高速公路机电工程联合设计阶段方案的优化

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高速公路机电工程联合设计阶段方案的优化

发布日期： 2012-07-19 发布：  

  2012年第11期目录       本期共收录文章20篇

　　中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A
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　　摘 要：本文结合西部开发省际公路通道重庆至长沙公路武隆至水江段高速公路机电工程联合设计的具体情况，探讨了如何根据工程的实际情况，有针对性地进行联合设计阶段的方案优化。
　　关键词：高速公路 机电工程 联合设计 方案优化
　　随着我国社会经济和公路建设的快速发展，高速公路建设机电工程项目与维护工程项目日益增多。机电工程在高速公路总造价中所占的比例虽不大，但其地位却十分重要，是发挥高速公路经济效益、保障行驶安全必不可少的配套设施，是高速公路现代化、智能化的标志之一。
　　由于机电工程从国家批复初步设计到开始实施机电工程建设通常有三年或更长的时间差(一般在完成路面工程施工以后进行)，而机电工程属于高技术产业，其更新周期非常快，因此，机电工程实施施工之前的联合设计就显得尤为重要。
　　本文结合武水高速公路机电工程联合设计的实际情况，分析山区高速公路机电工程联合设计阶段如何结合工程具体情况来进行方案优化。
　　一、武水高速公路简介
　　西部开发省际公路通道重庆—长沙公路武隆—水江段高速公路(以下简称“武水高速公路”)，是国家重点干线公路宁波—樟木公路的重要组成部分，是重庆市“二环八射”主骨架公路网中重要的射线之一，也是连接我国西南、中南、东南地区的重要横向经济干线，是连接重庆市东南部老、少、边、穷地区的交通要道。
　　笔者参与了西部开发省际公路通道重庆—长沙公路武隆—水江段高速公路项目机电工程SWJD1合同段的具体施工过程。重庆—长沙公路武隆—水江段高速公路隧道群现场监控设施按A级设置，包括完善的监测设备、报警设备、控制和诱导设备。
　　项目全长为54.981 km(合同工程起止桩号：K8+070.3~K49+360，SWJD1标段的施工时间为2009年2~9月)，设计时速80 km/h，全线共有7座隧道。
　　二、联合设计过程中的优化
　　（一）监控方案的优化
　　“水武路白马—武隆段，，全长23 km，隧道就占了21 km左右，隧道之间基本都是桥隧相连，因此密集隧道群的安全营运就应该是头等大事。”鉴于密集隧道群的营运安全，对监控方案进行优化。
　　1.羊角隧道与大湾隧道间土建实施中预留了开口部，为了有效控制交通运行状态，保障营运安全，可在大湾隧道左线入口(ZK20+878)增加一套4可变交通信号灯。
　　2.根据《公路隧道交通工程设计规范》JTG/TD71-2004： 6.3.4“高速公路隧道的A级、B级隧道易采用控制法-1；”“控制法-1：检测洞口内外亮度值，经计算处理后，控制隧道内的照明工况。”
　　（1）原设计武隆隧道和大湾隧道(长沙侧)各有一个洞外亮度检测器，由于本路段隧道群比较密集，为保证车辆安全，可在黄草岭和羊角隧道洞口(长沙侧)各增加一个洞外亮度检测仪，并且在4个隧道内进洞口增加洞内亮度检测仪，共8个洞内亮度检测仪，以便对洞内照明进行有效控制(照度仪预留预埋土建已做)。
　　（2）本合同段投标文件中亮度检测器型号为REGAL公司生产的REGALLUX CS201检测仪，CO、VI、风速风向监测器为英国CODEL公司的产品，2标上述3种产品均采用CODEL公司的产品。为了便于全线设备的统一管理和维护，可将亮度检测器改为英国CODEL公司的隧道亮度计(洞外)型号：LU-100；隧道照度计(洞内)型号：LU-201。
　　3.JTG/TD71-2004，关于检测器的设置位置，主要考虑：①因通风气流横向分布是不均匀的，CO、VI、WS仪的采集点位置应能代表采集断面的平均值，减少气流及浓度在局部分布的变异给采集带来的不利影响；②对于纵向射流通风，应避免在射流风机风口处附近断面设置采集点，以减少检测误差。而在两组风机中间部位气流较均匀，采集数据较稳定；③风速数据受气流分布影响最大，在洞口附近设置风速仪应尽量减少这种影响，其位置离洞口轴线距离10倍隧道断面当量直径量是从流体力学的角度提出的要求。
