关键词LED灯；高速公路；隧道
中图分类号U41文献标识码A文章编号1674-6708（2013）88-0131-02
我国经济的飞速发展带动了交通需求的剧增，进而促进了高速公路建设的进程。高速公路之所以能够达到高速要求，很大程度因为它采取的是最短距离的路径，在遇到山岭的时候，不需要翻山越岭而是直接开通隧道。因此隧道在高速公路建设中占有很大比重。在后期的高速公路运营中，隧道照明也在总运营费用中占据了高比例。而目前我国的道路照明设备主要是金属卤素灯与高压钠灯。它们的使用寿命低、耗电量大、严重污染环境。
而在我国提出节约型环保型社会建设的宏观理念以后，照明设备中的环保先驱LED灯应运而生，以其体小量轻、显色性与调光性能高、电压驱动低、使用寿命长、光衰小、便于智能操作、环保节能、无辐射的巨大优势，成为了隧道照明系统新的关注焦点。接下来，本文就分别以镇胜高速和纳黔高速为例，探讨LED灯在隧道照明中的应用及其发展趋势和前景。
1镇胜高速LED灯隧道应用
由于贵州省多山的地理特征，其高速公路建设中有众多的长大隧道。为了保证隧道行车的安全，其照明系统必须长期保持高效能运作，这就势必会产生很大的能耗，给经济带来沉重负担。应用节能环保的LED灯以取代传统灯具就成为其发展必行之路。
在我国最早应用LED灯照明的贵黄高速苗东冲隧道运营中，尽管LED灯达到了一定的环保节能功效，但总体照明效果尚且比不上高压钠灯。这一次的探索和尝试为LED灯在贵州省高速隧道的广泛应用提供了有益经验。镇胜高速的黄果树隧道便是其中之一。
黄果树隧道是长大隧道，需要大规模的LED灯照明。在施工中，选取了比以往的LED灯更为先进的新型LED灯具，提高了光衰、光效等关键指标，并针对隧道的具体环境特征对灯具的结构进行了优化，在布设、照明控制、供电回路等方面也调整了LED灯的性能，改进了配电与监控系统。最终达到了照明效果优于传统照明工程，且环保节能的目的。
在选择LED灯时，光效、均匀度、散热条件、使用寿命等方面都十分考究。尽管在建设成本投入方面，比传统照明系统投入大，但在运营成本方面，却发挥了巨大效益。综合考虑了建设成本投入与五年为期的运营成本，采用LED灯照明可以节约近两百万的费用，经济效益大。
2纳黔高速LED灯隧道应用
处于横断山脉附近的四川省在其高速公路建设中，也遇到了大量长大隧道照明的问题。在纳黔高速叙岭关隧道建设中，高压钠灯被LED照明灯所取代。
首先，考虑到的是应急照明的节能控制问题。针对EPS的应急照明电源在应急状态下以逆变方式供电给应急灯的特点，对LED灯与传统照明灯进行了比较，结果表明，在不考虑功率因素条件下，LED灯的应急照明就能够在节省电流5%左右。若是考虑功率问题，其节电效益更高。
其次，选择了亮度自适应的LED隧道照明控制技术。在传统照明系统中，依靠固定级别分类预先设置开关灯具组来节电。这一方式并不科学，对亮度、均匀度、闪烁频率都有影响，单靠天气等级来定级过于死板武断，且传统灯具重新开启要经历一个由暗变亮的亮度变化过程，这不是一下子就能完成的。这些都受到传统隧道灯具自身特性的限制，并不是依靠外部力量可以解决的。而在此方面，LED灯启动快、调光好的特点就在自适亮度系统中得到了充分发挥，摒弃了人工识别天气的主观偏差，选择了科学测量亮度变化，实现了连续及时的LED灯亮度调节。
在经济效益方面，同其他LED应用隧道照明一样，成本高于传统灯具，但在节能运营方面具有巨大优越性，远远弥补了成本多投入的部分。长远来看，经济效益巨大。同时，它可以大量减少废弃排放和能源损耗，有着重要的环保价值和社会效益。
3LED灯隧道照明发展趋势
尽管LED灯隧道照明有着无比的优越性，但受限于较高的成本因素，还没有得到全面的推广。然而，从以上两个应用实例来看，LED灯隧道照明的发展趋势主要有3个方面：
1）科学化
从最开始的LED灯照明效果尚不如传统灯具，至达到同样的照明效果，同时节能减排，再到整体效益远远超过传统灯具这样一个发展变化的过程中，科学方法、科学技能、科学成品的影子处处可见。我们有理由相信，在其往后的发展过程中，科学依然会是最大的推动力。LED隧道照明系统也会越来越科学化、合理化。在科技推动下，LED灯具的成本也会有所下降。LED灯会越来越适应于人们的生产生活，受到更多人的青睐和重视。
2）智能化
智能时代的到来，对人们生活的方方面面都起到了巨大的服务作用。LED隧道照明系统的智能时代，尽管还有很多的难题，但已经看到了曙光。智能化既是环保型科技型社会发展的必然要求，也是LED灯隧道照明系统发展的必然归宿。智能化的LED照明系统不仅能够减少人工偏差，减小劳动强度，提高工作效率；而且在节能减排方面也能够更好地发挥效能。
3）实践化
任何的新型器具想要发展都必须依靠不断的实践。LED灯隧道照明也要在不断的实践过程中，不断完善，最终发挥最大的效能。这不再是一项实验室研究，它的优缺点也会在不断地实践过程中被更全面地挖掘出来，发挥其优势，改善其缺陷。LED灯的广泛应用促进其实践化进程，同时实践化的趋势也会促进其被广泛应用。这是LED灯在高速公路隧道中的应用发展的必然趋势。
