资料模板1隧道机电初步设计总说明.docx
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资料模板1隧道机电初步设计总说明
隧道机电工程初步设计总说明
一.1设计依据
一.2
一.2.1.主体工程概况
一.2.2.
一.2.2.1.交通量
一.2.2.2.
根据隆务峡至公伯峡公路工程可行性研究报告，本项目各年限交通量预测如下表：
年份
2016
2020
2025
2032
预测交通量（pcu/d）
2266
3290
4670
6590
一.2.2.3.建设规模及机电设施设置等级
一.2.2.4.
Ø主体工程概况及机电设施设置等级
Ø
根据隧道主体工程设计资料，本项目推荐线（M线）共有7座隧道，比较线3座隧道。
根据隧道长度及交通量、道路等级，确定本项目各隧道机电设施设置等级如下表：
线位
序号
隧道名称
起止桩号/长度（m）
机电设施设置等级
2020年
2032年
推荐线
（M线）
1
M线苏龙珠隧道
Z1K2+331～Z1K2+782/451
D
C
MK2+360～MK2+813/453
D
C
2
M线钦生岭隧道
Z1K3+124～Z1K4+328/1204
C
C
MK3+138～MK4+336/1198
C
C
3
M线中吾隧道
Z1K5+100～Z1K6+174/1074
C
C
MK5+109～MK6+210/1101
C
C
4
M线公伯岭隧道
Z1K9+083～Z1K11+880/2797
C
B
MK9+094～MK11+890/2796
C
B
推荐线
（M线）
（K线）
5
M线古什群隧道
Z1K13+185～Z1K13+956/771
D
C
MK13+160～MK13+955/795
D
C
6
M线公伯峡隧道
Z1K14+034～Z1K16+063/2029
C
B
MK14+050MK16+050/2000
C
B
7
K线街子隧道
ZK32+505～ZK33+965/1460
C
C
K32+513～K33+978/1465
C
C
比较线
（A线）
（D线）（B1线）
1
A线钦生岭隧道
AZK3+124～AZK4+329/1205
C
C
AK3+138～MK4+342/1204
C
C
2
D线古什群隧道
DZK13+175～DZK14+067/892
C
C
DK13+177～DK14+051/874
C
C
3
D线公伯峡隧道
DZK14+255～DZK15+930/1675
C
B
DK14+194～DK15+885/1691
C
B
4
B1线街子隧道
B1ZK26+825～B1ZK27+410/585
D
C
B1K26+825～B1K27+450/625
D
C
一.2.3.主要设计技术标准
一.2.4.
（1）公路等级：
山重区高速公路
（2）计算行车速度：
80公里/小时
隧道机电设施计算行车速度80公里/小时
（3）隧道高度：
7.0米
建筑限界：
宽度：
10.5米（0.75+0.75+2×3.75＋0.75+0.75）
高度：
5.0米
一.2.5.采用的主要标准及规范
一.2.6.
Ø公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（交公路发（2007）358号文发布
Ø
Ø《建筑工程设计文件编制深度规定》（2003年版）
Ø
Ø《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）
Ø
Ø《公路隧道交通工程设计规范》（JTG/TD71-2004）
Ø
Ø《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）
Ø
Ø《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）
Ø
Ø《10KV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
Ø
Ø《民用闭路电视监视系统设计规范》（GB50198-94）
Ø
Ø《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
Ø
Ø《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）
Ø
Ø《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
Ø
Ø《电子计算机机房设计规范》（GB50144－93）
Ø
Ø《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）（修订本）
Ø
Ø《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
Ø
Ø《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
Ø
Ø《低压配电设计规范》（GB50054-95）
Ø
Ø《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
Ø
Ø《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）
Ø
Ø《建筑给排水设计规范》（GBJ15—88）
Ø
Ø《室外给水设计规范》（GBJ13—16）
Ø
Ø《室外排水设计规范》（GBJ14—87）
Ø
Ø《建筑设计防火规范》（GBJ16—89）
Ø
国家有关部门及交通部颁布的其它相关技术标准、规范、规程及强制性条文等。
一.3设计范围及设计内容
一.4
一.4.1.设计内容
一.4.2.