　　两阶段施工图设计CO、VI和风速风向检测器布置如下：武隆隧道在ZK9+310、K11+520附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器；黄草岭隧道在ZK13+850、K16+315附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器；大湾隧道在ZK18+392、K20+492附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器；羊角隧道在ZK22+170、ZK24+390、K24+415、K26+630附近各安装一套CO、VI和风速风向检测器。
　　根据《公路隧道交通工程设计规范》JTG/TD71-2004及《重庆高速公路发展有限公司关于在建项目若干投资控制措施的会议纪要》第16条：“原则上无竖井通风的隧道(单向)设置两套CO、VI、风速风向仪，分别在隧道中部设置一套，隧道出口设置一套。有竖井通风的隧道设置不超过四套。”据此原则，提出优化方案如下：
　　（1）武隆隧道(4.8 km)保持原设计在ZK9+310、K11+520桩号两套CO、VI和风速风向检测器不变的情况下，K9+160、ZK11+650桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
　　（2）黄草岭隧道(3.25 km)保持原设计在ZK13+850、K16+315桩号两套CO、VI和风速风向检测器，并且在K14+315、ZK15+850桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
　　（3）大湾隧道(2.8 km)保持原设计在ZK18+392、K20+492桩号两套CO、VI和风速风向检测器，可在K19+470、ZK19+492桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
　　（4）羊角隧道(6.67 km)保持原设计在ZK24+390桩号(左洞轴流风机监测点)、K24+415桩号(右洞轴流风机监测点)，ZK22+170、K26+630桩号4套CO、VI和风速风向检测器不变的情况下，在ZK25+720和K23+540桩号各增加安装一套CO、VI和风速风向检测器(土建单位已对增加设备做了预留预埋)。
　　以上共增加8套CO、VI和风速风向检测器。
　　（二）CCTV系统
　　CCTV子系统在本路监控系统中的作用是提供肉眼可见的现场实时监控图像，为工作人员观察现场情况提供支持；为视频事件检测系统提供图像源；为控制子系统提供图像源；为高层级监控系统提供图像源。
　　根据招标图纸和两阶段施工图统计，隧道CCTV
　　1.按照统计表实际工程量来计算摄像机、视频光端机、视频分配器、硬盘录像机、编码器、图像三层以太网交换机的数量。
　　2.鉴于2#、3#通信站图像数量众多，根据以往施工经验，为使设备之间接线整齐、合理，以上两个通信站设备柜内光端机至视频分配器、视频分配器至硬盘录像机和编码器视频线缆可以采用SYV75-3，并相应减少SYV75-5工程量。
　　3.经复核施工图纸、工程量清单、技术规范，只有黄草岭隧道长沙端和羊角隧道重庆端有通信站，通信站里用到视频编码器和硬盘录像机，而四路KVM切换器用于4台盘录像机的切换，两路码控制合成器用于解决隧道口一体化球机远程控制和现场站控制的总线冲突问题，因此，取消武隆隧道四路KVM切换器一台，2号和3号通信站规格调整为八路KVM切换器；取消武隆隧道两路码控制合成器一台，2号通信站应设置两台，3号通信站应设置3台。
　　三、结 语
　　本文通过实例分析，进一步说明了高速公路机电工程联合设计阶段控制方案优化的可行性和有效性，对施工单位在高速公路机电工程的实际施工中具有较大的实用价值。
　　参考文献：
　　[1] JTG /TD71-2004.公路隧道交通工程设计规范[S].
　　[2] (英)斯林(Slinn，M. )、(英)盖斯特(Guest，P. )、(英)马修斯(Matthews，P.).交通工程设计：原理与实践：principles and practice[M].姚丹亚译.北京：北京电子工业出版社.2008.

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