交通工程技术及应用：隧道管理站设置

虽然隧道管理站不具备“机动型”防灾救援设施的机动特性，但是，从要求隧道管理人员在隧道火灾发生以后的5 min内赶往火灾现场进行灭火和组织救援的角度讲，其亦具有“机动型”设施配置的共同特点，即应该按照“机动型” 设施的管理辐射范围确定其设置数量和具体布局位置。

2.2.3.1隧道管理站管理范围的确定

假设隧道发生火灾以后，附近隧道管理站管理人员以计算行车速度v立刻赶赴火灾现场指导灭火和救援工作，那么，隧道管理站管理人员在5 min内的行程为v/12（km），所以，隧道管理站的管理半径和辐射范围分别为v/12（km）和v/6（km），具体的数值如表2-2所示。

表2-2　隧道管理站管理半径及辐射范围

2.2.3.2隧道管理站数量及位置的确定

隧道管理站数量及位置的确定方法如下：

（1）对隧道进、出口桩号进行简化处理

为了使建模过程简单化，并考虑到隧道火灾发生时，附近隧道管理站能在5 min内到达隧道内的任意位置，特对隧道进、出口桩号进行处理，处理的过程如式（2-1）、图2-7和式（2-2）所示。

式中：

Ki1为高速公路第i座隧道小桩号端左线出口与右线进口桩号的较小值；

ZK1为高速公路第i座隧道小桩号端左线出口端桩号；

YK1为高速公路第i座隧道小桩号端右线进口端桩号。

图2-7　高速公路隧道出入口桩号简化示意图

式中：

Ki2为高速公路第i座隧道大桩号端左线进口与右线出口桩号的较大值；

ZK2为高速公路路段从起点到终点第i座隧道左线进口端桩号；

YK2为高速公路路段从起点到终点第i座隧道右线出口端桩号。

（2）对高速公路隧道群进行分段处理

由公式（2-3）可计算得到高速公路两相邻隧道之间的距离Di,i+1，若Di,i+1大于高速公路隧道管理站的管理范围2R，则隧道i和隧道i+1归入不同的分段，若Di,i+1小于高速公路隧道管理站的管理范围2R，则隧道i和隧道i+1归入相同的分段。

Di,i+1为高速公路第i+1座隧道与第i座隧道进出口距离；(www.xing528.com)

Ki+1,1为高速公路第i+1座隧道小桩号端桩号简化处理结果；

Ki,2为高速公路第i座隧道大桩号端桩号简化处理结果。

（3）确定各分段内隧道管理站的位置及数量ni

假设隧道管理站从分段内第一座隧道的小桩号段开始布设，下面分别就不同位置隧道管理站的布设进行分析。

①第一座隧道管理站的布设方法

如图2-8所示，对于第一座隧道管理站的布设可分为三种情况：情况一，当第一座隧道长度满足L≤R且离第一座隧道距离R处无隧道时，可将第一座隧道管理站设置在该处；情况二，当第一座隧道长度满足L≤R且离第一座隧道距离R处恰好处于隧道i时，应将管理站移动至i隧道的小桩号端；情况三，当第一座隧道的长度满足L＞R时，应该将管理站设置在第一座隧道的小桩号端。

②分段中部隧道管理站的布设方法

如图2-9所示，分段中部隧道管理站的布设方法可以分为以下三种情况：情况一，距离隧道管理站i 2R处无隧道，可将管理站设置在该处；情况二，距离隧道管理站i 2R处恰好处于隧道i，应将管理站移动至隧道i的小桩号端；情况三，若隧道长度L＞2R时，除在隧道两端设置管理站之外，还应在隧道中部适当位置设置消防值班点，消防值班点的设置可参考秦岭终南山隧道的做法，将其设置在车行横洞内。

图2-8　第一座管理站布局方法示意图

图2-9　中间段隧道管理站布局方法示意图

③分段最后一座隧道管理站的布设方法

设分段最后两座隧道管理站分为n-1和n，经分析，隧道管理站n-1与分段最后一座隧道之间的关系可以分为两种情况：情况一，分段最后一座隧道处于隧道管理站n-1的管理范围之内，无须再设置额外的隧道管理站，此时，隧道管理站n-1的位置还可适当地进行调整（如图2-10中①所示）；情况二，分段最后一座隧道未能处于隧道管理站n-1的管理范围之内，还需要再增加一座隧道管理站（如图2-10中②、③所示）。

如图2-11所示，对于分段最后一座隧道管理站的布设，仍可分为三种情况：情况一，当最后一座隧道长度满足L≤R，且离最后一座隧道大桩号端R处无隧道时，可将隧道管理站设置在该处；情况二，当最后一座隧道长度满足L≤R且离最后一座隧道大桩号R处正好处于隧道i中时，应将隧道管理站移动至i隧道的大桩号端；情况三，当最后一座隧道的长度满足R＜L≤2R时，应该将隧道管理站设置在最后一座隧道的大桩号端。

图2-10　第n-1座隧道管理站与最后一座隧道可能存在的关系

图2-11　最后一座隧道管理站布局方法示意图

按顺序执行以上步骤，当确定了最后一座隧道管理站位置之后，应该对其他隧道管理站的位置进行适当的调整，调整的目的有两个：一个是尽量减少隧道管理站的数目；另一个是尽量减少各隧道管理站管辖范围的重复区域。经过以上工作以后，便可确定分段内隧道管理站的数量ni和各管理站的具体位置；同理可得从分段内最后一座隧道的大桩号端开始布设而得到的各隧道管理站的位置和数量。

④根据③得到的各分段隧道管理站数量ni和计算得到整条高速公路隧道管理站的数量N=∑ni和若N＞N′，则高速公路隧道管理站的布局应该从最后一座隧道的大桩号端开始布设，其总数为N′，位置可由步骤③得到，反之亦然。若N=N′，则通过比较两种方案中隧道管理站的位置布局最终决定选用方案。

2.2.3.3　消防摩托车配置

由于隧道管理人员能熟练掌握隧道内消防设施的使用方法，而且其到达火灾现场后展开的消防救援工作可以为第三梯队的到达赢得宝贵时间，所以保证隧道管理人员在火灾发生后5 min内赶赴火灾现场进行救援就显得格外重要。建议消防摩托车根据需要设置在隧道管理站中。

消防摩托车是一种方便快捷、机动灵活的灭火特种设备，在国外，在一些空间狭窄，机动车不易行驶的路段，消防摩托车都有着广泛的应用。隧道用消防摩托车一般携带40 kg进口的AFFF-AR环保型泡沫灭火剂，可扑救固体类、可燃液体、可燃气体、电器设备等火灾类型。