高速公路隧道機電工程關(guān)鍵設(shè)施檢測技術(shù)研究

李博悟

（貴陽電氣控制設(shè)備有限公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

基于道路交通行業(yè)長期發(fā)展背景，探究高速公路隧道工程建設(shè)過程中的安全問題，在及時解決并提供安全運行環(huán)境時，才能夠為養(yǎng)護工作的開展帶來便利?；诟咚俟匪淼纼?nèi)部的封閉狀態(tài)，為保證交通運行的通暢性，重點控制機電工程相關(guān)設(shè)施的運行狀態(tài)，做好評估、維護等多個方面的工作時，按照要求改進機電設(shè)施，維護機電設(shè)施的可靠運行狀態(tài)，保障高速公路隧道段各項工作正常運轉(zhuǎn)。

1 高速公路隧道機電工程中的設(shè)施分類

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

1.1 隧道照明設(shè)施

在車輛經(jīng)過高速公路隧道時，為提供充足的光照度，滿足駕駛?cè)藛T的通行需求，應(yīng)根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)，合理布置照明設(shè)備。在分析隧道內(nèi)部空間構(gòu)造情況時，需要對照明系統(tǒng)具體分類，滿足內(nèi)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(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性，為行車環(huán)節(jié)提供安全的運行環(huán)境，還需要重視對應(yīng)急照明設(shè)備的安排與使用。

1.2 隧道消防系統(tǒng)

為避免火災(zāi)發(fā)生，在隧道內(nèi)部需要設(shè)置消防系統(tǒng)，并將消防指示燈安裝完善。在人群聚集區(qū)域，或者等待撤離的區(qū)域，都需要設(shè)置大量的應(yīng)急照明系統(tǒng)。在對整個隧道的布局特征進行分析時，合理劃分疏散區(qū)域，如，水平疏散區(qū)域，垂直疏散區(qū)域等。

1.3 隧道通風(fēng)設(shè)備

在公路隧道施工過程中，為了節(jié)約投資，往往會預(yù)留出一定的空隙。汽車入洞后，產(chǎn)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(chǎn)生不良影響。在巷道中，通風(fēng)裝置的設(shè)置是保證巷道內(nèi)空氣暢通、降低廢氣污染的關(guān)鍵。

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

1.4 隧道配電設(shè)備

在高速公路隧道內(nèi)部，為了維持機電設(shè)施的穩(wěn)定運行狀態(tài)，應(yīng)定期組織維修、檢查等工作。一旦配電設(shè)備的運行出現(xiàn)問題，可以利用備用的應(yīng)急電源，盡快恢復(fù)隧道內(nèi)部的正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，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(jiān)控設(shè)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(nèi)的交通情況進行實時監(jiān)控。在發(fā)生道路交通事故時，可利用該監(jiān)控系統(tǒng)所收集到的資料，確保所提出的追究依據(jù)是客觀的。隨著信息技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)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(fēng)系統(tǒng)、消防預(yù)警系統(tǒng)、隧道照明系統(tǒng)等等，既可以實時反映信息，還可以對上述幾種系統(tǒng)形成集成化控制。

2 高速公路隧道機電工程關(guān)鍵設(shè)施檢測技術(shù)分析

2.1 照明機電設(shè)施檢測技術(shù)

在高速公路隧道內(nèi)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(shè)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(nèi)，由于長時間使用，其照明設(shè)施會出現(xiàn)質(zhì)量問題。一旦儀器出現(xiàn)問題，甚至出現(xiàn)破損，都無法確保燈光的正常。

一方面，為了達到提供優(yōu)質(zhì)照明的目的，就必須檢查照明設(shè)備的狀況，基于專門的計算方法，重視對日常檢測技術(shù)的充分利用，以便獲得準確全面的照明設(shè)備完好率相關(guān)數(shù)據(jù)信息。根據(jù)日常檢測工作的相關(guān)內(nèi)容，與專項測試工作相互結(jié)合，可以獲得準確的計算結(jié)果。在后續(xù)的照明設(shè)施使用以及檢測工作中，能夠發(fā)揮完好率檢測數(shù)據(jù)的積極作用[2]。

另一方面，照度檢測。在照明系統(tǒng)的應(yīng)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(nèi)容：照明系統(tǒng)的亮度、實際的照明效果。在實施檢測工作時，需要派遣專業(yè)的技術(shù)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(jù)所收集的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過分析，可以了解照明系統(tǒng)的照度。為獲得準確的檢測結(jié)果，需要在隧道內(nèi)部完成對檢測區(qū)域的合理劃分，對每一個區(qū)域內(nèi)所布置的探頭位置科學(xué)控制，確保其數(shù)量的適宜性。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)檢測技術(shù)