根据本隧道各年限预测交通量、道路等级、隧道规模，依照《公路隧道交通工程设计规范》，经计算，本项目隧道机电设施设置等级为B、C、D级，在初设阶段，机电设施按2032年远期需要进行配置，由于项目所在地区经济发展水平不高，道路交通量不大，中期（2020年）为1645pcu/d，远期（2032年）为3295pcu/d，隧道营运管理及机电设施配置以满足基本功能和需求为原则，隧道机电设施按照《公路隧道交通工程设计规范》中高速公路隧道机电设施配置表中的“必选设施”、“应选设施”进行配置，“可选设备”一般不予考虑，各等级机电设施设置内容如下表：
机电系统及设施名称
设置情况
系统及设施布设及配置方式
B级
C级
通风设施
800m以上隧道设置通风设施，采用全纵向射流通风方式
照明设施
☆
☆
设置基本照明、加强照明、应急照明等，1000m以上隧道设置避灾引导照明
消防设施
☆
☆
C级隧道按50m间距设置便携式灭火器箱；
B级隧道按50m间距设置便携式灭火器、水成泡沫灭火装置、消火栓。
监
控
设
施
车辆检测器
☆
在隧道两端洞口及紧急停车带前方设置
CO/VI检测器、风速风向检测器
☆
设置通风设施的B级隧道，在两端洞口200m左右各设1处，共设2处
摄像机
☆
☆*
B级、1000m以上的C级隧道内按140m左右间距布设固定式彩色摄像机，两端洞口设带云台三可变彩色摄像机
火灾自动检测器
☆
隧道内采用线形光纤火灾探测器全程敷设，变电所内设点式火灾探测器
手动报警按钮
☆
设置间距50m，与消防设备箱同址
紧急电话及有线广播
☆
在隧道两端洞口、紧急停车带及人行横通道处设置紧急电话，有线广播。
车道指示器
☆
☆
在隧道两端洞口、紧急停车带处设置
交通信号灯
☆
洞口设置联络道的隧道，在联络道前方设置
可变信息标志
☆
在两端洞口设置小型情报板
供电设施
2000m以下隧道采用1座洞内变电所供电；2000m以上隧道采用2座洞内变电所供电。
隧道管理站
在隧道群附近，依托公伯峡收费站设置，采用集中管理和监控方式
在隧道群两端入口前方设机械式限高装置。
一.4.3.设计范围
一.4.4.
Ø本设计包含所有隧道的通风、照明、消防、监控、供配电及防雷接地系统的设计。
Ø
Ø10kV外线部分（10KV终端杆绝缘子以前）的设计、施工由建设单位委托当地供电部门进行。
Ø
Ø隧道内变电所洞室，本设计只提尺寸要求和平面布置图，具体设计由隧道主体工程专业完成，隧道内机电安装所需的预留预埋由机电专业完成，并随隧道主体工程同步施工完毕。
Ø
Ø电缆沟内电缆支架，以及隧道接地网由本设计完成。
Ø
Ø各隧道至公伯峡隧道管理所通信路由及管道由全线交通工程专业设计和实施后，提供给隧道专业使用。
Ø
Ø公伯峡隧道管理所至路段管理机构的通信路由及光缆由全线交通工程专业设计负责，分界点在隧道管理所交换机端口处。
Ø
Ø本设计不含隧道内道路标志、标线部分设计。
Ø
一.5隧道管理体制
一.6
本项目里程不长，但隧道分布较为集中，在19.5km范围内分布有6座隧道，其中4座为长隧道，考虑在公伯峡互通式立交处，与匝道收费站同址设置1座隧道管理所，负责本路段各隧道的监控和营运管理业务，上端接受路段管理机构的管理。
一.7通风系统
一.8
一.8.1.隧道通风方式及风机选型
一.8.2.
