隧道机电养护与检查技术 / 开普饭

一、养护工作现状简述1.重视程度不够

2.运维管理模式

二、隧道机电养护与检查概述1.隧道机电养护概述隧道在结构上为管状构造物，具有半封闭性的特点，事故率高且危害程度大，事故发生后的应急救援处置难度高，严重影响隧道的交通安全，给日常运营工作带来很大的困难，因此隧道成为了公路运输网络安全运行的重要环节，而隧道机电系统良好的技术指标是隧道安全运营的保障。2.隧道机电系统特点环境特点车辆通过所产生的尾气、携带的尘土，无法快速扩散充沛的山体淅沥水、洞内外温差等因素造成洞内湿度较大处于半封闭状态，车辆通过产生的洞内震动较大设施特点设施种类繁多设备的数量大，如照明灯具、摄像机设备价格高，投资大设备运行的环境条件差，对设备性能的要求高运营特点运营管理高费用，通风和照明系统尤为明显维护运营的工作量大隧道内发生事故的伤亡、危害程度高需控制的设备复杂、繁多，控制方案复杂火灾或交通阻塞的情况下，救援实施难度大在整个项目的机电系统中，设备种类、细分多，系统构成比较繁杂。验收规范对机电系统进行了分类，便于我们系统地认识、整理各类设备。如图所示。

3.隧道机电系统构成根据《公路隧道养护技术规范》JTG H12-2015

隧道机电系统现场主要设备示意图

4.规范依据1、《公路隧道养护技术规范》（JTG H12-2015）2、《公路机电设施养护技术规范》（ JTG H15 审批稿）3、《公路工程检验评定标准》（JTG F80/2-2004）4、建设期的合同文件、设计文件等。《公路隧道养护技术规范》 JTG_H12-2015-隧道机电设施养护提供方法和依据隧道机电设施的养护应包括日常巡查、清洁维护、机电检修与评定、专项工程等内容，并对这些做了详细阐述和说明。5.隧道机电养护概述机电设施的养护应包括日常巡查、清洁维护、机电检修与评定（经常性检修、定期检修和应急检修）、专项工程等内容。机电检修与评定是指通过检查工作发现机电设施完好情况，系统掌握和评定机电设施技术状况，确定相应的养护对策或措施。公路隧道机电设施技术状况评定应不少于1次/年。机电设施养护：为了保持运行中机电设施的性能，对机电设施进行的日常巡检、定期养护、定期检查、预防性调试、预防性更换、专项养护、设备整机更换等工作。技术状况评定：按本规范规定的检查项目进行检查、测试、试验、验证等，并将结果与规范规定的技术要求进行比较，以确定养护措施所进行的活动。5.隧道机电养护的动作

6.日常巡查在短期内（通常小于1周）通过乘坐巡视车或步行目测一级其他信息化手段对机电设施的外观和运行状态进行的检查。日常巡查频次（高速公路不少于1次/天、其他公路1次/3~4天）在日常巡查内容：供配电设施：观察变压器、高压配电柜、相关设备运行状态，判断有无破损、声响、发热、气味、放电等。照明设施：设备外观、运行状态，判断有无异常。通风设施：设备外观、运行状态，判断有无隐患。消防设施：设备外观、判断有无异常。监控与通信设施：外观和功能，判断有无异常。7.机电养护等级划分

8.不同养护等级的隧道清洁维护频率较长时间间隔（通常有1月、1季度、半年、1年）内对机电设施进行的周期性检查、清洁和保养。粉尘对电气设备的危害：1、造成电气设备短路2、造成电气开关接触不良3、造成通风不良定期的清洁与通风就成为电子设备维护的重要手段。

9.公路隧道机电设施清洁设备机电设施采用湿法清洁时，应注意保护人员安全和机电设施内部电气元件安全，并应防止液体渗入设施内；采用干法清洁时，应采取必要的降尘措施，对清扫不能去除的污垢，经判别可用湿法清洁时，可用清洁剂进行局部特别处理。

10.定期养护/经常检修

三、隧道机电系统评定1.隧道机电评定模型为改善隧道内部环境、提高服务水平，减少事故的发生率和降低事故伤害程度，达到保障隧道安全、畅通的目的，需要根据隧道自身的等级设置相应等级的机电系统。根据隧道的等级不同，为其配置不同规模的机电系统。《公路隧道养护技术规范》（JTG H12-2015）的规定隧道机电系统由如下五类设施构成：供配电设施、照明设施、通风设施、消防设施及监控与通信设施。

