秦嶺終南山特長公路隧道運營管理技術(shù)

趙超志,胡平

(1.陜西省交通建設(shè)集團公司秦嶺終南山公路隧道分公司,西安 710105;2.陜西省交通建設(shè)集團公司,西安 710075)

0 引言

秦嶺終南山特長公路隧道是目前亞洲最長的高速公路隧道,其建設(shè)規(guī)模居世界第一、長度居世界第二。該隧道是國家高速公路網(wǎng)包(頭)茂(名)線的關(guān)鍵控制性工程,也是陜西省高速公路網(wǎng)西安至安康高速公路的重要組成部分,位于西安市長安區(qū)青岔鄉(xiāng)至商洛市營盤鎮(zhèn)之間,是溝通黃河經(jīng)濟圈和長江經(jīng)濟圈的交通樞紐,在路網(wǎng)規(guī)劃中占有重要位置,該隧道為雙洞四車道高速公路隧道。公路等級為四車道高速公路;設(shè)計行車速度為80km/h;隧道凈寬為10.5m,隧道限高為5m;隧道結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準期為100年;安全等級為一級。工程于2007年1月20日建成通車。

構(gòu)成特長隧道內(nèi)運營安全的“危險源”主要有5項,分別是:1)交通事故;2)火災(zāi)或爆炸事件;3)毒氣泄漏;4)土建結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉陷或裂縫;5)隱患災(zāi)害(發(fā)動機和輪轂過熱、車輛故障、CO超標、VI超標、拋物、阻塞等)。由于隧道本身具有半封閉性、可達性低、情況不明性、聯(lián)絡(luò)與救援困難等特點,導(dǎo)致發(fā)生災(zāi)害事故后隧道內(nèi)煙霧濃度迅速增大,溫度升高,疏散避難困難,且災(zāi)害容易惡化。況且對于18.02km長的終南山隧道,工程存在很大的獨特性以及無可比性,如何確保該隧道安全、暢通、經(jīng)濟的運營,受到世界各國廣泛關(guān)注[1-2]。早在隧道設(shè)計立項階段,就圍繞隧道的安全運營展開過激烈的爭論,也成為該隧道建設(shè)的首選決定因素。國內(nèi)對公路隧道安全評價主要表現(xiàn)在建設(shè)期,西南交通大學(xué)王明年教授、長安大學(xué)夏永旭教授及重慶交通科研設(shè)計院韓直研究員等在承擔(dān)的科研項目中對隧道火災(zāi)的發(fā)展規(guī)模、火災(zāi)探測方法等曾進行過研究,而對于隧道運營管理技術(shù)及安全評價尚未形成系統(tǒng)。與此同時,如歐洲勃朗峰隧道、浙江貓貍嶺隧道等部分國內(nèi)外長隧發(fā)生的惡性火災(zāi)爆炸事故,更使人們對終南山隧道能否安全運營充滿疑惑。隨著通車后正常運營的延續(xù),原來對“安全正常運營”持懷疑、觀望態(tài)度的學(xué)派,已從實踐中看到我國長大隧道建設(shè)、運營的能力和“水準”。至此,我國9km以上長大隧道便如雨后春筍般迅速建設(shè),從這一角度講,秦嶺終南山公路隧道是我國公路隧道建設(shè)的“試驗田”和“轉(zhuǎn)折點”。

1 運營管理機構(gòu)的設(shè)置

作為世界級超長公路隧道,管理、養(yǎng)護具有頭緒多、涉及面廣、難度大、沒有成熟經(jīng)驗等顯著特點,僅靠經(jīng)驗無法有效確保運營目標的實現(xiàn);因此,陜西省交通運輸廳高度重視,多方調(diào)研,成立了專門的運營管理機構(gòu)——秦嶺終南山公路隧道公司,其主要職能是負責(zé)對隧道的監(jiān)控、養(yǎng)護、路政、安全檢查、防災(zāi)救援等運營工作進行管理,確保隧道運營安全暢通[3-6]。針對隧道“危險源”種類及運營各要素,隧道公司配備人員200多人,設(shè)備60余臺/輛,下設(shè)9個部門,另配有專門武警中隊、醫(yī)療急救站和交警中隊等。

1.1 組織機構(gòu)