在高速公路隧道機電工程中，涵蓋了監(jiān)控系統(tǒng)這一重要組成部分，該系統(tǒng)的主要目標是利用數(shù)據(jù)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(jiān)測，而且能夠以遠程操縱的方式，對隧道工程的機電系統(tǒng)進行有效控制。在應(yīng)用隧道監(jiān)控系統(tǒng)時，要以隧道維護、管理等多種情況為依據(jù)，在實施監(jiān)測的過程中，能夠?qū)λ淼赖氖褂脿顩r有一個全面了解，并掌握當前的施工狀況。采用全面監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)中，還包括以下幾個方面的子系統(tǒng)：火警預(yù)警、控制、照明、自動控制、通風(fēng)設(shè)施、安全監(jiān)控等。要確保隧道監(jiān)測鏈路的正確性，就要以上幾種體系一起工作。在隧道監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，將中央計算機與隧道的機電設(shè)施運行情況相結(jié)合，發(fā)揮遠程監(jiān)控優(yōu)勢，同步了解機電設(shè)施的運作情況。根據(jù)隧道相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，由可編程控制器完成收集任務(wù)，并將數(shù)據(jù)信息傳輸至中央計算機，便于數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)化等工作順利展開，基于邏輯控制的方式，優(yōu)化隧道機電設(shè)施遠程控制效果。

在隧道機電監(jiān)控系統(tǒng)的運行過程中，由上位機發(fā)出指令，在通過電纜之后，將相關(guān)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(shù)據(jù)信息做出處理后，進而下達相應(yīng)的指令，由機電設(shè)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(tǒng)實施養(yǎng)護和檢測工作時，通常需要結(jié)合與該系統(tǒng)相關(guān)的運行參數(shù)，檢查其中的技術(shù)標準設(shè)置，判斷系統(tǒng)是否能夠正常發(fā)揮作用。一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患或者安全問題，應(yīng)及時作出處理，并在后續(xù)監(jiān)控過程中加強防范。對自動監(jiān)測系統(tǒng)進行測試，主要是為了保證系統(tǒng)正常工作，并對控制方式進行有效調(diào)節(jié)，從而使有關(guān)的操作參數(shù)得到優(yōu)化。保證在更短的時間里，系統(tǒng)可以盡快地恢復(fù)運行[3]。

隧道里的應(yīng)急電話通常是帶著廣播的，因此在新的標準里，應(yīng)急電話和廣播被放在一起，按照現(xiàn)場應(yīng)急電話的分機數(shù)量來進行檢查。根據(jù)《高速公路有線緊急電話系統(tǒng)》（GB/T 19516—2017）等有關(guān)規(guī)定，并結(jié)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(yōu)化關(guān)鍵設(shè)施檢測技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)措施

3.1 檢測機電設(shè)施質(zhì)量

隨著高速公路隧道機電工程關(guān)鍵設(shè)施檢測作業(yè)的開展，需要將國家的質(zhì)量檢測評估標準作為基本指導(dǎo)依據(jù)，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(zhí)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(shù)處于標準范圍內(nèi)，需要在使用機電設(shè)備時，對各項指標進行檢測。例如，軸流風(fēng)機屬于通風(fēng)設(shè)施中的關(guān)鍵組成部分，在開展檢測工作時，需要重點關(guān)注該類設(shè)施的絕緣電阻數(shù)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(shè)備安裝作業(yè)完成后，需要根據(jù)設(shè)備的外觀情況實施檢查。除了需要保障設(shè)備外形的美觀性，還需要符合實際使用要求。根據(jù)機電設(shè)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(shè)備的電力線路走線設(shè)計與相關(guān)標準規(guī)范相符合，嚴防安全隱患問題的發(fā)生。在設(shè)計規(guī)范的線路走線時，可以避免線路出現(xiàn)漏電、短路的情況，杜絕線路接觸不良，維持設(shè)備的正常工作狀態(tài)。在機電設(shè)備正式投入使用前，還應(yīng)做好背景調(diào)查工作，詳細調(diào)查設(shè)備生產(chǎn)廠家的誠信情況和資質(zhì)狀況。當生產(chǎn)廠家的誠信條件處于業(yè)內(nèi)的優(yōu)秀水平時，可以從源頭保障設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量，有效降低故障問題的發(fā)生概率。

