访谈孙钧院士（一）：隧道频频建，哪些是关键？

　　近年来，我国建设的大直径、长距离隧道数量逐渐增多，随着施工技术的发展，建设过程中的难题逐一被克服。然而，隧道运营安全、节能降耗、车辆尾气排放造成的环境污染等问题受到政府和社会各界越来越多的关注，并已成为当今隧道运营管理中的主要问题。如何更加合理有效地开发利用城市地下空间这个日益庞大的“新市场”，关乎我国城市未来的健康发展，也已成为当下亟需探讨和解决的课题。针对这些问题，中科院资深院士、同济大学一级荣誉教授、隧道与地下工程知名专家孙钧先生给出了自己的答案。

　　安全-适用-功能-经济，长大隧道的评价准则

　　“当前，我国隧道和地下工程建设处于高速发展期，地铁隧道、公路隧道、铁路隧道齐头并进，设计和施工水平都有新的突破。然而，目前运营中的大多数隧道，或多或少均存在各种隐患，影响线路的畅通和行车安全。因此，隧道运营状态的评估对确保运营安全畅通至关重要。标准是什么?按重要性排序应该是：安全-适用-功能 -经济，我认为是非常合理的。”

　　记者：安全是评价隧道运营状态的第一指标，如何才能保障隧道和客流量大时地铁车站内的安全呢?

　　孙院士：不论采用哪种方式，建成后的隧道都是一个狭长且相对封闭的结构。一旦隧道内起火而不能及时处理，烟气通常会迅速弥漫整个隧道空间，燃烧热量容易汇集到一起，就多数有装饰板材的城市地铁而言，在一些板材不具备高阻燃性能的情况下，往往对隧道内部结构造成较大破坏，可能造成局部地段隧道衬砌失效甚至引发坍塌。

　　从世界范围看，隧道内发生“火灾”(指已启动排烟风机)的频率在逐渐减小，但“火情”则频繁发生。仅欧洲公路隧道内每年约发生火情100多起，而我国隧道的火情也是屡见不鲜。原因是什么?

　　我觉得一是隧道设计之初的因素，在设计时对土建工程部分考虑得比较周详，而对交通安全因素考虑得相比则较少。但从上世纪80年代开始，随着人们对公路隧道自身特点了解的增多，思想上引起重视，对隧道设计中交通安全等因素考虑已多得多了，设计中除了路面行车道标线，隧道进出口限速、限高，禁止非机动车辆和油罐车通行等常规交通安全标志牌外，在长大隧道设计中普遍考虑了智能化监控、无线通讯、洞内消防、火灾工况下通风、事故照明等交通安全设施。随着公路隧道设计质量的提高，交通安全方面新的设计方案愈来愈多、愈来愈趋于成熟，在保证交通安全、舒适、畅通的前提下做到了精心设计和安全规划运行。

　　目前，国内外盾构法隧道的人流疏散模式多采用“横-纵”结合模式进行布置，也就是在两条隧道之间分别修建人、车横通道，利用横通道沟通上下行隧道，在一条隧道出现火灾时，引导被困人员和车辆能迅速疏散至另一条隧道。我国近十年来建成的间隔有上下两层的，或单层隧道利用其下部有限空间，对越江盾构隧道疏散通道的布置情况则有所发展——逃生滑梯，但对于单层山岭隧道，传统的设计理念还是倾向于采用隧道间横通道的模式进行火灾工况条件下的疏散设计。双层隧道(上海复兴东路隧道、军工路隧道、上中路隧道、南京纬三路过江隧道)则可利用隧道结构特点进行上下疏散，从而取消了横通道(上海崇明越江隧道、复兴东路隧道仍保留了横通道)。而在诸多隧道中，南京长江隧道、扬子江隧道，杭州庆春路隧道、钱江通道，上海虹梅南路隧道等都尝试采用了无横通道的单一纵向疏散模式。这种模式在疏散人员众多的拥挤逃生情况下，虽然发生概率不高，但也将会接受严峻的考验。