根据隧道主体工程规模、结合隧道交通量，经计算，推荐线除苏龙珠隧道采用自然通风外，其余隧道均采用全纵向射流通风方式。
在综合考虑通风效率、隧道断面安装空间等因素的基础上，本项目各隧道均采用SDS-1120T-4PD1型射流风机，其主要技术参数如下：
叶轮直径：
1120mm;
出口风速:
33.5m/s;
流量:
33.0m3/s;
轴向推力:
1290N;
电机功率:
37KW;
风机转速:
1470N/min;
电机绝缘等级：
H级（AC380V,50HZ）
电机防护等级：
IP55;
噪 声:
野外距风机10米，45度角≤75dB（A）;
耐温要求：
风机在摄氏-25～＋50温度环境下，能长期可靠工作，在250度的高温下能连续正常运行1小时。
各隧道风机台数、控制工况如下表：
隧道名称
风机型号
风机数量
控制工况
运营工况
火灾工况
M线苏龙珠隧道
自然通风
M线钦生岭隧道
左线
SDS-1120T-4PD1
4
4
运营工况
右线
4
4
运营工况
M线中吾隧道
左线
SDS-1120T-4PD1
4
4
运营工况
右线
4
4
运营工况
M线公伯岭隧道
左线
SDS-1120T-4PD1
8
12
火灾工况
右线
8
8
运营工况
M线古什群隧道
左线
SDS-1120T-4PD1
2
2
运营工况
右线
2
2
运营工况
M线公伯峡隧道
左线
SDS-1120T-4PD1
6
6
运营工况
右线
6
8
火灾工况
K线街子隧道
左线
SDS-1120T-4PD1
4
4
运营工况
右线
4
4
运营工况
建议本路段隧道通风设施采用一次实施，不分期。
一.8.3.射流风机布置及安装方式
一.8.4.
为便于缩短供电距离，射流风机尽量靠近变配电设施的隧道段布设，射流风机每两台为一组,采用上置式悬挂安装，通过预埋件安装于隧道拱顶。
每两台为一组，两台风机断面安装间距为2.6米，组间距离为140米。
射流风机距离隧道口距离不小于150米。
一.8.5.射流风机的供电及启动方式
一.8.6.
所有射流风机均采用380V一对一放射式供电方式，每组风机的甲风机和乙风机由洞内变电所分别供电，每台风机均可采用手动或自动方式进行单独控制。
所有风机均采用软起动方式，在低压配电柜内设软启动器。
一.9照明系统
一.10
一.10.1.照明设施设置内容
一.10.2.
根据本路段各隧道建筑规模和规范要求，本路所有隧道均需设置照明设施，设置内容如下：
Ø隧道基本照明（应急照明）；
Ø
Ø洞口段加强照明；
Ø
Ø长度大于1000m的隧道设避灾引道照明。
Ø
一.10.3.照明标准
一.10.4.
照明设计目标年份为2032年，设计交通量（混合车（辆）/小时）根据各路段预测交通量经平均和折算求得。
照明设计主要原始参数如下表。
经计算，各段照明标准如下：
参数名称
参数值
原始参数
计算行车速度
80km/h
设计交通量
300辆/小时
洞外亮度取值
3000cd/m2
灯具维护系数
0.6
光源利用系数
0.7
沥青路面照度/亮度折算系数
18
计算结果
中间段亮度及均匀度
Lav=2.0cd/m2-,U0=0.3
入口段亮度
75cd/m2
过渡Ⅰ段亮度
22.5cd/m2
过渡Ⅱ段亮度
7.5cd/m2
洞内应急照明亮度
>0.3cd/m2
出口段亮度
10cd/m2
紧急停车带亮度
7cd/m2
人行横通道亮度
2cd/m2
一.10.5.灯具选择及布置
一.10.6.