如圖1。

圖1 組織機構(gòu)框圖Fig.1 Tunnel operation management organization chart

1.2 主要業(yè)務(wù)部門設(shè)置的必要性和主要職能

1.2.1 監(jiān)控中心

要使整個隧道24h處于動態(tài)監(jiān)控狀態(tài)中,在發(fā)生異常情況下能第一時間得到處置,同時,為確保機電系統(tǒng)能隨時處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)必須設(shè)置監(jiān)控中心。監(jiān)控中心主要職責(zé)是負責(zé)監(jiān)控、照明、通風(fēng)、通信設(shè)施、機電設(shè)備的維護管理及對隧道24h監(jiān)控,建立健全應(yīng)急預(yù)案,及時準確跟蹤各種突發(fā)事件并啟動相關(guān)預(yù)案,對外發(fā)布各類交通信息,發(fā)揮指揮中心作用[7]。人員配置總計45人,其中弱電維護班10人,強電及水工班15人,監(jiān)控員20人;配置的主要設(shè)備有空氣控測車、照明車、發(fā)電車及高空作業(yè)車等。

1.2.2 養(yǎng)護科

為了確保隧道內(nèi)衛(wèi)生環(huán)境良好、附屬設(shè)施完好,必須設(shè)置養(yǎng)護科。其主要職責(zé)是負責(zé)隧道及各項附屬設(shè)施的日常維護(機電系統(tǒng)除外)、路況調(diào)查和養(yǎng)護資料的收集、整理、保管等,并負責(zé)隧道及南北2個休息區(qū)的清潔與維護[8]。人員配置39人,其中養(yǎng)護工程師4人,養(yǎng)護工25人,養(yǎng)護車司機10人,主要設(shè)備有日常維護車2臺、掃地車4臺及水車4臺。

1.2.3 安檢大隊

為確保隧道的安全運營,防止重大事故的發(fā)生,禁止危險品車輛、六軸車輛及超限車輛通行,成立安檢大隊。其主要職責(zé)是負責(zé)對危險品車輛24h進行檢查、登記、疏導(dǎo)、勸返等工作,不讓任何攜帶危險品的車輛駛?cè)胨淼?從源頭上杜絕重大安全事故的發(fā)生,對攜帶危險品的車輛控制一直是秦嶺終南山公路隧道管理的重點。安檢站配置28人,實行4班3運轉(zhuǎn),攜帶危險品的車輛檢查采用人工檢查與儀器檢查相結(jié)合的方式,配備了摩爾爆炸品探測器(檢查炸藥類物品),并對闖站車輛實行攔截。

1.2.4 消防大隊

依據(jù)隧道火災(zāi)事故救援研究成果,隧道發(fā)生火災(zāi)時,一般火災(zāi)有效控制時間為4～10 min,為了保證消防隊員能夠迅速趕到隧道內(nèi)任何發(fā)生火災(zāi)的位置并實施救援,成立企業(yè)消防大隊。其主要職責(zé)是負責(zé)隧道的消防宣傳、消防設(shè)施的巡查、維護;負責(zé)突發(fā)事件的現(xiàn)場指揮、滅火、救援。另外,為了確保在發(fā)生火災(zāi)時第一梯隊人員能在8 min之內(nèi)到達現(xiàn)場實施救援,除在隧道南北口設(shè)置值班點外,在隧道內(nèi)的8、17#車行橫通道內(nèi)也設(shè)置了永久消防值班點,這樣就將18 km的隧道分成3段實行4點值守的模式,顯著縮短了消防救援的應(yīng)急反應(yīng)時間。消防大隊人員配置總計40人,實施輪修制,配制的主要設(shè)備有消防車4輛(水消防2輛、氣體消防1輛、泡沫消防1輛)、事故解體車1輛及機動靈活消防摩托車10輛等。

1.2.5 路政大隊

為了保證隧道路產(chǎn)、路權(quán)不受損害,確保事故能夠得到及時處理成立路政大隊。其主要職責(zé)是路政巡查、路產(chǎn)、路權(quán)的維護及受理各種路產(chǎn)的賠償工作,保證隧道安全暢通。配置人員20人,實行4班3運轉(zhuǎn),主要設(shè)備有路政巡查車5臺。

