Электроосвещение тоннелей

Все автодорожные тоннели длиной более 300 м на прямой в плане и более 150 м на криволинейной трассе, а также все городские автотранспортные и пешеходные тоннели независимо от их длины должны иметь круглосуточное искусственное освещение, обеспечивающее адекватную и комфортную видимость для всех, кто проезжает по тоннелю в любое время суток. Создание эффективной системы освещения в тоннелях способствует увеличению их пропускной способности и повышению безопасности движения.

Выбор той или иной системы освещения зависит от длины
тоннеля, климатических, топографических и градостроительных
условий, расположения тоннеля в плане, и профиле, формы и размеров его поперечного сечения, типа облицовки, ориентации порталов, интенсивности и скорости движения. Различные сочетания указанных факторов предопределяют необходимость устанавливать индивидуальную систему освещения в каждом конкретном случае.

Переход от яркого дневного света на поверхности к пониженному освещению при въезде в тоннель приводит к внезапному ослеплению водителей, что может явиться причиной аварии. Время проезда автомобиля по тоннелю длиной около 1 км со скоростью 60 км/ч составляет не более 1 мин. За это время зрение водителя должно приспособиться к резкому снижению уровня освещенности при въезде в тоннель и увеличению его при выезде из тоннеля.

В автодорожных тоннелях применяют разнообразные системы искусственного освещения открытого, рассеянного или яркого света с имитацией суточного изменения уровня освещенности и яркости. Освещение создается светильниками, установленными на перекрытии или стенах через определенные интервалы. Применяют различные светильники, отличающиеся светотехническими и конструктивными особенностями, коэффициентом полезного действия, потребляемой мощностью, сроком службы и др. Светильники должны обеспечивать достаточный световой поток для равномерного освещения перекрытия, стен, проезжей части автотранспортных и чистого пола пешеходных тоннелей. Кроме того, они должны быть компактными, безопасными в обращении, иметь пыле и влагонепроницаемый корпус, который легко очищать и мыть.

Применяемые в качестве источников света в тоннелях тепловые и газоразрядные лампы в неодинаковой, степени удовлетворяют указанным требованиям. В большинстве случаев для освещения тоннелей применяют газоразрядные лампы низкого (40—140 Вт) и высокого (60—1000 Вт) давления. Наиболее экономичны дуговые ртутные, ксеноновые, ртутные с металлогалоидными добавками.

Получает распространение система встречного освещения, при которой световой поток направлен к въезду в тоннель (рис. 21). В связи с этим попадающие в поле зрения водителей другие автомобили и находящееся в тоннеле оборудование становятся хорошо различимыми темными предметами, резко контрастирующими со светлой проезжей частью. Такой эффект достигается установкой на потолке тоннеля трубчатых светильников с флуоресцентными содовыми лампами высокого давления.

Рис. 21. 1 — обратно-лучевые светильники; 2 — тоннель

Применяют также обратно-лучевые светильники с параболическими рефлекторами, которые направляют световой поток на проезжую часть в направлении, противоположном движению автотранспортных средств.

Постепенное повышение или снижение уровня освещенности в пределах переходной и выездной зон тоннеля достигается за счет изменения шага светильников или установкой светильников разной мощности.

Сплошные световые полосы (ленты) обеспечивают более равномерное распределение яркости, снижают ослепление водителей и создают хорошую оптическую перспективу в тоннеле. Повышение уровня освещенности на отдельных участках может быть достигнуто установкой нескольких рядов светильников или включением различного количества ламп в отдельных светильниках.

Помимо общего освещения транспортной зоны, предусмотрено более интенсивное местное освещение отдельных зон автотранспортных тоннелей: камер, ниш, уширений, поперечных сбоек.

Изменение режима освещенности в автотранспортных тоннелях в зависимости от уровня освещенности на поверхности земли может обеспечиваться автоматически, с использованием телеуправления.
Для измерения яркости дневного света на припортальных участках тоннеля устанавливают специальные датчики (например, вентильные селеновые элементы), в соответствии с показаниями которых автоматически регулируется уровень освещенности в тоннеле, а также могут включаться или выключаться дополнительные источники освещения на подходах к тоннелю при помощи фоторелейных выключателей.