3.2 做好隧道機電設(shè)施整體檢測

在開展設(shè)施檢測工作時，應(yīng)保障檢查內(nèi)容的全面性，針對隧道機電工程中的所有設(shè)施實施檢測，以免出現(xiàn)疏漏。在出現(xiàn)緊急狀況時，需要根據(jù)隧道機電子系統(tǒng)的聯(lián)動工作狀態(tài)引起重點關(guān)注。隨著隧道機電設(shè)施檢測工作的整體開展，還需要根據(jù)隧道中可能出現(xiàn)的緊急狀況進行模擬，以便提前制定有效應(yīng)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(nèi)部的監(jiān)控畫面，并在此基礎(chǔ)上，對各種系統(tǒng)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(shè)施可以發(fā)出適當?shù)木嫘盘枺瑸檐囕v提供引導(dǎo)，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(fā)布的準確性，起到監(jiān)控中心的控制作用，可以在車輛的行駛環(huán)節(jié)提供提示和指導(dǎo)。在突然斷電的情況下，應(yīng)保證低壓配電系統(tǒng)能夠及時作出響應(yīng)，在規(guī)定時間范圍內(nèi)，維持隧道內(nèi)部的緊急用電。在開展隧道機電設(shè)施整體檢測工作時，需要根據(jù)各個子系統(tǒng)在緊急狀態(tài)下實際所呈現(xiàn)的運行狀態(tài)和運行質(zhì)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(shù)全面創(chuàng)新

在開展高速公路隧道機電工程檢測作業(yè)時，對于內(nèi)部照明設(shè)備的檢測，需要合理調(diào)節(jié)隧道內(nèi)部照明設(shè)備的安裝距離和安裝位置，并檢查各個采光區(qū)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(shè)備設(shè)計規(guī)劃階段，需要科學(xué)控制布線環(huán)節(jié)，在布設(shè)完畢后，應(yīng)避免電力線路與信號線路構(gòu)成龐大的回路。另外，在雷暴天氣，當線路發(fā)生暫態(tài)電磁感應(yīng)時，也要注意實際發(fā)生的過電壓，以免損壞設(shè)備。在隧道中，由于處于自然環(huán)境條件下，若部分機電設(shè)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(yè)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(xùn)工作，不斷提高檢測人員的技術(shù)水平，在檢測過程中能夠篩選合適的技術(shù)和方法，促進檢測效率的提升[5]。

3.4 檢測方法的篩選和應(yīng)用

在高速公路隧道機電工程中，所使用的機電設(shè)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(guān)鍵設(shè)施檢測工作時，需要掌握機電設(shè)備的故障類型，并采用有針對性的應(yīng)對措施進行處理。

3.4.1 閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)

為判定閉路監(jiān)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，需要將監(jiān)控視頻傳輸信號的正常運轉(zhuǎn)，作為檢查過程中的重點內(nèi)容，可以在傳輸信號通道的兩端位置，將其與視頻檢測設(shè)備連接，同時還需要連接電視信號發(fā)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(fā)生器完成。根據(jù)信號傳送的色度、亮度、非線性等內(nèi)容，使用視頻檢測器進行操作。

3.4.2 車輛檢測器

在排除設(shè)施故障過程中，可以使用車輛檢測器進行操作，應(yīng)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(chǔ)上，利用關(guān)聯(lián)交通流量等重要參數(shù)，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(jié)果。測試人員和測試設(shè)備相距50m，在該類位置中確保檢測人員能夠收集有效的數(shù)據(jù)資源，并在設(shè)備終端完成數(shù)據(jù)分析工作。根據(jù)所測量的檢測器數(shù)據(jù)，與隨機抽取的車輛通行數(shù)據(jù)做對比，判斷車輛在運行時是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)語

在我國高速公路工程項目的建設(shè)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(shè)，應(yīng)突出內(nèi)部機電設(shè)施運行的重要作用。做好隧道機電工程關(guān)鍵設(shè)施檢測工作，成為保障高速公路隧道內(nèi)部行車安全性的關(guān)鍵，通過派遣專業(yè)技術(shù)人員，在掌握高速公路機電設(shè)施運行狀況時，還需要結(jié)合可能出現(xiàn)的故障，做好分類之后，篩選科學(xué)、有效的檢測技術(shù)，加強對故障的有效控制，盡可能地減少機電設(shè)施故障的發(fā)生。在有限的時間范圍內(nèi)，盡快處理隧道中的突發(fā)事件，以保障隧道內(nèi)部通行的安全性與穩(wěn)定性，幫助我國高速公路工程事業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定、健康發(fā)展目標。