1.2.6 聯(lián)勤互動單位

隧道分公司除內(nèi)設(shè)的9個部門外,還與沿線的公安交警、武警部隊、省交通醫(yī)院等單位建立了聯(lián)勤互動機制。公安交警每班4人每天在隧道路段值勤巡查;武警戰(zhàn)士40余人,實行換崗制度,24h在隧道南、北口執(zhí)守;交通醫(yī)院醫(yī)療急救站在隧道南口實行24 h值班、24h待命,實行換班制度;配備醫(yī)生3人、護士6名及醫(yī)療救護車2輛,保證隧道安全運營和應(yīng)急救援。

2 管理技術(shù)

2.1 管理理念

為了實現(xiàn)“世界級工程、世界級品牌、世界級管理”的管理目標,隧道分公司全面實行軍事化管理,開展崗位大練兵活動,提出“愛崗敬業(yè)、忠于職守、規(guī)范精細、高效有序”和“高度負責(zé)、嚴防緊守、快速反應(yīng)、果斷處置”的隧道管理理念,建立完善規(guī)章制度,創(chuàng)建一流管理團隊,科學(xué)管理、真抓實干,確保秦嶺終南山公路隧道安全、暢通。

2.2 廣泛宣傳

在隧道通車初期,為了保證隧道的安全運營,隧道分公司將省公安廳與省交通運輸廳聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加強秦嶺終南山公路隧道安全管理》的2個通告在《華商報》《三秦都市報》《陜西交通報》等媒體發(fā)布,并大量印刷《通報》單頁和《隧道交通安全手冊》,在安檢站、收費站張貼并向車輛駕駛?cè)藛T發(fā)放,使安全駕駛、遵章守規(guī)成為廣大駕駛?cè)藛T的自覺行為。

2.3 制定預(yù)案,加強演練

針對隧道特點,聘請有關(guān)人員,反復(fù)研究,結(jié)合實際,制定隧道突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案,以此為藍本不斷進行隧道事故應(yīng)急預(yù)案的實際操作演練,反復(fù)推敲,不斷改進應(yīng)急預(yù)案中存在的不足,積極尋求適應(yīng)隧道環(huán)境的最佳應(yīng)急救援方案。通過反復(fù)的論證和50余次的演練,各崗位人員都能做到及時出動、準確到位、緊密配合、熟練操作,應(yīng)急預(yù)案也日漸成熟。該應(yīng)急預(yù)案作為陜西省典型安全預(yù)案已上報國務(wù)院應(yīng)急辦進行交流。

2.4 運營節(jié)能

隧道機電設(shè)施技術(shù)先進、功能完善、種類多、數(shù)量大、用電功率大、電費成本高,目前隧道共安裝100W高壓納燈8 760盞,22kW射流風(fēng)機144臺,32臺總功率為8 106kW的軸流風(fēng)機,其他用電設(shè)備功率較小。這樣龐大的系統(tǒng),電費支出是隧道管理的最大成本,在確保隧道安全運營的前提下,如何節(jié)能是隧道管理的關(guān)鍵技術(shù)。通過認真分析隧道用電設(shè)備功耗情況,結(jié)合隧道車流量的變化規(guī)律及每天用電的高低峰的時段,在確保安全的前提下,根據(jù)空氣質(zhì)量和檢測出的CO、VI結(jié)果,確定夜間模式、白天模式及加強模式進行開啟,同時,盡可能避開用電高峰時段進行風(fēng)機的開啟,提出減少風(fēng)機開啟時間、按不同時段開啟不同數(shù)量照明燈具等節(jié)能操作措施。經(jīng)反復(fù)實踐,制定設(shè)備節(jié)約用電的操作規(guī)程,成效顯著。

