近年來，我國建設(shè)的大直徑、長距離隧道數(shù)量逐漸增多，隨著施工技術(shù)的發(fā)展，建設(shè)過程中的難題逐一被克服。然而，隧道運(yùn)營安全、節(jié)能降耗、車輛尾氣排放造成的環(huán)境污染等問題受到政府和社會(huì)各界越來越多的關(guān)注，并已成為當(dāng)今隧道運(yùn)營管理中的主要問題。如何更加合理有效地開發(fā)利用城市地下空間這個(gè)日益龐大的“新市場”，關(guān)乎我國城市未來的健康發(fā)展，也已成為當(dāng)下亟需探討和解決的課題。針對這些問題，中科院資深院士、同濟(jì)大學(xué)一級(jí)榮譽(yù)教授、隧道與地下工程知名專家孫鈞先生給出了自己的答案。

　　安全-適用-功能-經(jīng)濟(jì)，長大隧道的評價(jià)準(zhǔn)則

　　“當(dāng)前，我國隧道和地下工程建設(shè)處于高速發(fā)展期，地鐵隧道、公路隧道、鐵路隧道齊頭并進(jìn)，設(shè)計(jì)和施工水平都有新的突破。然而，目前運(yùn)營中的大多數(shù)隧道，或多或少均存在各種隱患，影響線路的暢通和行車安全。因此，隧道運(yùn)營狀態(tài)的評估對確保運(yùn)營安全暢通至關(guān)重要。標(biāo)準(zhǔn)是什么?按重要性排序應(yīng)該是：安全-適用-功能-經(jīng)濟(jì)，我認(rèn)為是非常合理的。”

　　記者：安全是評價(jià)隧道運(yùn)營狀態(tài)的第一指標(biāo)，如何才能保障隧道和客流量大時(shí)地鐵車站內(nèi)的安全呢?

　　孫院士：不論采用哪種方式，建成后的隧道都是一個(gè)狹長且相對封閉的結(jié)構(gòu)。一旦隧道內(nèi)起火而不能及時(shí)處理，煙氣通常會(huì)迅速彌漫整個(gè)隧道空間，燃燒熱量容易匯集到一起，就多數(shù)有裝飾板材的城市地鐵而言，在一些板材不具備高阻燃性能的情況下，往往對隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成較大破壞，可能造成局部地段隧道襯砌失效甚至引發(fā)坍塌。

　　從世界范圍看，隧道內(nèi)發(fā)生“火災(zāi)”(指已啟動(dòng)排煙風(fēng)機(jī))的頻率在逐漸減小，但“火情”則頻繁發(fā)生。僅歐洲公路隧道內(nèi)每年約發(fā)生火情100多起，而我國隧道的火情也是屢見不鮮。原因是什么?

　　我覺得一是隧道設(shè)計(jì)之初的因素，在設(shè)計(jì)時(shí)對土建工程部分考慮得比較周詳，而對交通安全因素考慮得相比則較少。但從上世紀(jì)80年代開始，隨著人們對公路隧道自身特點(diǎn)了解的增多，思想上引起重視，對隧道設(shè)計(jì)中交通安全等因素考慮已多得多了，設(shè)計(jì)中除了路面行車道標(biāo)線，隧道進(jìn)出口限速、限高，禁止非機(jī)動(dòng)車輛和油罐車通行等常規(guī)交通安全標(biāo)志牌外，在長大隧道設(shè)計(jì)中普遍考慮了智能化監(jiān)控、無線通訊、洞內(nèi)消防、火災(zāi)工況下通風(fēng)、事故照明等交通安全設(shè)施。隨著公路隧道設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高，交通安全方面新的設(shè)計(jì)方案愈來愈多、愈來愈趨于成熟，在保證交通安全、舒適、暢通的前提下做到了精心設(shè)計(jì)和安全規(guī)劃運(yùn)行。

　　目前，國內(nèi)外盾構(gòu)法隧道的人流疏散模式多采用“橫-縱”結(jié)合模式進(jìn)行布置，也就是在兩條隧道之間分別修建人、車橫通道，利用橫通道溝通上下行隧道，在一條隧道出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)，引導(dǎo)被困人員和車輛能迅速疏散至另一條隧道。我國近十年來建成的間隔有上下兩層的，或單層隧道利用其下部有限空間，對越江盾構(gòu)隧道疏散通道的布置情況則有所發(fā)展——逃生滑梯，但對于單層山嶺隧道，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念還是傾向于采用隧道間橫通道的模式進(jìn)行火災(zāi)工況條件下的疏散設(shè)計(jì)。雙層隧道(上海復(fù)興東路隧道、軍工路隧道、上中路隧道、南京緯三路過江隧道)則可利用隧道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行上下疏散，從而取消了橫通道(上海崇明越江隧道、復(fù)興東路隧道仍保留了橫通道)。而在諸多隧道中，南京長江隧道、揚(yáng)子江隧道，杭州慶春路隧道、錢江通道，上海虹梅南路隧道等都嘗試采用了無橫通道的單一縱向疏散模式。這種模式在疏散人員眾多的擁擠逃生情況下，雖然發(fā)生概率不高，但也將會(huì)接受嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

