公路隧道机电设备安装改进的探讨

公路隧道机电设备安装改进的探讨
摘要：近些年来，国民经济水平提升，城市化进程速度加快。

与此同时，国民出行需求有所上升，逐渐提高对出行质量的要求。

为满足民众日益增长的生活需求，公路工程项目规模不断扩大。

在公路工程项目施工中，公路隧道机电设备安装是重要的施工内容。

隧道机电设备安装质量，会对公路工程项目施工整体质量有直接影响。

受多种因素影响，仍有部分公路工程施工单位缺乏对隧道机电设备安装改进的重视。

基于此，文章以四川省绵竹至茂县公路为例，首先阐述公路项目概况。

其次，分析公路隧道机电设备安装设计。

最后，研究公路隧道机电设备安装改进措施。

关键词：公路；隧道；设备安装
前言：现阶段，我国城市基础设施及交通体系日益完善。

公路工程项目，作为基础设施，是交通体系的重要组成。

我国地大物博，不同区域的地形地貌条件存在明显的差异。

区域不同的地质环境，公路项目施工也存在不同。

对于山丘较多的区域，在公路修建时通常需要开设隧道。

特别是四川、福建等地区，公路隧道数量较多。

公路隧道在车流量多、光线不足等多种因素的影响下，容易引发交通事故。

若公路隧道远离市中心或是维护站，在隧道机电设备发生故障时，维护的难度较大，且耗时、成本均较高，会造成资源的浪费，影响车辆在公路隧道的安全性。

从此种角度来看，本研究有现实价值和意义。

1项目概况
为进一步明确公路隧道机电设备安装改建的作用，文章以四川省绵竹至茂县公路（以下简称“绵茂公路”）为例，展开分析。

该公路是东西向的干线公路通道，从绵阳市、德阳市至阿坝州。

公路向北与123线国道连接，能够到达四川闻名的九寨沟风景区和黄龙寺，公路向西与317线国道连接，可途径马尔康和甘孜后，进入到西藏。

通过对该项目的分析，其应用的公路修建标准是《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）中，所规定的双车道二级标准。

