秦嶺終南山公路隧道是國家高速公路網內蒙古包頭至廣東茂名線的控制性工程，也是陝西省“2637”高速公路網西安至安康高速公路的重要組成部分，單洞長18.02公里，雙洞全長36.04公里，其建設規模居世界第一，隧道建設規模為雙洞四車道，淨寬10.92米，限高5米，是我國高速公路隧道示範工程和標誌性工程。近5年來，秦嶺終南山公路隧道交通量年平均增長率為10.9%，2019年累計絕對交通量667萬餘輛（日均絕對交通量1.8萬餘輛，週末絕對交通量3萬餘輛，法定節假日絕對交通量5萬餘輛），已達到隧道交通量設計飽和狀態。隨着交通量的不斷增長，隧道內交通事故、車輛故障、拋灑物等突發事件也隨之增多（僅2019全年隧道內共發生車輛故障佔道361起，貨車拋灑物134起），隧道養護施工風險提高、養護施工難度增大，應急事件處置效率和安全性難以兼顧，隧道安全運營管理壓力巨大。
針對秦嶺終南山公路隧道日益增長的交通流量，結合隧道運營安全管理面臨的實際問題，依據駕駛人、環境和運營管理等影響因素，從駕駛員安全預警、隧道養護管理、應急事件處置等方面進行了不斷探索和改進，提出了具有可操作性和實用性的管理創新措施和應對實踐，有效保障隧道內車輛和人員安全通行。
安全預警創新
智能安全預警誘導信號燈
當隧道內發生突發事件情況下（如交通事故、車輛異常停滯、貨物拋灑等），監控指揮中心一般通過更改隧道車道指示器狀態，對突發事件迅速響應並加強交通誘導，以提醒後方車輛改道或禁行，避免二次事故發生。但通過長期監測表明，如果在隧道行車方向下游突發應急事件，隧道上游車道指示器“紅叉”狀態的單一提示模式，不能對每位司乘人員起到足夠的視覺警示和提醒作用，甚至有些社會車輛在通過車道指示器禁行標誌後仍高速行駛，引發二次事故。
秦嶺終南山公路隧道每隔750米一組車道指示器，如圖1所示，利用隧道現有車道指示器，外框體上沿安裝報警器，下沿安裝警示紅藍爆閃燈，並且對車道指示器進行內部相關線路、模塊改造及PLC控制器輸出模式的調整，可實現在車道指示器由“綠箭頭()”狀態變更為“紅叉(×) ”狀態的瞬間轉換過程中，警報器與爆閃燈同時自動聯動運轉，達到對事故上游駕駛人員做到從視覺到聽覺的全方位提示與預警作用，強調前方路段異常，提前放慢車速減速通過事發區域或提前繞行，從而提升隧道行駛的安全性和高效性。
定製可遠控LED聲光預警一體化提示牌
因隧道南北口氣候差異大且山區天氣多變，為有效提示過往車輛隧道出口天氣信息，提高司乘安全駕駛意識，預防交通事故發生，將LED可變提示牌、紅藍爆閃燈、警報器相互結合應用，並將它們進行了“三合一”一體化集成定製，分別在距隧道東西線出口各1千米和500米處予以安裝，每處LED提示牌分別位於隧道兩側洞壁。該聲光預警一體化提示牌不僅具有普通發光亮字功能，可遠程操作實時提示洞外天氣，而且外置警示紅藍報警燈和警報器更加醒目，“聲光字”一體，有效降低隧道洞外雨雪天氣情況下車輛出口速度，減少洞口處交通事故發生概率。
養護管理創新
推行“紅、橙、黃、藍”四色安全風險管控
針對秦嶺終南山公路隧道機電設施數量多、運行年限長的情況，重點以機電系統故障和土建結構可能發生的病害，對隧道安全運營管理影響程度，全面進行安全風險辨識，在安全風險管控中推行“紅、橙、黃、藍”四色安全風險管控體系，按照風險安全等級不同，分為重大風險（紅）、較大風險（橙）、一般風險（黃）和低風險（藍）4個等級，實施安全風險公告警示。在機電系統故障安全風險等級劃分中，逐個按照監控系統、通信系統、通風系統、照明系統、交通控制系統等進行安全風險等級劃分，根據各分系統故障數量、系統功能以及對隧道安全通行影響程度定性或定量區分描述。在土建結構安全風險等級劃分中，充分依據《公路隧道養護技術規範》和運營實際，按照洞口、洞門、襯砌、滲漏水、隧道路面、排水設施等結構分類詳細描述，根據影響行車安全程度嚴格區分。科學評定相應安全風險等級，通過“分區域、分級別、網格化”原則，實施機電故障、土建病害安全風險差異化動態管理，有效預防各類安全風險，最大限度遏制安全責任事故發生。
創新發明吸附式洞壁輪廓標
針對隧道內洞壁輪廓標數量大、難清洗等問題,創新研發了一種吸附式洞壁輪廓標。該輪廓標外形、尺寸、反光角度與傳統輪廓標和規範要求一致,在固定輪廓標的方式上創新採用了磁力吸附方式,輪廓標分為不鏽鋼底座和輪廓標殼體兩部分(殼體兩側反光膜之間的立面由螺栓連接兩處磁性金屬片)。需要清洗時,只需要養護人員沿檢修道將需清洗的輪廓標逐個取下,並吸附安裝備用輪廓標即可,通過安裝和應用可有效提高隧道輪廓標清洗效果和效率。對於新建公路隧道項目,一般只需在原有設計輪廓標數量基礎上,增加500米長度、約100個左右的備品備件,就可實現全線隧道輪廓標的循環清洗和重複安裝利用,極大降低了養護成本,提升養護效率,減少作業風險。
