一个隧道,构成一个“复杂系统”,这是把非常多的参数考虑进来的结果。这些参数的影响因素通过下图(图1.1-1)可以看出。
所有这些参数在各因素的影响下是可变的和相互影响的,就像各个因素也是变化的一样各个参数之间的相对权重,各个参数的性质由于个隧道的情况不同而或多或少的不同。例如:
注释1:简图布局有多种且往往是可转换的,该简图中,隧道的总体思路和功能区是放置在草案的中心。也可以制定当其他因素放置在草案的中心时的类似的图表。
注释2:第一圈代表技术领域,主要因素表示以下几个方面:
注释3:第二圈代表即将建设工程的修建环境,主要因素包括以下几个方面:
一条新隧道(或者一条就隧道的维修)的设计需要考虑很多很多的参数。决策树中相关的参数非常复杂,且需要多领域有经验的各方进行确定,由于以下原因,各方应尽早考虑并确定相关因素:
每一座隧道都是独一无二的,应针对其具体和独特的条件进行分析,这些专门的分析结果是针对具体条件建立隧道提出合适的解决方案必不可少的,并且可以达到以下目的:
对于多数隧道,不存在复杂的"魔幻版的关键技术",也不是简单的将方案进行复制和粘贴,隧道的设计和优化需要开展以下工作:
下面的几个段落将用来阐述分析中参数间的作用特征,分析其相互特征及往复循环特征。
尽管上述事例不够详尽,但是他们的目标是让读者认识到这些问题,并尽量针对具体隧道考虑这些问题。
1.1.2.1. 参数分析
表1.1-1与土建工程相关的各个方面的主要技术参数。
1.1.2.2. 不同参数间的互相作用
不同参数间的相互作用较为频繁,且这些影响考虑到了不同参数间的交叠。
下表1.1-2举例列出了通风、断面和安全方面参数的相互作用:
表中显示了若干个列中都有同样的特定的参数(见连接线),这样就建立了不同参数子集中参数间环状相互作用。这些相互作用通过复杂的函数来确定,所以一般想利用简单的纯数学公式来解决是几乎不可能的。该问题的解决要求的各种参数之间的层次结构的定义,然后考虑到更高层次的参数的假设。这个层次不同于一个项目到另一个,例如:
结果的过程是交互式的,且如前面的例子中展示的,是基于一组假设的基础上的。这个过程需要技术人员宽泛的、多学科的工程经验,从而能够充分将工程中的相关参数纳入到这个连续的过程中,确保服务水平和安全水准的基础上,能够优化整个工程。
表1.1-3显示了通风系统各个方面主要技术参数的关系,但并不详尽。
对于土木工程,不同参数间的相互作用是非常多的,这种作用也是循环作用的关系。
解决问题的过程与上述描绘的土木工程中的方式是类似的。
除以下内容外,运营部分并不是功能定义的关键参数:
“运营设备”的组成在另一方面来说对技术性建筑物的入口,地下机电分站,所有的地下技术空间,或者各种设备,凹处和壁龛的尺寸的一个重要参数。关于温度,空调以及空气质量往往需要安装特殊的设备。
从建设、运营和维护费用的角度来讲,这些也是非常重要的。
隧道运营设备对于隧道安全来讲也是必不可少的,并按照以下目标进行设计、建造和维护:
1.1.5.1. “安全”概念
(Fig. 1.1-2). 本手册中第二章介绍了影响隧道安全的主要因素,所以有必要考虑到基础建设自身的系统的各个方面因素,确保隧道运营、干预、车辆和用户的安全。
在建设成本方面基础设施是一个重要参数。但是在基础设施上投资太多的钱而没有使重要的设备提高安全条件则是没有考虑到以下几个方面:
1.1.5.2. 如何进行隧道工程的参数影响分析?
对于一个隧道工程,这些参数或多或少都会影响到隧道的青年,下表给出了一个简例。
注:下面的四张表指的是图1.1-5中的4个主要领域:
基础设施 | 影 响等 级 | (主要影响因素)注解 |
---|---|---|
逃生路线 | 隧道内 -平行导洞 - 直接外部通道 - 连接两洞之间的横通道 | |
紧急团队通道 | 来自另一洞 - 专用通道 - 普通逃生路线 | |
多人逃生 | 逃生路线规模 - 连接隧道的间距 | |
通风 | 通风概念 - 在一定运营和交通状况下,纯纵向通风系统的局限性 |
运营 | 影 响等 级 | (主要影响因素)注解 |
---|---|---|
反应计划程序 | 发信号 - 监测控制和数据采集 - 与用户的沟通 | |
干预营救队 | 洞口建筑尺寸 - 最终的地下设施 - 专用工具 - 水箱大小 | |
团队培训 | 特定的外部设备- 专用软件 |
车辆 | 影 响 | (主要影响因素)注解 |
---|---|---|
平均和峰值小时交通量 | 车道数- 通风概念和大小 | |
危险品运输 | 通风影响 -特定危险货物泄漏的排水系统 - 在消防队陪同下特定护送的运行程序--> 停车设施和人员 | |
车辆状态 | 特定状况下, 在进入隧道前尺寸控制和热控制 --> 门框热控制 + 停车 + 人员 | |
特定车辆类型的限制 | 例如: 城市隧道用于轻型车辆 - 隧道的尺寸, 通风逃生路线 |
道路用户 | 影 响等 级 | (主要影响因素)注解 |
---|---|---|
信息咨讯 | 进入前散发传单-电视宣传 | |
"实况直播" 通讯 | 发信号、 速度测量系统、 收音机广播、交通指示灯、横截面的影响、 机电系统、 数据采集与监控系统、有时远程的路障 | |
教学 | 驾驶学校(在一些欧洲国家) | |
逃生路线指导 | 发信号- 栏杆 - 闪光 - 噪声 - 对机电系统和数据采集与监控系统的影响 | |
车辆之间速度和距离的控制 | 雷达和间距探测器 - 对机电系统和数据采集与监控系统的影响 |
隧道是一个复杂的系统,特别是:
由于隧道设计中缺少隧道文化,没有考虑相关因素,导致了许多问题的处理是片面的,不周全的。
对隧道这个复杂的系统的设计进行进行控制很复杂,但是必须的,特别是:
通过早期清晰的功能定位和价值工程程序,可以确保这个复杂系统的得到控制,同时可以使工程的投资和技术方案得到优化,从工程的开始,应考虑到以下相关因素:
这些因素的考虑是确保整个系统的设计问题解决的有效方法。