公路路基宽是
12/10/8.5m，时速为40km/h，荷载以公路-I级为主。

绵茂公路修建时，分两个
阶段设计。

其一，初步设计；其二，施工图设计。

四川省交通运输厅于2012年4月，对该公路中的汉旺至牛圈沟段初步设计文件给予批复。

同年9月，对该段施
工图设计文件给予批复。

在施工图设计中，公路全线设隧道总共为14座，总长
度是22708m。

施工期间，东河段在2017年发生重大变更，将二河口隧道取消，
对滴水岩隧道长度进行调整，增设河东隧道。

随后两年，河坝段也发生重大的变更，河坝隧道的长度增加。

经变更后，隧道共计为11座，此次关于机电变更的
设计，针对的是在建段11座隧道。

2 公路隧道机电设备安装设计
2.1摄像机支架优化设计
在公路隧道机电设备安装过程中，应将彩色球机数字监控摄像机安装到车行
横洞紧急停车带正上方。

通过此种安装方式，确保车辆在横洞内的行车安全性，
方便对横洞内防火卷帘门开启情况、紧急停车带停车情况的观察，同时也可了解
到其他车辆在隧道内的行车状态。

依据公路机电验收的相关标准及行车安全要求，摄像机在隧道内的安装，需要超过地面至少5.5m，避免摄像机过高或过低。

若安
装过高，可能无法将车行横洞内的状况完整的展示出来；若安装过低，可能会导
致监控前后的行车范围受到限制，增加摄像机的支架长度，会降低摄像机支架的
稳定性。

一般来说，支架长度在1.2m左右，以不锈钢的材质为主[1]。

对其他公
路隧道的摄像机支架机构进行分析，发现多数公路隧道摄像机多采用吊装型无斜
撑固定支架。

分析其原因，主要是四川境内山丘较多，可能会形成较大风力，可
能会晃动球机和支架，导致监控图像发生抖动，影响支架稳定和行车安全。

从力
学角度来看，球机和支架不仅受行车方向风力的影响，也与隧道内的横向风力有关。

所以在优化设计摄像机支架时，要同时增加纵向和横向支撑。

拉杆的调节板，可选择双D孔设计，通过调节拉杆的方式，对长度加以固定[2]。

通过对摄像机支
架优化的设计，绵茂公路部分工程竣工验收时，支架并未发生晃动，监控的图像
清晰，质量符合施工标准。

2.2通行灯改进设计
对绵茂公路隧道进行分析，每座隧道口安装的通行灯为20套，由隧道洞室
内PLC柜开关模块，实现对通行灯的控制。

在道路交通中，通行灯是最为常用的[3]。

将通行灯安装在绵茂公路隧道中，能够实现对交通的有效管制，使交通灵活
性更强，提升路段道路通行能力，降低交通事故发生率。

灯体、支架、控制器和LED灯珠等，是通行灯的主要组成。

供应商所生产的通行灯，多为一体化的灯具，具有控制板集成化的特点，灯体与控制器整套合成一体，能够直接安装，工艺流
程相对简单，安装用时和成本较少。

据不完全数据统计显示，LED灯珠寿命超过
10万h。

即便灯珠24h常亮，也可使用9万h左右。

不过实际公路施工中，通常
在2年就要维护通行灯。

分析其原因，集成控制板电子元器件寿命，与LED灯珠
相比要更短。

公路隧道对通行灯进行维护时，通常要先向交通部门报备和审批，
方案审批通过后方可布控，开展高空作业。

作业的成本高，耗时长，有一定的安
全风险[4]。

在绵茂公路通行灯改进设计中，与供应商沟通交流后，对灯具的结构
优化，分离了灯具控制板和灯体灯珠。

将灯体、灯珠和支架为一体的部件，安装
到隧道顶部，其寿命较长。

在人行通道隧道壁控制箱中，安装控制板，控制箱与
地面距离至少为1.5m，用于对附近隧道口通行灯的控制。

与此同时，改进集成控
制板时，将其划分成模块板1和2。

即便控制板损坏，在维修养护时也并不需要
高空作业，只更换木板块即可。

此种方式，有效地节省了人力成本。

2.3UPS与电缆优化设计
基于《公路工程技术标准》中的相关固定，绵茂公路隧道中所涉及到的电力
负荷，均为一级负荷，包括通讯、照明和信号等。

原本备用电源，以分散式UPS
为主[5]。

在每个隧道洞室中，安装小型的UPS不间断电源，作为备用电源，用于
各分段隧道的通讯、照明和信号等。

在过保质期后，部分UPS及电池因储能不足，需要经常维护。

而UPS的分布方式相对分散，不够集中，会降低维护的效率，加
大作业难度。

针对此种现象，可从集中UPS的方式，对其进行优化设计。

集中
UPS至隧道口，将其置于箱变房中。

于隧道左侧和右侧洞配电房中引1路干线，
置于隧道口的箱变房，作为UPS电源柜，经过UPS分别输出到各懂事，作为通讯
和照明等。

此种方式下的UPS与洞室距离较大，会加大线损程度。

所以在设计时，可选择三相UPS，使三相平衡，与压降要求相符合。

对电缆进行分配时，要坚持
远小近大、三相平衡原则。

也就是说，远端电缆负荷小，近端负荷大，实现电缆
压降的控制[6]。

最远与最近为一项；较远与较近为一相；中间为一相。

通过对
UPS与电缆优化的设计，绵茂公路的现场维护次数明显减少，从整体上提高了工
作效率。

3 公路隧道机电设备安装改进措施
3.1做好安装检查准备及LED试灯检测
在公路隧道机电设备安装改进过程中，应结合机电设备安装现状，做好安装
检查准备及LED试灯检测。

一方面，做好安装检查准备。

由专业的安装技术人员，对机电设备安装现场及条件进行全面检测。

检查时，要观察螺母和螺栓的松动情况，对设备焊接部位进行检查，确保焊接部位无裂纹或是气孔，对管道接头的牢
固性加以检查。

同时，要对电路布线情况进行检查，确保电路布线整齐，确保关
键部位的设备都正常运行。

另一方面，做好LED试灯检测[7]。

汽车的交流发电设备，会对发电机系统运行水平产生较大的影响。

硅整流器是设备的主要构成，若
设备短路，发电机正负极无法连接。

LED灯，可作为短路故障的判断标准。

在检
修时，人员可连接发电机和LED等。

汽车发动机启动后，若LED灯的运行比较稳定，则发动机无故障；反之，发动机有故障。

3.2按照机电设备安装设计要求施工
公路隧道机电设备安装改进期间，按照机电设备安装设计要求施工，是十分
有必要的。

公路隧道机电设备安装质量，关乎到车辆运行安全性及车内民众的生
命安全。

在选择机电设备、改进机电设备安装时，都要由专业技术人员制定[8]。

安装人员安装机电设备前，要对其展开系统专业的培训，从根本上提高安装人员
的技能水平。

安装时，安装人员要严格按照机电设备安装设计标准及要求，规范
施工，不可随意对安装步骤更改，避免在机电设备安装时留下安全隐患。

公路隧
道机电设备安装流程顺序，经过严苛技术论证和专业评委会审批，与公路隧道工
程施工方案相符。

任何改动都可能会造成施工不合理，降低整体施工质量，对公
路隧道机电设备安装工程进度产生影响。

结语：随着我国工业化进程的加快，基础设施建设水平不断提升。

在新的发
展形势下，公路隧道建设里程有所增加，同时加大了隧道施工及后期维护的难度。

重视公路隧道机电设备安装的改进，可以从整体上提高隧道机电设备安装质量，
对于维护施工安全有重要作用。

文章在明确公路隧道机电设备安装设计的基础上，分别从做好安装检查准备及LED试灯检测、按照机电设备安装设计要求施工等方面，研究公路隧道机电设备安装改进措施。

期望在本次相关内容探讨下，能够为
日后提高公路隧道机电设备安装水平提供建议。

参考文献：
[1]倪双静.基于NSET的高速公路隧道机电设备故障预测模型的设计和实现[J].中国交通信息化，2021，25(S01):5.
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