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1、公路 隧道 2 0 1 2年第 1期 总第 7 7期 厦 门翔安隧道照 明调光 系统 方案分析 尤三伟 中铁一局集团电务工程有限公司 西安7 1 0 0 5 4 摘 要根据厦门翔安海底隧道工程特点 按照系统的配置 功能 灯具选型等 介绍其系统构成 阐述了其系统 的调光原理 并叙述了其荧光灯调光模块和调光设计标准 并给出了隧道调光模拟计算值 使该隧道的照明系统产 生了明显的节电效益 产生了较好的社会经济效益 关 键词海底隧道照明调光系统方案分析 1 概述 厦门翔安隧道是 国家重点工程 中国大陆建设 的第一条海底 隧道 长度 达6 0 4 8 k m 项 目照明工 程是其重要的组成部分 其 中调光
2、 系统 的设计是其 重要 的一 环 2 系统组成 I I l I l L 2 1 系统构成 照明调光系统 由监控 中心计算机 RS 4 8 5 US B 信号转换器 调光模块 光照度探测器 调光应用软 件及 S TP 5屏蔽双绞组成 所有模 块按 菊花链式 连 接组成分布式 Dy Ne t网络实现数据 的传输 和隧道 灯具亮度的调节 系统具有随外界环境 自动调节亮 度 自动定时调节亮度和手动控制功能 图 1 图 1 照明调光 系统构成 图 2 2系统配 置 通过安装于各 照明配 电箱 内的 D M6 1 1 0 一F D 调光模块和 D M6 2 0调光模块实现对照明 回路的调 光控制 安装于
3、隧道 出口处的 DS T 1 1 环境光照度探 测器可 以根据外界光线的变化 自动调节隧道内部的 灯光亮度 控制主机可以按照预先设定 的时间 全年 3 6 5 d自动切换各种照明场景 通过安装于控制室的 D C P 6 1 0 0面板 可以对照明 回路按照预先设 置好的 模式进行手动控制 安装于各配电箱中的 D R 4 8 5网 桥组成通信网络 以保证控制信号的稳定传输 系统采用 分布式 照明控制 模 块化 结构 采用 R S 4 8 5国际标准工业控制总线 可根据需要灵活分 区 各分区可以分别独立控制 也可以集 中控制 2 3系统功能 照明调光系统配有手动与 自动操作的切换装置 进行手动开灯
4、或关灯操作 并能进行锁定 在 自动状 态下可按预先设定进行各种亮度 调节 具有按序启 动功能 可避免灯具集中启动时的浪涌电流 并且启 动间隔时间可任意修改与设定 调光模块 自带回路保护功能 具有 3种以上调光 曲线 可以满足不同光源的调光需要 且 自带软启动 软关闭功能 能避免启动和关闭的瞬间灯具所受到的 冲击 以延长灯具使用寿命 系统具有特定灯具 如 高压钠灯 延时启动功能 可根据需要随时通过软件 设置再启动延时时间 当灯具 回路关闭后 在再启动 延时时间内 回路输 出为关闭状态 一直到延时时间 过后回路才打开 通过这个手段有效保护灯具 25 公路 隧道 2 0 1 2年第 l 期 总第 7
5、 7期 2 4 灯具选型 1 照明灯具安装与选型 工程隧道照明灯具安装在电缆桥架 的下方 电 缆桥架安装距路 面 6 5 m 以上 的隧道顶部 灯具底 面距路面最高点安装高度为 5 7 m 隧道照明方案 为基本段采用 5 8 W 单管荧光灯 两列排布 2 m 间隔 的荧光灯带照明 洞 口加强段按人 口段 过度 1段 过度 2段 出口段两列排布 增加高压钠灯作为加强 照明 服务隧道照明方案为 5 8 W 双管荧光灯 单列 排布 6 m间隔荧光灯照明 2 荧光灯光带照明特点 荧光灯方案灯具有着极高的均匀度 特别是通 过无级调光控制 洞内亮度变化舒顺平缓 由于灯具 密集 车辆没有暗影响 营造 出类似
6、于白天的照 明效 果 荧光灯连续设置 连续带状照明 可以为隧道内 营造一种较好的景观 且有利于诱导驾驶员的视线 非常有利于交通安全 3 调 光原 理 3 1 调光 原理 调光系统高压钠灯采用前沿相控调光器 荧光 灯采用荧光灯高频电子调光镇流器控制器 加强段的调光控制是根据洞外亮度仪检测的环 境亮度值 依照此值设定设置加强段调光 荧光灯的 调光 根据 照 明分级 进行 无级 调光 前沿相控调光器调光控制原理 前沿相控调光 器是在正弦波过零后按调光量的要求控制在某一角 度导通可控硅切割正弦波 直到下一个过零点 由于 正弦波反向可控硅被关闭来调节输出电压幅值的控 制方式 图 2 0 图 2 照明调光
7、系统前沿相控原理图 系统照明工程 中 高压钠灯安装在人 口段 过渡 1 段 过渡 2段 出口段 参照光强度检测器实时采 集外界光照度 通过前沿相控调光器控制开启钠灯 的灯路 从而达到调光的 目的 2 6 3 2荧光灯调光模块 荧光灯高频电子调光镇流器控制器调光控制原 理 光强度检测器实时采集外界光照度 并经过其 内 部 C P U 的数据处理和比较 按照预先设定 的程序 给隧道洞内荧光灯调光控制器发出调节荧光灯亮度 的指令和数据 经调 光控制器 内部 C P U 的数据处 理和信号转换 向荧光灯可调光 电子镇流器输出 1 一 I O V控制信号 从而连续无级地调节荧光灯亮度 由于隧道内要求调光