　　隧道火災(zāi)情況下，國內(nèi)外案例已多次證實(shí)，濃煙引起人員窒息造成傷亡，比之因直接燒炙死亡有過之而無不及!因?yàn)榛饒龃蠡鹑紵毖酰?yīng)新風(fēng)不可或缺，風(fēng)助火勢使情況更加危險(xiǎn)。如能將火災(zāi)排煙系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)相互分離，是隧道減災(zāi)的一項(xiàng)當(dāng)務(wù)之急。近年來，國內(nèi)在城市大型隧道中已開始利用隧道上方的富余空間設(shè)置為專用的排煙通道，如上海崇明越江隧道。采取橫向排煙與主隧道縱向射流通風(fēng)兩相分離，會(huì)取得很好的效果，曾做過現(xiàn)場試驗(yàn)證實(shí)。在一些城市車流量大、火災(zāi)發(fā)生概率高的雙線公路隧道中，能否為此適當(dāng)加大幅員，將上部空間用排煙板隔離為排煙道使用，值得研究。在下方空間設(shè)計(jì)中，不使空間利用過于緊張而使平時(shí)通風(fēng)風(fēng)速加大過多，影響平時(shí)正常送風(fēng)，以免導(dǎo)致?lián)P塵為標(biāo)準(zhǔn);射流風(fēng)機(jī)仍應(yīng)對中吊置，不能因幅員緊張而偏位設(shè)放，影響送風(fēng)效率。

　　

縱向疏散模式

　　

橫向疏散模式

　　記者：在“低碳經(jīng)濟(jì)”和“節(jié)能減排”號(hào)召下隧道的適用性和功能性應(yīng)如何保障?

　　孫院士：因隧道適用性和功能上的特殊性，比如隧道內(nèi)的照明就與一般的道路照明要求不同，隧道白天也需要照明，而且白天照明問題比夜間更復(fù)雜些。照明費(fèi)用是隧道運(yùn)營費(fèi)用中開支最大的項(xiàng)目之一，如何既減少隧道照明系統(tǒng)的運(yùn)營費(fèi)用又不影響車輛的行駛安全，成為擺在我們面前急需解決的難題。

　　以往，長大隧道照明很大部分采用高壓鈉燈。對于高壓鈉燈，目前國內(nèi)外有兩種節(jié)電方式。第一種方式是采用大功率電子鎮(zhèn)流器，可對高壓鈉燈進(jìn)行線性調(diào)光，節(jié)能十分可觀，所存在的問題是國內(nèi)大功率電子鎮(zhèn)流器還不夠成熟，而進(jìn)口成本過高;另一種方式是采用變功率電感鎮(zhèn)流器，并采用綜合電力監(jiān)控終端對其進(jìn)行變功率控制，其節(jié)能率可達(dá)30%以上。因此，建議考慮后者實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

　　

高壓鈉燈

　　同時(shí)，國內(nèi)多數(shù)公路隧道都已經(jīng)逐步改用的白熾光LED照明技術(shù)，以其功耗小、半衰期和壽命長、可靠性高及環(huán)保等優(yōu)勢，走進(jìn)公路及隧道照明舞臺(tái)已經(jīng)多年，但尚需在高智能化技術(shù)上加強(qiáng)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化以及光強(qiáng)衰減量等方面的研究改進(jìn)。如洞口進(jìn)出處，除能按洞外自然光照強(qiáng)弱而自動(dòng)無極調(diào)光外，還應(yīng)按車流量多少而自動(dòng)智能化調(diào)整洞口內(nèi)的光照大小等。

　　

LED照明

　　此外，一些山區(qū)隧道為了節(jié)能，有些對下半夜車流量小時(shí)，將洞內(nèi)照明全部關(guān)閉，只靠車燈進(jìn)行照亮。這種現(xiàn)象引起了交通安檢部門的異議。如能在洞墻陶瓷鋼板上加涂吸光材料或改用其他吸光材料，利用白天積蓄的照明燈具的光能在后半夜自動(dòng)發(fā)光，且保證有一定的亮度，以上問題則可以有效解決。這一情況，對地鐵區(qū)間隧道在不行車情況下用于其深夜照明，亦可完全適用。

　　記者：隧道運(yùn)營管理的發(fā)展方向是什么?

　　孫院士：要保證隧道正常的安全運(yùn)營，其前提是隧道的各項(xiàng)設(shè)施能全天候正常運(yùn)行，隧道內(nèi)空間狹小，維修養(yǎng)護(hù)不易。如有阻塞或故障情況，對整個(gè)交通的影響極大。所以，做好長大隧道養(yǎng)護(hù)工作，機(jī)電設(shè)備及土木工程方面的檢查與維修是保證隧道安全運(yùn)營的基礎(chǔ)和前提。定期測量隧道空氣污濁度、尾氣和有害煙霧濃度，指定專人跟蹤觀測各種病害源，掌控隧道病害原始數(shù)據(jù)，對交通流量進(jìn)行逐日統(tǒng)計(jì)分析。通過對數(shù)據(jù)的積累，有針對性地開展調(diào)研工作，為長大隧道的病害處治及其運(yùn)營管理提供可靠有據(jù)的原始資料。認(rèn)真作好日常的維修保養(yǎng)工作，有計(jì)劃地進(jìn)行設(shè)備定期檢修，使系統(tǒng)設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。有些消防特定設(shè)備是“養(yǎng)兵千日，用在一時(shí)”，平日的檢查、演練不可或缺。

　　隧道運(yùn)營管理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隧道自身結(jié)構(gòu)、管理人員、設(shè)備、技術(shù)等多方面因素都影響隧道的安全高效運(yùn)營。目前，雖然已建立起了一套可操作模式，但在制度完備、規(guī)程細(xì)化、不可預(yù)見性危害等許多方面還需要作深入細(xì)化的研究，更好地服務(wù)于隧道管理的方方面面。同時(shí)，要充分利用現(xiàn)代科技手段、科學(xué)方法，建立合理的災(zāi)害救援預(yù)案來提高突發(fā)事件下的隧道運(yùn)營管理水平。