廣播和各種輔助設(shè)備形成有機聯(lián)動與協(xié)調(diào)運作。

4.4 采用先進(jìn)的計算機控制技術(shù),確保隧道照明可控性

為充分發(fā)揮隧道照明的作用,長大隧道和特長隧道設(shè)置智能照明控制系統(tǒng),實現(xiàn)就地人工、現(xiàn)場自動、遠(yuǎn)程自控等多種控制方式,提供電能計量與管理、光源狀態(tài)實時監(jiān)視等功能,并接入隧道機電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。

綜合應(yīng)用計算機、測控、網(wǎng)絡(luò)、載波技術(shù)控制隧道照明,發(fā)揮其正常功能。例如現(xiàn)場加以聲光感應(yīng)控制,列車來了,點亮固定照明,列車離開隧道,關(guān)閉照明。由于具備了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,能夠確保隧道固定照明根據(jù)需要點亮或關(guān)閉,運行在節(jié)電狀態(tài)。

當(dāng)隧道發(fā)生事故時,通過行車調(diào)度和電力調(diào)度,能夠及時開啟隧道的救援設(shè)施和應(yīng)急照明系統(tǒng),幫助旅客迅速離開事故地點,得以安全逃生,引導(dǎo)救援人員快速救災(zāi)、快速恢復(fù)正常運輸秩序。一個先進(jìn)的隧道智能照明系統(tǒng),完全可以起到既能滿足隧道專業(yè)的功能需求,確保運輸安全,又能節(jié)約運維成本、達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的目的,真正實現(xiàn)鐵路隧道照明“按需亮燈”的最高境界。

[1] TB10063— 2007,鐵路工程設(shè)計防火規(guī)范(修訂版)[S].

[2] TB10008— 2006,鐵路電力設(shè)計規(guī)范[S].

[3] 鐵建設(shè)[2007]47號,新建時速 300～350km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S].

[4] 鐵建設(shè)[2005]140號,新建時速 200～250km客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S].

[5] 鐵建設(shè)[2005]285號,新建時速 200km客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定[S].

[6] 李學(xué)剛.200km/h客貨共線鐵路隧道照明配電與控制[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2005(3).

[7] 朱 渝,等.基于單片機的隧道照明燈智能控制器[J].節(jié)能,2006(7).

[8] 李小會.200km/h客貨共線鐵路隧道照明工程技術(shù)改進(jìn)[J].鐵道建筑技術(shù),2007(S1).