國省道交叉施工區(qū)行車安全風險評估指標體系構建探討

劉海濤， 董 城， 劉 卓

(1.湖南省溆懷高速公路建設開發(fā)有限公司， 湖南 懷化 418116； 2.湖南省交通科學研究院， 湖南 長沙 410015)

國省道交叉施工區(qū)行車安全風險評估指標體系構建探討

劉海濤1， 董 城2， 劉 卓2

(1.湖南省溆懷高速公路建設開發(fā)有限公司， 湖南 懷化 418116； 2.湖南省交通科學研究院， 湖南 長沙 410015)

上跨國省道的高速公路橋梁施工期間，與之分離式交叉的國、省道往往作為地方的交通干線，交通不能中斷，且交通流量大、組成復雜，車輛通行安全既關系到駕乘人員和車輛本身，也直接影響到施工安全，風險識別與防范至關重要。以國省道與在建高速公路交叉施工工況為對象，主要從行車安全的角度，進行風險分析，并按警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、交叉區(qū)、下游過渡區(qū)、終止區(qū)的交叉施工路段分區(qū)劃分方法，構建了交叉施工區(qū)路段安全設施設置狀況風險評估指標體系。

國省道； 在建高速公路； 交叉施工區(qū)； 行車安全； 設施設置； 風險評估

0 序言

目前，我國正處于公路建設的飛速發(fā)展時期，國道、省道與新建高速公路交叉(多采用橋梁上跨形式)十分常見。國、省道公路往往是所在區(qū)域的運輸干道，在上方高速公路橋梁施工過程中，受到路網條件、地形、成本等綜合因素的制約，分流或改道困難，一般只能采取邊通車邊施工的方式來進行，國省道行車與上方跨線橋施工相互影響。

從現(xiàn)有研究[1-5]來看，主要集中在高速公路養(yǎng)護或者改建占道施工的安全管理方面，涉及邊通車邊上方跨線橋施工的國、省道行車安全則極少。如文獻[1]等針對改擴建高速公路改擴建工程的施工占道與交通組織，構建評價指標體系，并采用動態(tài)綜合評價法對評價結果進行分析。文獻[2，3]針對滬寧高速公路擴建采取“兩側拼接加寬為主、局部分離加寬”的情況，對不同類型的上跨橋拆除方法和安全技術進行了總結。文獻[6]對高速公路改擴建作業(yè)區(qū)限速的方法和各作業(yè)區(qū)段的安全設施設置和效果方法進行了探討。文獻[7]總結了高速公路改擴建過程交通流特性，并探討了交通標志、交通標線、安全護欄、隔離設施、防眩設施、誘導設施等安全設施的設置方法。

針對國省道行車與上方高速公路跨線橋施工相互影響的特殊情形，科學識別并進而設置有效的安全設施來最大限度地降低交叉施工區(qū)(受上方跨線橋施工影響的國省道路段)的風險，不僅關系下方行車安全，也關系到跨線橋的施工安全，本文將結合高速公路橋梁與國、省道交叉點施工的現(xiàn)場實際，主要從行車安全(間接保證施工安全)的視角，就風險源和評估指標體系的構建進行探討。

1 高速公路與國省道交叉施工特點

1) 交通量大，分流道路少，施工期間一般不中斷交通或短時間交通管制。

由于國道和省道一般作為國家或者地方的交通運輸主要干道，承擔著重要的交通動脈功能，相比一般道路而言，交通量大，極少甚至無可供分流繞行的承接等級道路，此外多數(shù)受到地形和成本制約，難以開辟臨時便道，在跨線橋施工期間，顯然不宜采取長時期交通管制而中斷交通的手段，一般為邊施工邊組織通車。