4结论
在环保型、科技型社会的宏观指导之下，LED灯在高速公路隧道照明中有着传统灯具不可比拟的优越性，适应了社会发展的需求和人们生活的需求。它为我国节能减排提供了良好的示范作用，有着巨大的发展前景。但目前由于科技限制，LED灯的成本仍然较高，直接阻碍了其推广效果。要想促进LED灯在更多的高速公路隧道中发挥巨大效益，控制和降低其成本就成了关键问题。随着科技的进一步发展，LED灯的成本会得到有效控制，它的市场前景也会更加广阔。将来的高速隧道照明系统，必然会成为LED灯具的天下。
参考文献
[1]徐延军，凌扬.LED灯在镇胜高速公路隧道照明中的节能应用[J].交通环保，2010（4）.
[2]贺晓利.LED节能灯在隧道照明中的应用[J].山西交通科技，2010（2）.
[3]赵平，高启东.LED隧道灯在纳黔高速公路隧道中的应用[J].西南公路，2010（4）.
关键词：隧道施工；洞口边坡；边坡稳定性分析
Abstract:thetunnelprojectmainlyincludingroadtunnel,railwaytunnelaswellasthecitysubway.Theslopeismainlyincludesthedooratthetopofthetunnelupslopeandinandoutoftheholeofthedoorwhentunnelslope.Inthetunnelconstructionprocess,becausenofixedstandardmayfollow,andvulnerabletoexternalenvironment,andtheinfluenceofthetunnelandsloperelationshipclose,maketheholetotheconstructionofthetunneliscausedextremelyeasilythemouthofthecaveslopeofthelandslide,collapse,pineapplephenomenon.And,atpresentinChinaintheconstructionofthetunnelhole,aboutthestabilityoftheslopeforecastanalysisresearchstill,therearesomeproblems,suchas:onthesloperockmass,inadequateunderstandingof,andnoperfectstandards,totheattentionoftheslopeslideisinsufficient,etc.Inthetunnelconstructionofthemouthofthecave,theslopestabilityanalysisisanimportantexception,forecastanalysisthetunnelconstructionontheslopestabilityinfluencemethodsincludenumericalanalysismethod,thelimitequilibriummethod,thestabilityoftheslopesurfaceanalysismethod,theadvantagesofartificialintelligencemethod,thegradualdamagetheory,thedisplacementbackanalysismethodandsoon.
Keywords:tunnelconstruction;Themouthofthecaveslope;Theslopestabilityanalysis
中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：
随着经济的发展，山区高速公路、铁路、城市地铁等交通运输工程越来越多。在山区建设高速公路、铁路以及在城市建设地铁，就势必会导致隧道工程的大量出现，而此类隧道工程必须关注的一个问题就是边坡稳定性，边坡主要包括隧道洞口门顶部的仰坡和进出隧道时洞口门外的边坡。
1、隧道洞口施工
近年来，随着西部各省的不断开发以及高铁建设的日益增多，使得隧道工程得到了前所未有的发展。隧道工程主要包括公路隧道、铁路隧道以及城市地铁。据统计，截止到2009年年底，我国拥有10350座已建成的铁路隧道，总长达到7500千米；5426座已建成的公路隧道，总长达到3194千米；并且拥有总长约1000千米的城市地铁。我国隧道工程数量庞大、所处环境复杂、发展极为迅速，同时施工事故频繁出现，尤其是隧道洞口施工过程中，极易引发洞口边坡的滑坡、坍塌、剥落等现象。
2、隧道洞口施工对边坡的影响因素
隧道洞口施工过程中，极易引发洞口边坡的滑坡、坍塌、剥落等现象，使洞口边坡处于不稳定的环境中，导致这一现象的原因主要是在隧道洞口施工过程中：没有固定的规范可循、极易受到外界环境的影响、隧道与边坡关系密切等。