На случай внезапного отключения освещения при аварии или
падении напряжения в осветительной сети во всех тоннелях должно быть предусмотрено аварийное освещение. Оно должно обеспечивать уровень освещенности в тоннеле не менее 10—12 лк. Обычно для этой цели применяют лампы накаливания мощностью 15—30 Вт, устанавливая их примерно через 10 м на прямых и через 5 м на криволинейных в плане участках тоннеля. Сеть аварийного освещения напряжением 24—36 В питается от установленных в тоннеле аккумуляторных батарей.

Освещение в пешеходных тоннелях создают газоразрядными
лампами низкого давления типа ДРЛ или ЛБ, помещенными в корпусы светильников прямого или рассеянного света круглой, квадратной или прямоугольной формы с матированными или молочными рассеивателями.

Светильники подвешивают непосредственно к потолку или стенам тоннеля, а также в углубления ребристых блоков (в один ряд при ширине тоннеля до 4м и в два ряда при большей ширине). При этом шаг светильников вдоль тоннеля 3—5 м. Светильники устанавливают и в наземных павильонах над сходами в тоннель, включая их в вечернее время.

Освещение в пешеходных тоннелях регулируется автоматически в соответствии с изменением уровня освещенности на улицах. Предусматривается аварийное освещение пешеходных тоннелей от установленных в подсобных помещениях аккумуляторов.

В связи с тем, что осветительные устройства и оборудование в
тоннелях потребляют значительный расход электроэнергии, в настоящее время предпринимаются попытки использовать для освещения тоннелей солнечную энергию. Установленные на поверхности земли солнечные батареи аккумулируют тепловую энергию и, преобразуя ее в электрическую, питают осветительные устройства. Так, в Японии в тоннеле длиной 121 м 64 натриевых светильника мощностью по 90 Вт получают питание от блока солнечных батарей мощностью 15, 6 кВт с напряжением 200 В. В тоннеле Зуммерегг (Швейцария) длиной ПО м размещены 312 модулей, работающих от солнечных батарей мощностью 16, 5 кВт напряжением 390—420 В.

6. Водоотвод и специальное оборудование

В процессе эксплуатации тоннелей необходимо отводить из них воду, которая может проникать через порталы, лестничные или пандусные сходы в виде атмосферных осадков, просачиваться через конструкцию из грунтового массива (в случае повреждения гидроизоляции), скапливаться внутри тоннеля вследствие конденсации водяных паров, а также при мытье облицовки, проезжей части, полов, тушении пожаров.

Расход стоков, попадающих в тоннель от дождя и снега, определяют в соответствии с периодом однократного превышения дождя (снега) расчетной интенсивности для данной местности. В зависимости от вида тоннеля, района его расположения, глубины заложения и гидрогеологических условий применяют различные системы водоотвода.

В горных тоннелях, имеющих одно- или двускатный продольный профиль выпуклого очертания, отвод воды осуществляется самотеком. В подводных и городских автотранспортных тоннелях, продольный профиль которых имеет вогнутое очертание, предусматривают принудительный отвод воды. Образующийся на рамповых участках сток перехватывается дождеприемниками в виде закрытых лотков, проложенных поперек оси рампы. Расстояния между дождеприемниками в зависимости от продольного уклона рамп принимают от 70 до 80 м.

Первые дождеприемники устанавливают у начала продольного уклона рамп, в месте сопряжения с открытым участком дороги. При такой расстановке дождеприемников слой воды на проезжей части рампы во время дождя не превышает 6—7 см, что обеспечивает безопасность движения автотранспортных средств. Для предотвращения или уменьшения проникания воды с рамповой части в тоннель в конце рампы перед тоннелем установлен ряд дождеприемников, перекрытых решетками.

Для отвода воды в горных, подводных и городских автотранспортных тоннелях устраивают дренажную систему (рис. 22). Обычно проезжая часть в тоннелях имеет поперечный уклон, и вода стекает в сторону тротуаров, попадая в водозаборные приямки, расположенные через каждые 50—100 м вдоль тоннеля и перекрытые чугунными решетками — трапами. Из приямков вода по перепускным трубам диаметром 150 мм поступает в магистральный трубопровод диаметром 400—600 мм, проложенный по оси двухполосного тоннеля или вдоль каждого из отсеков многополосного тоннеля.