2.隧道机电评定模型

3.评定的结论

4.维修、更换措施判定（重点）

四、隧道机电养护与排查排查即通过外观、实际检查、配合检测设备，对各系统，各设备进行问题的初步诊断，以达到有针对性维护、改造的作用。排查的系统有如下图：

（1）供配电设施供配电的专业性较强，在施工阶段所选用的产品与设施均符合相关标准要求，并已通过了相应的试验检测认证，在工程检测中常以其功能和性能的检测为重点，而在养护工作中，带电检测存在一定的难度，所以，多为日常性的外观和功能性的检查为主。因在H12中构成较多，供配电设施笼统分类为：高/低压配电柜（箱变）、变压器、发电机、电池、防雷接地装置、微机保护装置。供配电的检查大致分为四类：外观:观察变压器、高压配电柜、相关设备运行状态，判断有无破损、声响、发热、气味、放电等。零配件：检查设备内零配件（如开关、熔断器、接触器、仪表、线路、配件等）有无污染、短路、烧焦、工作状态是否正常。整机的功能：设备开断输入输出状态、负载情况、电源切换的功能、电池浮充状态与后备电源切换、微机保护装置的保护、遥控、遥测功能，以及电力监控系统的日常状态监控与日志等。备品与日常保养：润滑油的添加情况、燃料的添加情况添加情况等等。

供配电排查动作

（2）通风设施通风设施的特点通风设施是保证隧道行车安全的关键系统，其主要原理是在隧道内灌入新鲜的空气，从而稀释或排除废气和烟雾。它的工作目的主要有2个。一是保证正常运营时的需风量。二是保证火灾时的通风有利于人员逃生和救灾。在设计上，它的通风设计主要考三种标准，安全标准、卫生标准、舒适性标准。在技术要求上，主要考虑通风换气的风速问题，≥1.5m/s。通风设施在检查检修中关注点1、风机的高度是否在设计规范的高度范围内（避免擦挂）2、风机的正反转功能、远程/本地开启功能3、断面的平均风速而断面风速的测试，建议开启全线风机，并使风机的灌风方向一致，在15~30min后，当隧道内风向达到稳定，无紊流产生时，进行风速的测试。另外：在检修中，应当注意风机的三相电的线序问题，在省内很多项目都有线序颠倒的现象。除了用相位表来测试之外，还能通过本地实际操作测试风机的正反转命令与现场实际工作状态。通风设施故障的检修判定通风设施通常风机机体的故障是比较少的，多见为供电零配件故障。在风机无法开启时，需要判定其故障原因。按照由上至下的顺序依次进行排除判定。1、供配电系统有没有供电。2、本地的按动开关的分合工作状态。3、本地各熔断器、开关设备、软启动器是否能闭合或者闭合后有没有输出。4、当出线端带电时，则判定为风机故障。通风设施排查动作

（3）照明设施照明设施的特点在隧道内设置的照明设施，通常有入口段、过渡段、基本段、出口段等四个大段。它的设置的亮度值各不相同，与洞外环境，交通流量有密切的关系。入口段和出口段的设置，目的是消除“明—暗—明”的不利变化过程，消除或减轻黑洞效应和白洞效应。其产生的安全隐患多由不适应性眩光和适应性眩光产生。1、隧道内照明的控制方案常设置为4种：白天、夜晚、晴天、阴天。2、控制模式：与洞外亮度检测器联动方案、设置定时控制方案、远程控制方案、本地开断的方案。照明设施排查动作

照明的排查可参考风机的方式，主要采用方法为排除法。

照明设施LED灯与钠灯的比较

照明设施在检查检修中关注点1、关注点光源的故障2、照度的感官，定期进行照度的自查（照度测试方法与换算）（半年一次）3、照明设施线路问题（展开）4、关注和理解维护系数经过一段时间工作后，照明系统在作业面上产生的平均照度（即维持照度）与系统新安装时的平均照度（即初始照度）的比值。

（4）消防设施消防设施的特点消防设施包含了火灾探测器、消防控制器、火灾报警器、消火栓、灭火器、加压设施、供水设施等。它是在隧道发生火灾时用于灭火及应急救援的重要设施。需要说明的是，火灾报警系统，在规范中明确规定其应采用一级负荷，并采用单独的配电回路。这就足见此系统的重要性，在高速公路系统中，仅有省结算中心火灾报警系统是划入了一级负荷，其他多为三级负荷。注：一级负荷是指中断供电将造成人身伤亡，或将损坏主要设备且长期难以修复，或对国民经济带来巨大损失。消防设施消防设施在设置中有自动报警类的，有手动报警类的，也有自救类的和诱导类的。其构成较多，目的虽然一致，但各设备产生的功能不同。速途同归，其都是保障隧道内行车安全的重要设备设施。