极易受到外界环境的影响。隧道洞口施工极易受到外界环境的影响，如施工现场地质条件的影响、施工路段气候的影响、施工路段地形特点的影响、边坡岩石土壤北风化程度的影响、施工时天气的影响等。这些因素都会给洞口边坡带来不确定因素，极容易导致洞口边坡的滑坡、坍塌、剥落等现象。
隧道与边坡关系密切。在隧道洞口施工过程中，隧道与边坡关系密切、互相作用，当由于施工引发应力场和位移场的调整变化时，就会出现不同的加固区域和卸荷区域，从而导致洞口边坡的滑坡、坍塌、剥落等现象。
没有固定的规范可循。在隧道洞口工程施工中，大部分都是根据隧道类型、施工路段环境来设计、施工，没有固定遵循的规范条例，这就使得修建过程中，必须要对施工段进行系统研究，以确保施工过程中的安全。
3、洞口边坡研究存在的问题
目前，我国隧道洞口施工中，关于边坡稳定性的预测分析研究还存在一定的问题，如：对边坡岩体的认识不足、没有完善的规范标准、对边坡失稳的重视不足等。
对边坡岩体的认识不足。对边坡岩体的认识不足主要体现在两个方面：一个是对边坡岩体的分类不够完善，目前国内外岩体质量分类主要还是针对地下工程围岩或者是坝基，与隧道洞口工程相关的边坡岩体分类不完善。第二个是边坡岩体是经过建造和改造的地质体。但是人们普遍对这一认识不足，导致施工过程中，对施工路段的地质环境等不够重视，从而极易引发边坡不稳定现象出现。
没有完善的规范标准。由于隧道洞口施工过程中，不同路段边坡岩体差异性大、环境情况复杂，也没有对边坡岩体进行完善的分类，所以导致没有完善的规范标准，使得施工过程中对经验有过大的依靠。
对边坡失稳的重视不足。隧道洞口施工过程中，边坡情况复杂，边坡变形具有随机性、不确定性，这就使人们很难准确预测到边坡失稳时间，所以边坡失稳是一个很严重的问题，应该得到足够的重视。
4、预测分析隧道洞口施工对边坡稳定性的影响
边坡是不连续的地质体，虽然形状较为简单，但是受到众多因素影响，所以边坡本身就有一定的不稳定因素存在。同时，在隧道洞口施工过程中，由于没有固定的规范可循、又极易受到外界环境的影响、并且隧道与边坡关系密切，使得隧道洞口工程施工中极易引发洞口边坡的滑坡、坍塌、剥落等现象。所以在隧道洞口施工中，边坡稳定性分析就异常重要，这也是近年来研究的热门话题。预测分析隧道洞口施工对边坡稳定性影响的方法主要有：数值分析法、极限平衡法、边坡稳定性优势面分析法、人工智能法、渐进破坏理论、位移反分析方法等。
数值分析法。根据勘察到的工程地质情况，选取一个计算断面，然后建立数值分析模型。该模型的前后左右边界受水平位移约束，上下边界受竖向位移约束。
极限平衡法。极限平衡法是把土体极限抗剪强度条件以及极限平衡理论推广到边坡稳定性分析中，而形成的一种分析洞口边坡稳定性的方法。数值分析法有两个理论分支：一个是近代稳定分析的条分法形式，即分析滑裂面上作用力的平衡或者作用力以及力矩的平衡，分析出临界滑裂面，然后求出问题的解。另一个是先假设土体内部已经达到了极限平衡状态，在这个假设前提下，利用滑移线法求出应力场。
边坡稳定性优势面分析法。边坡稳定性优势面分析法是一种定量和定性相结合的先进的分析检测边坡稳定性的方法。在优势面理论中，一般认为，边坡是由众多结构面组成，这些组成边坡的结构面中，只有那些组合不够稳定、空间存在状态不严谨、形成时间较短、稳定性质较差、总体数量较多的结构面能够起到控制作用。边坡稳定性优势面分析法是以优势面理论为基础的，它主要包括：定性定量分析边坡所处的地质环境，定性定量分析边坡的优势面，定性定量分析岩体结构，建立物理模型、地质模型以及数学模型，设计并处理边坡。边坡的优势面主要是指地质优势面和统计优势面。
人工智能法。人工智能法就是利用计算机系统，把人工智能思想引入边坡稳定性分析中，对边坡进行稳定性分析的方法。
渐进破坏理论。大部分土体都具有不同程度的应变软化的特性，其中，那些具有结构性的超固结土和天然粘土更是具有一定的应变软化能力。在土体没有应变软化的特质时，由于土体内部应力场的分布都是不均匀的，在一定情况下，如局部的应力超过土体的极高强度等，边坡就会出现局部受损现象。而当土体具有了应变软化特性后，局部的应力超过土体的极高强度时，土体就会出现软化现象，软化后的土体强度降低，但出现软化现象的土体的剪应力将超过抗剪强度，这会导致剪应力转化现象，即已经软化的土体的剪应力传递给未软化的土体，未软化的土体剪应力超过坚硬强度，也开始出现软化现象。这就是渐进破坏理论。
位移反分析方法。位移反分析方法要在施工的洞口段布设地表位移监测点，这些监测点必须能够较为理想的反映出洞口施工对地表位移所产生的影响。然后对监测到的数据进行分析。利用有限元动态反演法，对已经检测到的边坡沉降位移值进行预测、分析、评价后续施工对边坡稳定性的影响，已达到确保隧道洞口边坡稳定的目的。
参考文献：
[1]毛旭.隧道洞口施工对边坡稳定性影响的预测分析[J].施工技术，2011（40）：50-52.