8、 的荧光灯功率型号均相 同 所 以可以实现对荧光灯的调光 3 3 调 光设 计标 准 1 当在同一照 明位置有 多条相 同灯具的 回路 时 宜选用同类型的调光器 2 荧光灯调 光 由于控制 电缆 的线损 根据经 验 由于每个调光镇流器所需控制 电流约为 2 mA 一 般调光器的每个 1 一I O V直流控制 回路的容量为 1 0 0 mA 因此 调光模块 的每个 直流控制 回路可带 负载 5 0只镇流器 3 相控调光 当灯路数量较多且每回路功率较 大时 尽量选用便于j相 负载平衡供 电的多路大功 率输出调光 器 当灯路 数量 多且 每个 灯路 功率 在 1 l O O W 以下时 可选用单相供
9、 电的调光器 可考虑 在模块之间进行三相负载平衡 4 控制电缆是低压小信号通信线 为避免受交 流强电源的干扰 控制 电缆有与交流电源线平行走 线 至少要保持 4 0 0 mm 的间距 布线走线时控制 电 缆要求穿管 5 加强段荧光 灯亮度贡献较小 可 以不调光 只对钠灯进行相控调光 6 加强段调光按照 5 个等级 晴天 多云 阴雨 天 傍晚和深夜 7 应急照明与系统 同步工作 即平时采用调光 方式 以保证隧道照度均匀性 市 电故障或停电时 自 动切换至 1 0 0 亮度 充分保证应急照明 3 4 隧道调光模拟计算值 厦门翔安隧道照明在满足节能的前提下 尽量 采用较高的标准 充分保证驾驶员视觉
10、的舒适性和 视线诱导性 为隧道 内营造一个舒适的景观 设计 要求各照明段亮度分别为 第 1 段 入口段 照明设计亮度不小于 1 4 0 c d n 1 2 长度为 8 4 m 第 2段 过 渡 1段 照 明设 计 亮 度 不 小 于 4 2 c d m2 长度为 7 2 m 下转 第 3 3页 易震宇侵蚀性地下水环境 的公路隧道结构设计对策 混凝土配合比设计 一般按以下两种情况进行 一 是按设计要求的强度 即按正常要求 的强度 进行 配合 比设计 二是按密实度要求 即按最大水灰 比和 最小水泥用量的要求 进行配合比设计 但强度等级 往往大于前者 腐蚀环境 中的混凝土配合 比设计 必须取用上述两
11、种情况中强度等级较高者 4 侵蚀性地下水 区域隧道设计 工程 实例 湖南省某高速公路 勘察 中采取地表水 泉水进 行水质分析 报告反映泉水 中侵蚀性 C O 超标 由此 推断地下水具有弱腐蚀性 由于水质分析所取水样 位置高程低于隧道标高 并距离隧道有一定距离 报 告定性只能对隧道设计施工提供参考 考虑到隧道主要过水部位为隧道 中心排水管 为保证结构材料的耐久性 决 定全线 隧道 中心排水 管材质均修改为 C 3 5钢筋混凝 土结构 对于隧道 是否处于弱腐蚀性地下水作用及地下水 的侵蚀性程 度 应采用现场检测 动态检测来确定 若开挖后现 场隧道裂隙水 地下水具有弱腐蚀性 侵蚀性 C O 超 标
12、即存在炭化腐蚀现象 则应以提高喷射混凝土 抗渗性为主要措施 防止地下水对结构的损 害 具 体措施为 1 洞室开挖后即在围岩渗水处布设排水半管 2 喷射混凝土按水泥用量的 4 9 6 添加抗渗剂 3 隧道防水层 中环 向盲沟视 喷射混凝土渗水 情况而增加 5 结 语 目前 侵蚀性地下水环境条件下的隧道抗腐蚀 研究成果不多 已有成果也都偏重于抗侵蚀混凝土 的添加剂研究和配合 比研究 笔者认 为隧道 防侵蚀 没有千篇一律的设计 应对具体侵蚀介质 腐蚀产生 的原因 机理 针对性地采取措施进行结构的防腐蚀 设计 使隧道在合理的使用周期 内不会因地 下水 的 侵蚀作用而影响结构安全 达到可持续发展 的目标
13、 L S S l L舢 址 l L S l L 址 S l L 址 S I L S l L 址 S I L 址 址 址 jI L姐 S I LjI L 1 址 S 址 S l L 1 l l上 S 址 址 址 址 址 址 址 上接 第 2 6页 第 3段 过 渡 2段 照 明设 计 亮 度 不 小 于 1 4 c d m 长度为 9 6 m 第 4段 基本段 照明设计亮度不小于 4 5 c d m 2 第 5段 出 口 段 照 明 设 计 亮 度 不 小 于 2 2 5 c d m 长度为 6 0 m 亮度总均匀度不小于 0 4 纵 向均匀 度不小于 0 7 根据设计要求 考虑到车流量与车速等
14、情况 通过计算 我们得 出隧道在早 上 中午 夜晚 3种情 况下各照明段的亮度值 4 总 结 调光系统是本项 目的重要组成部分 是本照明 工程的亮点 采用照明调光系统的设计不仅能达到 照明控制智能化 操作简便 节约能源 降低运营管 理成本 并且在满足安全行车照度的同时 使照明效 果更加舒适 美观 参考文献 1 黄琳 大坪里隧道特殊灯光带的景观照明设计 J 公路 2 0 0 9 3 2 1 8 O 一1 8 2 2 文波 浅析城市公路隧道照明设计 J 硅谷 2 O l O O 7 1 1 2 3 包桂钰 高速公路隧道照明节能技术应用实践 J 交 通信息产业 2 0 0 7 1 1 3 6 3 7 4 王飞 陈刘伟 王岩 现代隧道照明技术研究I J 河南科技 2 0 0 9 8 7 4 7 5 3 3