試點隧道“互聯網+消防”智慧消防雲平台
秦嶺終南山公路隧道消防水系統有近40千米消防管道、779個終端消防栓箱及10026個連接點。隨着通車年限的增長難免出現漏水現象，而且漏水點一般較為隱蔽，通常人工巡查或逐段查找漏水點，往往需要大量時間且功效低，給隧道安全運營造成了一定安全隱患。該平台通過移動互聯網和物聯網技術搭建，隧道消防管理人員無論在任何時間、地點，只需利用一台可上網的電腦或手機登錄指定網址，就可實時監測試點處的消防管道壓力、流量，當發生漏水時管道壓力或流量變化超出一定範圍，立即發出報警提示，實現了可隨時隨地監測數據並自動報警功能，大大提高了水消防系統終端監管的效率和實時性。
改造插拔式LED誘導燈
隧道LED誘導燈一直存在容易被車輛剮蹭、線路故障頻率高、更換難度大等問題，經過多次探索與實驗，創新設計了一種插拔式隧道LED誘導燈。與傳統隧道LED誘導燈相比，其外形、尺寸、發光顏色均保持不變，在接線方式上改變了現有隧道LED誘導燈綁紮式的電線連接方式，而是採用插座固定的接線方式解決。在隧道檢修道側壁提前預埋插座，安裝時將自帶連接插頭的LED誘導燈插入插座即可完成。當隧道LED誘導燈需要維修時，只需維護人員在檢修道上將LED誘導燈拔出，便可進行更換或維修，使得拆卸和更換更為便捷，且此種方式無須佔道施工，進一步降低了作業安全風險。
探索豎井風道內視頻及氣象參數監控
隨着隧道交通量和通風需求的不斷攀升，通過實時監測軸流風機系統豎井風道相關參數變化，掌握軸流風機運行狀態。一是加裝紅外高清攝像機實時回傳豎井風道圖像，有效監控軸流風機風閥開啓狀態和角度，加強通風系統監管效率。二是將隧道專用型氣象站從隧道洞壁“請進”豎井風道內，實測並存儲豎井風道內風速、風向、温度及濕度等氣象參數信息。這樣不僅能夠同步掌握軸流風機通風量大小，反映軸流風機運行狀態，還為合理確定軸流風機維護頻率、開啓模式及時間提供科學依據，進一步提升了隧道軸流風機的通風效果和效率。
高壓箱式配電櫃首創安裝氣體自動滅火
由於近年來隧道車流量增大、車輛尾氣排放量增加，部分箱變環境温度較高，加之設備長期不間斷運行，給隧道供電安全運營造成安全隱患。秦嶺終南山公路隧道將氣體自動滅火系統引入安裝至隧道10KV箱變的電容櫃和變壓器室。當相應櫃內任何部位發生火災時，安裝在箱變內部電氣設備四周的熱敏線纜可快速探測着火點，立即啓動滅火裝置，釋放氣體進行滅火。該方式可有效控制初期電氣火災，有效降低電氣火災事故影響。安裝方便不需要接入電源，屬於物理觸發，所釋放的氣體（氮氣、二氧化碳、氣溶膠顆粒等）對電氣配件無腐蝕，對環境無污染，觸發後不影響箱變正常運行。
應急管理創新
搭建隧道消防高位水池監測與控制智能化系統
為保障隧道應急救援用水的充足與便捷，秦嶺終南山公路隧道自主研發了高位水池水位監測與控制系統，實現了高位水池供水系統智能化控制（自動控制水池水位，低於水位下限1.5米開啓水泵，高於水位上限2.5米關閉水泵）、遠程手動開閉主副水泵、自動報警等功能。完成了高位水池監測與控制系統優化工作，確保隧道應急救援用水時刻保持在合理儲備量，使消防高位水池水位控制更加方便與快捷。
引入應急事件處置新裝備
在全國高速公路運營管理中率先引入“交通事故現場防闖入預警系統”，用於道路交通事故現場警戒線的設置，當車輛非法闖入警戒區，系統可及時報警，提示事故現場人員及時避讓，進而有效防範車輛二次碰撞。同時，為路政執法人員配備摺疊電動自行車，使路政執法人員在單向兩車道的隧道內堵車時，以最短時間到達事故現場，迅速有效開展交通疏導和事故處置，大大縮短事故救援和擁堵時間，降低二次事故發生風險。
秦嶺終南山公路隧道自2007年1月20日開通運營以來，截至2019年底累計通行車輛約4650餘萬輛，至今未發生一起安全責任事故、重特大火災和交通事故。但是運營安全管理形勢依然嚴峻，困擾長大隧道運營安全的薄弱環節仍舊突出，需從設計、施工、運營中不斷進行總結和探索。例如，在降低駕駛員疲勞度的工作中，通過優化隧道特殊燈光帶、循環播放警示音等手段提醒駕駛人員，起到了很好的警示作用。但隨着交通量的驟增，仍需不斷完善和總結相關措施，更加有效降低駕駛員的疲勞度，進一步降低重特大事故發生幾率。
本文刊載 /《大橋養護與運營》雜誌
2020年 第2期 總第10期
作者 / 楊曉珂
作者單位 / 陝西省交通建設集團公司
秦嶺終南山公路隧道分公司
編輯 / 陳晨
美編 / 趙雯
責編 / 陳晨
審校 / 盛超 廖玲