　　隧道火灾情况下，国内外案例已多次证实，浓烟引起人员窒息造成伤亡，比之因直接烧炙死亡有过之而无不及!因为火场大火燃烧而缺氧，供应新风不可或缺，风助火势使情况更加危险。如能将火灾排烟系统与通风系统相互分离，是隧道减灾的一项当务之急。近年来，国内在城市大型隧道中已开始利用隧道上方的富余空间设置为专用的排烟通道，如上海崇明越江隧道。采取横向排烟与主隧道纵向射流通风两相分离，会取得很好的效果，曾做过现场试验证实。在一些城市车流量大、火灾发生概率高的双线公路隧道中，能否为此适当加大幅员，将上部空间用排烟板隔离为排烟道使用，值得研究。在下方空间设计中，不使空间利用过于紧张而使平时通风风速加大过多，影响平时正常送风，以免导致扬尘为标准;射流风机仍应对中吊置，不能因幅员紧张而偏位设放，影响送风效率。

　　纵向疏散模式

　　横向疏散模式

　　记者：在“低碳经济”和“节能减排”号召下隧道的适用性和功能性应如何保障?

　　孙院士：因隧道适用性和功能上的特殊性，比如隧道内的照明就与一般的道路照明要求不同，隧道白天也需要照明，而且白天照明问题比夜间更复杂些。照明费用是隧道运营费用中开支最大的项目之一，如何既减少隧道照明系统的运营费用又不影响车辆的行驶安全，成为摆在我们面前急需解决的难题。

　　以往，长大隧道照明很大部分采用高压钠灯。对于高压钠灯，目前国内外有两种节电方式。第一种方式是采用大功率电子镇流器，可对高压钠灯进行线性调光，节能十分可观，所存在的问题是国内大功率电子镇流器还不够成熟，而进口成本过高;另一种方式是采用变功率电感镇流器，并采用综合电力监控终端对其进行变功率控制，其节能率可达30%以上。因此，建议考虑后者实现节能。

　　高压钠灯

　　同时，国内多数公路隧道都已经逐步改用的白炽光LED照明技术，以其功耗小、半衰期和寿命长、可靠性高及环保等优势，走进公路及隧道照明舞台已经多年，但尚需在高智能化技术上加强规范化、标准化以及光强衰减量等方面的研究改进。如洞口进出处，除能按洞外自然光照强弱而自动无极调光外，还应按车流量多少而自动智能化调整洞口内的光照大小等。

　　LED照明

　　此外，一些山区隧道为了节能，有些对下半夜车流量小时，将洞内照明全部关闭，只靠车灯进行照亮。这种现象引起了交通安检部门的异议。如能在洞墙陶瓷钢板上加涂吸光材料或改用其他吸光材料，利用白天积蓄的照明灯具的光能在后半夜自动发光，且保证有一定的亮度，以上问题则可以有效解决。这一情况，对地铁区间隧道在不行车情况下用于其深夜照明，亦可完全适用。

　　记者：隧道运营管理的发展方向是什么?

　　孙院士：要保证隧道正常的安全运营，其前提是隧道的各项设施能全天候正常运行，隧道内空间狭小，维修养护不易。如有阻塞或故障情况，对整个交通的影响极大。所以，做好长大隧道养护工作，机电设备及土木工程方面的检查与维修是保证隧道安全运营的基础和前提。定期测量隧道空气污浊度、尾气和有害烟雾浓度，指定专人跟踪观测各种病害源，掌控隧道病害原始数据，对交通流量进行逐日统计分析。通过对数据的积累，有针对性地开展调研工作，为长大隧道的病害处治及其运营管理提供可靠有据的原始资料。认真作好日常的维修保养工作，有计划地进行设备定期检修，使系统设备处于良好的工作状态。有些消防特定设备是“养兵千日，用在一时”，平日的检查、演练不可或缺。

　　隧道运营管理是一个复杂的系统工程，隧道自身结构、管理人员、设备、技术等多方面因素都影响隧道的安全高效运营。目前，虽然已建立起了一套可操作模式，但在制度完备、规程细化、不可预见性危害等许多方面还需要作深入细化的研究，更好地服务于隧道管理的方方面面。同时，要充分利用现代科技手段、科学方法，建立合理的灾害救援预案来提高突发事件下的隧道运营管理水平。

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