隧道洞内主线照明采用专用隧道灯，光源为高压钠灯，应急照明、紧急停车带及车行、人行横通道局部照明采用无极荧光灯照明，所有灯具防护等级为IP65。
选用灯具的功率及光源光通量要求如下表所示：
光源类型
灯具功率
光通量
高压钠灯
NG-100W
9000lm
NG-150W
16000lm
NG-250W
28000lm
NG-400W
48000lm
无极荧光灯
GC36-35W
2600lm
TL8-120W
9000lm
由于高压钠灯功率因数较低（小于0.5），要求选用带补偿电容器的灯具，经补偿后，其功率因数应达0.9以上。
本路段隧道洞内路面材料均为沥青混凝土，隧道照明布灯方案及计算亮度值如下：
区段
布灯方式
布设长度
计算亮度值
基本照明
（应急照明）
NG－100W（TL8-120W）灯具按8m间距两侧交替布置
全程
2.2cd/m2
（0.7cd/m2）
入口段照明
NG－400W、NG－250W灯具按2m间距两侧交替、对称布置＋基本照明灯具
～90m
76cd/m2
过渡Ⅰ段照明
NG－250W、NG－150W灯具按4m间距两侧交错、对称布置＋基本照明灯具
72m
22.0cd/m2
过渡Ⅱ段照明
NG－150W灯具按4m间距两侧交错布置＋基本照明灯具
88m
9.0cd/m2
出口段照明
NG－250W、NG－150W灯具按4m间距两侧交替、对称布置＋基本照明灯具
60m
12.1cd/m2
紧急停车带照明
TL8-120W灯具按4m间距单排布置于紧急停车带上方
30m
7.5cd/m2
车行横通道照明
GC36-35W灯具按5m间距单排布置于车行横通道洞顶
全程
2.5cd/m2
人行横通道照明
GC36-35W灯具按7m间距单排布置于人行横通道洞顶
全程
2.5cd/m2
主隧道灯具安装于隧道两侧洞壁距行车道面5.5米高处，安装倾角为15°。
车行、人行横通道内灯具安装在通道洞顶。
避灾引导灯设于行车方向左侧边墙距检修道0.8m高处。
一.10.7.照明供配电
一.10.8.
Ø照明设施供电
Ø
隧道基本段照明按应急照明、左侧基本照明、右侧基本照明共3个回路供电。
应急照明为独立回路，采用UPS电源供电。
入口端分为左侧加强照明Ⅰ、Ⅱ，右侧加强照明Ⅰ、Ⅱ共4个回路，出口端分为左侧加强照明、右侧加强照明共2个回路。
避灾引导灯为独立回路（与横通道照明及车行横通道门共用）。
紧急停车带局部加强照明接于应急照明回路上。
Ø照明电缆敷设
Ø
所有照明供电线路末端电压降按不低于－5%控制。
照明供电主干电缆采用YJV－1kV型单芯电缆，敷设于隧道侧壁内的预埋φ50钢塑复合管内，每个灯具处设预埋分线盒，采用绝缘穿刺线夹分线，接灯线采用BVV500V1×1.5导线，穿φ15可挠金属管敷设，同回路照明灯具在L1、L2、L3相上轮流接线，以减少不平衡电流。
应急照明回路、避灾引导灯回路采用耐火电缆，其余照明电缆采用阻燃电缆。
避灾引导灯供电电缆为耐火型，敷设于强电电缆沟内，采用线夹分线。
一.10.9.隧道照明控制方式
一.10.10.
照明控制方式以自动控制为主，手动控制为辅。
手动控制方式考虑联动控制与单独控制。
联动控制为预先确定照明档次，通过单手操纵照明亮度各档次按钮，使其相关电路产生联动，由此控制照明亮度的控制方式。
单独控制为通过人工对每个照明回路的启、停单独实施控制的控制方式。
手动控制可以通过人手工操作软件人机界面，由控制系统发出控制信号的方式进行；亦可通过手工操作变电所低压屏上按钮进行。
人行横通道照明设置红外人体感应开关作为照明控制。
车行横通道照明应在隔断门开启时自动点亮，并在两端洞口设置手动按钮，必要时人工控制。
一.10.11.照明灯具控制分级
一.10.12.