消防设施在检查检修中关注点1、水消防系统的水压（0.4Mpa~1.2Mpa）2、长隧道的高差导致低位水压过高，高位水压达不到要求。3、水成泡沫的有效期验证、泡沫量检查。4、灭火器有效期，每年一次的管养单位的有效期检查，如果灭火仍有效，应张贴检查的时间。5、手动报警按钮的有效性，特别关注手动报警按钮的串联效应。（建议隧道两头的手报定期进行验证测试，避免中间损坏，全线故障）6、感温光纤、双波长探测器的自动探测报警功能测试。*重要。7、水池液位计的功能是否正常，可通过软件数据与实地的比较（塔尺）。8、冬季缺水或防冻措施。9、火灾报警联动预案功能。消防设施排查动作

（5）监控及通信设施监控及通信设施监控设施多而杂，在这里结合到H12规范，对其设备的重要性进行说明。车辆检测器、闭路电视监视系统、事件检测器、紧急电话、本地控制器、横通道门、通信设施、监控室设备及系统，都是关键的设备。它们有一个共同点，在发生火灾和事故的前中后，都直接起着重要作用。监控及通信设施设施在检查检修中关注点1、监控中心软件功能（采集、发布、控制）*重点2、通信系统的连通保障3、外场设备在监控软件的通断状态4、应急方案响应状态以及执行5、外场单体设备的工作状态（涉及的设备较多，可参见后面的维修、更换要点）监控及通信设施排查动作

A类-环境类重点排查其数据采集的准确性，定性判断。在监控中心查看环境类设备的数据有无掉线状态、故障状态、数据长时间不变化、数据总在固定的几个数值跳动，历史数据对比等方法来定性判断。在本地查看设备的电源有无掉线、供电不足。拆开机箱检查设备板卡有无明显烧焦痕迹，万用表测试信号输出端口有无电流、电压。要进一步查看其故障在哪个模块，可请厂商进行协助，通过板块的替换法进行故障排除确认，本地连接计算机确认故障代码等方式，来进一步精确诊断、定位故障。B类-杂类为什么将它命名为杂类？因为他们的系统无明确相同处。这部分的排查，则以控制、发布、采集功能操作验证为主。车辆检测器，闭路电视、事件检测器以信息采集为主，查看监控软件的即时数据，浏览、对比他们的历史数据。设备故障确认，需要用排除法：1要排除供电问题，2要排除通信问题，3排除软件故障，4才是确认设备问题。要精确定位设备的某个模块故障，通常也需要厂商的协助。C类-交通、诱导类这部分的排查，以信息发布功能的实际操作为主：远程发布信息，通过软件的即时反馈、摄像机、或者巡查人员现场监测来确认故障设备。（可统一下发相似文字信息，统一观察）设备故障确认，也需要用排除法：1要排除供电问题，2要排除通信问题，3排除软件故障，4才是确认设备问题。要精确定位设备的某个模块故障，通常也需要厂商的协助。D类-通信类此部分，重点是借助仪器设备。光缆的好坏不可直观看到，但是有结果反映。但光缆出现的误码、失真、延迟，看不到，不具体，无定位。OTDR、电缆故障分析仪、工程宝等设备，进行光缆、电缆的故障测试，可定位故障位置、可查看损耗状态。湿度对机电设备的影响湿度分为高湿（潮湿）和低湿（干燥）。哪一种危害更大？高湿对产品产生的影响有潮气吸收或吸附、膨胀、机械强度降低、化学反应、腐蚀、电蚀、绝缘体的导体率增加等。而导致的后果为绝缘损坏、物理性能降低、机械故障。低湿对产品产生的影响有干燥、收缩、脆化、动触点摩擦增大、机械强度降低。导致的后果是开裂和机械故障。相对来说，高湿的危害更大。防潮应注意哪些措施？1、做好安全防护，绝缘损坏导致漏电，需要在电气设备金属外壳、金属构架和管道良好接地，保护人身和设备安全。2、电气设备、电缆、导线选用封闭型或防潮型。3、电子设备的发热，有一定的去潮的作用，所以电子设备需要常开。4、电子设备的外壳，良好的防腐保护。隧道养护管理资料方面