2.5 事故應(yīng)對

事故應(yīng)對遵循“以人為本”的原則,救援行動按“人員搶救—減少設(shè)備財產(chǎn)損失—障礙排除—恢復(fù)交通”的順序進行。隧道交通安全事故主要是車輛交通事故和車輛發(fā)生火災(zāi)事故,2種事故所產(chǎn)生的危害不同,社會影響也不同,實施事故救援的方法也不同。車輛交通事故危害的主要對象是人員和車輛,易于救援;而車輛發(fā)生火災(zāi)事故時,由于隧道內(nèi)的火災(zāi)具有蔓延迅速、不易控制、通道堵塞、沿車蔓延、濃煙高溫、撲救困難、情況復(fù)雜、疏散困難等特點,容易造成大量的人員傷亡和財產(chǎn)損失,危害的主要對象不僅是人員和車輛,還會對隧道內(nèi)的設(shè)備、施救的人員產(chǎn)生威脅。從危害程度上車輛發(fā)生火災(zāi)事故遠遠大于車輛交通事故;因此,對火災(zāi)事故如何實施救援顯得尤為重要。事故應(yīng)對處置預(yù)案見圖2,3。

圖2 車輛交通事故應(yīng)對框圖Fig.2 Flowchart of response to vehicle accidents

圖3 火災(zāi)事故應(yīng)對框圖Fig.3 Flowchart of response to fire incident

3 事故救援實例

2009年1月19日中午12時30分,隧道監(jiān)控大廳內(nèi)的自動報警器響起,感溫光纖報警顯示隧道內(nèi)西線發(fā)生火情。監(jiān)控員及時切換攝像畫面,確認火災(zāi)位置,并立即啟動應(yīng)急預(yù)案,向隧道內(nèi)的消防值班點、南北口消防隊、醫(yī)療急救站、路政、武警、交警和公司機關(guān)發(fā)出緊急處置命令,使所有參與救援的人員在同一時間接到命令。路政、武警、交警做出快速反應(yīng),第一時間封閉了隧道南北口全部交通;監(jiān)控中心及時更改可變情報板、交通信號燈、車道指示器等交通指示標志,為了控制火勢,將風(fēng)機切換至火災(zāi)工況,確保隧道內(nèi)風(fēng)速控制在2～3m/s,防止有害煙氣倒流或蔓延;位于隧道內(nèi)消防值班點的消防戰(zhàn)士在接到命令后3min趕到事故現(xiàn)場實施救援,與其后趕到的南北口消防戰(zhàn)士、醫(yī)護施救人員在8min內(nèi)將火撲滅;隨后養(yǎng)護隊伍對現(xiàn)場進行了清理。整個事故救援過程僅用了20min,無人員傷亡及車輛損失。隨后開啟相應(yīng)的風(fēng)機進行排煙,經(jīng)空氣檢測車現(xiàn)場檢測,洞內(nèi)空氣質(zhì)量達標后,解除封鎖,車輛間斷放行,所有救援人員撤離現(xiàn)場。事發(fā)前,該事故車輛通過安檢站時,發(fā)現(xiàn)其裝有燃氣罐,按規(guī)定已予以扣留卸載,否則燃氣罐遇高溫爆炸,后果不堪設(shè)想。

4 管理效果

通過事故應(yīng)對實例,證明了各個部門的設(shè)定是必要的、合理的,證明了應(yīng)急預(yù)案完善可行、切合實際,也證明了各部門能夠盡職盡責(zé)、協(xié)同作戰(zhàn)、配合默契、訓(xùn)練有素。隧道自2007年開通運營以來,一直處于安全、正常運行狀態(tài),國內(nèi)外專家和社會各界人士參觀后紛紛稱贊并給予鼓勵。

5 結(jié)論與討論

實踐證明:秦嶺終南山公路隧道的運營管理技術(shù)是科學(xué)的、可行的,為特長公路隧道的運營管理提供了寶貴的經(jīng)驗。但特長公路隧道的運營管理是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其管理技術(shù)還需從以下幾方面繼續(xù)研究探索,不斷完善和提高。

1)洞內(nèi)車速過快。目前洞內(nèi)限速70km/h,但超速現(xiàn)象仍普遍存在,特別是在夜間,個別車速可達140 km/h以上。通過情報板提示、振蕩標線強制減速等措施給予控制,但效果仍不佳。

2)斜(豎)井作為通風(fēng)走廊,能否利用“自然風(fēng)”為正洞提供縱向通風(fēng)仍值得探討。

3)機電工程設(shè)計完善及施工質(zhì)量直接影響到后期正常運營,目前國內(nèi)部分隧道由于壓縮工期導(dǎo)致機電設(shè)備運營后事故頻發(fā)的教訓(xùn)值得反思。

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