隧道营运照明控制建议按以下级别设置：
Ø第一级（晴天白天）：
开基本照明、应急照明及所有加强照明；
Ø
Ø第二级（多云白天）：
开基本照明、应急照明、3/4加强照明；
Ø
Ø第三级（阴天白天）：
开基本照明、应急照明、1/2加强照明；
Ø
Ø第四级（晴天早晨、傍晚或重阴）：
开1/4加强照明，基本照明、应急照明；
Ø
Ø第五级（夜间）：
开基本照明、应急照明、引道路灯。
Ø
Ø第六级（深夜）：
开应急照明、引道路灯。
Ø
Ø照明节能的考虑
Ø
隧道照明负荷量大，开启时间长，必须考虑照明节能。
✧分回路控制。
✧
隧道基本照明、加强照明分为多个回路独立配电和控制，根据不同时段和洞外亮度、交通量等因数综合考虑，分不同组合等级开启，达到既满足安全行车的需求，又节能的目的。
✧提高灯具功率因数
✧
主要采用高光效高压钠灯等高效节能光源，要求其补偿后的灯具功率因数达到0.9以上，以减少回路电流，节约能源。
一.11消防设施
一.12
隧道消防设施的设置水平限于扑灭汽车油箱火灾及普通货物火灾以下水平，火灾规模按一般火灾，产生20MW的热量控制。
隧道消防设计原则是：
“预防为主、防消结合”。
鉴于高速公路隧道一般具有远离城镇，专业救援力量到达时间较长的特点，国内外统计表明，近半数隧道火灾是在专业消防队员到达火灾现场之前，由司机、乘客以及隧道管理所兼职消防队员共同扑灭的，充分表明了隧道内配置消防设施立足自救的重要性和必要性，在设计过程中，应充分考虑灭火设施的可见性、可操作性及有效性。
本项目隧道消防设施设置类别按远景（2032年）作为目标年份算出的隧道机电设施设置等级确定。
本项目消防设备箱按一类、二类两种等级等级配置：
一类消防设备箱适用于各B级隧道，配置PMZ30泡沫灭火装置一套，SSNJ65双口减压稳压消火栓一套，MFZL-8型便携式干粉灭火器3具。
二类消防设备箱适用于C级隧道，配置MFZL-8型便携式干粉灭火器3具。
外部消防力量主要依托道路附近地方的专业消防队伍，在制定切实可行的消防救灾方案的同时，需加强与地方专业消防部门的沟通和协调，建设必要的报警渠道，一旦发生灾情，在立足自救的同时，视灾情发展情况、必要时及时向专业消防部门发出救灾报警。
在项目建设后期，应与当地消防安全管理部门建立联系，以代培、协助管理等方式，保证消防车等大型移动消防设施的可用性。
在左、右线隧道车行横通道中部设2道隔断门，正常情况下用于防止汽车通过横通道驶入另一隧道，并有防烟功能，在隧道灾害情况下，可视情况开启，作为救灾横通道、逃生通道和车辆疏散通道。
车行横通道采用钢质防火卷帘门作隔断门。
人行横通道采用双开平推防火门作为隔断，每条横通道设2道，正常情况下作为隔断，灾害情况下可人力开启作为救灾及逃生通道，关闭时应具有隔烟和防火功能。
Ø供水系统
Ø
本项目B级隧道需设置水消防系统，根据各隧道的水源条件，采用打井取水方式。
消防供水推荐采用高位水池蓄水、加压方式。
在隧道一端洞口上方设高位水池，构成重力流供水系统，高位水池采用半埋置式钢混结构。
隧道消防管网设计应为环网，以提高供水的可靠性。
根据隧道规模，水池容量、消防干管管径建议按以下原则选用：
Ø消防水池为300m3高位水池，消防干管采用DN150镀锌焊接钢管。
Ø
Ø消防取水、供水设施应考虑防冻保温措施。
Ø
Ø镀锌焊接钢管采用焊接及卡箍式管接头方式连接。