本系统基于统一标准、平台及原则的构架标准，每一个功能模块够能通过标准化的服务接口调用数据层提供的统一数据交换服务，能够实现系统间的互联互通、数据共享，避免信息孤岛现象的出现。本系统体系结构图如图1所示。系统采用B／S结构开发方式，在保证系统稳定运行的同时，由基础数据服务模块统一管理，对各种数据信息进行统一整合，做到统一入口、展现、管理的一体化管理体系。系统能够将各隧道相关数据整合显示在一个界面上，提供给用户直观的隧道安全状态等相关信息。
2系统功能设计
2．1洞门安全分析
该模块主要利用输入数据库中的资料将某一隧道的洞门和既有隧道的洞门进行对比，给出该隧道的洞门安全概率。输入的基础资料有围岩级别、施工方法、最小埋深、施工超前支护措施、最大边仰坡刷方高度等，通过查询有关资料和系统在项目中的实际应用数据，不断丰富数据库中这些基础资料。这样就可以通过统计对比，给出某隧道在既有隧道中同类围岩条件下、采用同样施工方法下所占的安全概率情况，或者给出采用同样超前支护措施的隧道洞门安全个数，或者给出最大刷方高度大于本隧道的个数，该系统为应用人员提供辅助决策意见。
2．2监测数据管理
本功能模块主要实现超前地质预报成果和监测数据的上传、查询、分析、曲线显示、生成报表等功能。通过数学分析模型，将其处理为各种分析图表，用来展现数据的变化情况，从而直观的给出隧道在某一段时间的变形情况。报表包括预警快报、日报、周报、月报等。
2．3历史数据对比
本功能模块主要实现本隧道和本线隧道或全部隧道在相同的围岩等级、围岩值、施工方法、开挖跨度情况下数据的对比情况，给出该隧道的安全概率。该模块主要构建数据安全数据库和坍塌数据库，通过建立算法模型，给出在正常数据数据库中，在本线隧道或者全部隧道中符合上述某一条件的隧道有多少个，变形小于本隧道的隧道个数以及概率情况，从而统计出本隧道的安全概率情况，并绘制出安全概率分布直方图。同样方法，在坍塌数据中，给出和本隧道监测数据相同的隧道有多少个，有多少例隧道的变形值大于该隧道，统计出本隧道的坍塌概率。
2．4预警预报分析
该模块主要实现将报警信息提取分析、再次确认报警信息的准确性、向上级报告事件等功能，采取有效措施，从而减少损失。该模块主要包括预警值设定、预警流程管理、施工进度报警、不及时监测报警、智能报警等功能。施工进度报警主要是根据隧道坍塌卡控红线，判断某隧道开挖面和仰拱封闭距离、开挖面至二衬距离是否超过规定值；不及时监测报警是指系统自动识别出该隧道已有多少天未上报监测数据，给出预警提醒；智能报警是指当查看某一隧道的具体监测断面时，系统给出时序变形曲线，并与数据库中同样施工条件下的监测平均值比对，判断是否报警。
2．5资料管理
该模块主要实现资料的上传、预览、删除、导出等。资料主要包括监控量测方案、地质调查资料、超前地质预报成果、设计资料、各种布点图、会议纪要、施工日志、竣工资料等。上述资料按照不同的隧道以目录树的方式进行展示，方便用户调阅、编辑等。
2．6系统管理
系统管理模块是用来管理整个系统，并保证系统正常运行。拥有系统管理员权限的用户才能登录使用。系统管理分为用户管理、权限管理、工程管理、控制值管理、数据库维护等子模块。
3系统实现
采用C＃语言进行开发，数据库为SQLserv－er2005，运行操作系统为MicrosoftWindows7Enterprise，主界面如图2所示。该系统在广深港客运专线深港隧道施工监测过程进行应用，通过数据的分析和洞门安全比对，较好的实现了数据预警信息反馈，为现场施工提供了辅助分析决策建议。
4结束语