Рис. 22. Схемы водоотводных устройств в автотранспортных тоннелях:
а—продольный разрез; б — план; в, г - поперечные сечения; 1, 2 - станции дренажной перекачки у порталов; 3 - стадия перекачки в тоннеле; 4 - водоприемники; 5-7 - водосборники; 8 - коллектор ливнестока 9 - напорный трубопровод 10 - насосы 11 - смотровой колодец; 12 - перепускная труба; 13- решетка; 14 - водоотводная труба

Обычно магистральный трубопровод помещают в дренажный
лоток, обкладывают гранитным щебнем и покрывают песчаной от-
сыпкой. Между звеньями трубопровода оставляют промежутки (или делают отверстия в трубах) для приема стоков. Через каждые 50 м устраивают смотровые колодцы. В горных тоннелях вода из магистрального трубопровода отводится в кюветы предпортальной выемки, а в подводных и городских тоннелях — в центральную дренажную перекачку. Она представляет собой камеру, расположенную рядом с тоннелем в наиболее пониженной его части, где размещаются насосное оборудование и водосборники — зумпфы для приема и аккумуляции сточных вод.

По мере поступления воды её откачивают грязевыми насосами по напорному трубопроводу в городской водосток или непосредственно в пересекаемое тоннелем водное препятствие (в подводных тоннелях). В некоторых случаях устраивают местные дренажные перекачки у порталов городских и подводных тоннелей для перехвата стока рамповых участков тоннеля.

Во избежание загрязнения водоемов и подземных вод удаляемые из тоннеля сточные воды должны предварительно очищаться в соответствии с санитарными нормами. Для этого в камерах дренажных перекачек перед входом в приемно-регулирующие резервуары насосных станций устанавливают решетки с ручной очисткой, а в ряде случаев — грязеотстойники, бензо-маслоуловители, фильтры. Размеры водоотводных лотков и труб, расстояния между водосборниками и приямками, а также тип насосного оборудования выбирают на основе гидравлических расчетов водоотводной сети.

Контроль за уровнем воды в водосборнике, а также управление насосными агрегатами в большинстве случаев автоматизированы. По мере необходимости насосы могут включаться и отключаться автоматически. Уровень воды в зумпфах регулируется при помощи датчиков с поплавковым реле, передающих сигналы в центральное диспетчерское помещение.

Для отвода воды, попадающей в пешеходные тоннели через открытые лестничные или пандусные сходы, устраивают приямки глубиной до 1, 5 м на всю ширину пешеходного тоннеля и длиной не менее 2, 5 м, перекрываемые решетками. Иногда такие приямки делают и под разделительными площадками лестничных маршей. Если предусматривается обогрев лестничных сходов и разделительных площадок, устраивают приямки шириной 0, 5 м.

Для перехвата подземных вод под днищем пешеходного тоннеля устраивают лоток, в который укладывают асбоцементные, железо-бетонные или чугунные водопроводные трубы диаметром 100—300 мм. В эти трубы поступают также талые и поливочные воды, стекающие с пола пешеходного тоннеля. В соответствии с уклоном пола вода попадает вначале в лотки, устроенные вдоль стен тоннеля, а затем через приямки, расположенные через 30—40 м вдоль тоннеля, сбрасывается в дренажный трубопровод. Далее по перепускной трубе сточные воды попадают в зумпф дренажной перекачки, расположенной обычно в подлестничном помещении, откуда их откачивают насосом в коллектор городского ливнестока (рис. 23). В транспортных и пешеходных тоннелях, расположенных в районах с суровыми климатическими условиями, необходимо предусматривать утепление дренажных лотков, труб и насосного оборудования, чтобы не допускать замерзания в них воды и образования наледей на проезжей части автотранспортных и на полу пешеходных тоннелей.

Рис. 23. Схема водоотводных устройств в пешеходном тоннеле:

1 — тоннель; 2 — лестничный сход; 3 — колодец; 4 — коллектор ливнестока; 5 — напорный трубопровод; 6 — насос; 7 — зумпф; 8 — перепускная труба; 9 — коллекторная труба; 10 — решетка