Ø
Ø主要设备、材料技术参数和要求
Ø
Ø消火栓
Ø
消火栓采用SNJ65 型室内双口减压稳压消火栓，含25m长直径65的衬胶水龙带2条，直径19水枪2支。
Ø水成泡沫灭火装置
Ø
水成膜泡沫灭火装置箱内设30L水成膜泡沫液贮罐1个，比例混合器1个，泡沫喷射枪1支，25m长直径20的喷射胶管1条，泡沫混合液流量为30L/min,混合液的质量分数为3%，喷射时间30min以上。
Ø灭火器
Ø
由于当前我国尚没有隧道消防设计规范, 所以隧道消防设计时,通常根据隧道内可能发生的火灾种类选择灭火剂，推荐选用适用于A、B、C类火灾的磷酸铵盐干粉灭火剂，可用于扑救除活泼金属外的其它各类火灾，对火灾种类复杂的隧道特别适用。
灭火器类型为MFZL-8干粉灭火器。
Ø车行横通道门
Ø
型式：
电动钢质防火卷帘门（耐火时间不小于3小时）；
门片材料：
0.8mm厚钢板，内填硅酸铝纤维毡；
配套电机功率：
1200W（三相）（不同厂家约有差异）；
其他：
（1）.具有限位开关，启闭至上下限位时，能自动停止;
（2）.卷帘门下降至距地面1.8米处时，应有延时下降装置；
（3）.应有手动卷帘装置；
Ø人行横通道门
Ø
型式：
双开平推防火门（耐火时间不小于1.5小时）；
尺寸：
宽×高=200×250cm；
材料：
采用优质冷轧钢板或特殊阻燃浸泡处理后的无机合成板制作，内填充按耐火等级要求填充防火隔热材料，能满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求，门框采用优质冷轧钢搭配而成。
定位：
每套门应配用机械式闭门器作为定位及锁止装置。
一.13供配电系统
一.14
一.14.1.负荷分级及供电方式
一.14.2.
根据本工程各隧道用电负荷性质、特点，按照《公路隧道交通工程设计规范》等行业标准的相关规定，确定各隧道供电方式如下：
Ø长度为400～1500米的M线（推荐线）苏龙珠、钦生岭、中吾、古什群、街子隧道采用1座隧道内地下变电站供电。
Ø
Ø长度在2000～2800米之间的的M线（推荐线）公伯岭、公伯峡隧道采用2座隧道内地下变电站供电。
Ø
Ø鉴于本项目各隧道洞口地形较差、且冬季洞外温度较低，本项目各隧道变电所设于隧道内变配电洞室内，变配电洞室与左、右线隧道相通。
序号
变电所（箱变）名称
负荷统计
变压器
容量
（kVA）
柴油发电机容量（kW）
备注
总计算负
荷（kVA）
其中一级
负荷（kW）
1
M线苏龙珠隧道变电所
83.6
17.7
125
30
2
M线钦生岭隧道变电所
328.3
226.5
400
350
3
M线中吾隧道变电所
324.9
223.3
400
350
4
M线公伯岭隧道1#变电所
360.6
281.5
500
400
5
M线公伯岭隧道2#变电所
367.8
287.0
500
400
6
M线古什群隧道变电所
206.0
120.9
315
200
7
M线公伯峡隧道1#变电所
244.9
182.1
400
250
8
M线公伯峡隧道2#变电所
291.3
221.0
400
300
9
K线街子隧道变电所
333.4
231.68
400
350
Ø
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