2) 通行交通組成復雜，性能和速度差異大，交通沖突多。

由于下方國省道往往是當?shù)馗鞣N交通出行方式的主要交通走廊，因此車流量大，交通流組成復雜，大車、小車、摩托車、拖拉機甚至部分畜力車都行駛其中，這些交通工具無論是車速、性能還是尺寸都相差極大，相互干擾多。筆者通過對湖南省一處國道與高速公路交叉施工區(qū)的車速統(tǒng)計表明，小客車、大客車、大貨車、中貨車、三輪車/摩托車、拖拉機在國道的85%分位數(shù)運行車速分別為61、60、56、53、40、25 km/h。此外，由于施工作業(yè)的影響，行車軌跡復雜多變，跟車緊急制動、同向合流、對向會車等使得交通沖突進一步加劇。

3) 車輛通行同時受到側向施工占道和上方施工墜物風險的影響。

對于一般的養(yǎng)護施工占道而言，車道或減少被逐漸壓縮，駕駛員的駕駛行為主要表現(xiàn)為受到路側地面施工占道影響。而對于國省道與高速公路交叉施工而言，行車還受到上方墜物的影響，上方跨線橋施工給駕駛員形成了無形的心理壓力，走訪調查表明，91%的駕駛員會急于駛離交叉施工區(qū)域，且跨線橋越高，這種憂慮感和急于駛離的意愿越強。

4) 橋梁施工安全與車輛通行密切相關，一旦發(fā)生事故，隱患極大。

在交叉施工區(qū)，高速公路跨線橋的施工構建物、防護樁柱、圍擋等影響下方車輛的安全和通行效率，下方通行車輛一旦撞擊到兩側防護樁柱或者其它構造物，則事故車輛駕乘人員本身存在極大的被墜落物或者倒塌架構物傷害的風險，同時也易導致施工跨線橋的結構安全以及施工人員的人身安全隱患，即存在橋梁結構、施工人員、駕乘人員等多重安全隱患。

2 國省道與高速公路交叉施工區(qū)風險源分析

影響國省道與高速公路交叉施工區(qū)的安全因素是綜合性，與一般占車道施工不同，上方跨線橋的施工安全與下方國省道的行車安全是相互影響的耦合關系，本文主要從行車安全的角度，分析提煉了如下7個風險源[8-10]。

2.1 區(qū)段劃分與警示

對于國省道交叉施工區(qū)域而言，是否根據(jù)車輛行駛軌跡特點對區(qū)域進行合理劃分(主要采用隔離設施)，并對駕駛員進行及時有有效的安全警示與引導(主要通過標志標線)直接關系到車輛能否安全有序地通過。值得指出的是，區(qū)段劃分長度及警示標志的設置和預期限速值密切相關，車輛超速行駛也是導致施工區(qū)風險的重要影響因素。

2.2 高空墜物與基坑開挖防護

與一般的占道施工相比，高空墜物與基坑開挖帶來的行車安全隱患是國省道與高速公路交叉施工區(qū)的獨有特征之一。高空墜物可直接對下方車輛和駕乘人員造成傷害，而路側基坑開挖時，如果車輛軌跡引導不當或者防護不當，失控車輛則還可直接給基坑施工人員造成不可估計的后果。

2.3 凈高與凈寬限制

在國省道與上方高速公路跨線橋交叉位置處，為保證上方施工和下方車輛通行同時進行，一般需要設置防護棚(如滿堂腳手架現(xiàn)澆施工)，這就相當于形成了一個新的受限通行空間，如果凈高和凈寬限制不合理或者部分違法車輛通行，則可導致防護棚被刮碰，直接危及施工安全與車輛安全。

2.4 路面平整與抗滑性

在交叉施工區(qū)域，下方國省道往往作為當時材料運輸?shù)闹饕ǖ?，路面狀況一般較差，易導致路表病害，若因此導致路表凹陷和坑洞多、雨天易濕滑的情況，則必然下方車流制動和繞行頻發(fā)，極易導致車輛制動側滑失控或者追尾事故的發(fā)生，也加劇了駕乘人員的緊張情緒，加大了操作失誤風險。

2.5 行車道轉彎半徑與寬度

在進行跨線橋施工時，行車軌跡往往會更為復雜(如“S型”彎道)，如果預設的車輛行駛軌跡轉彎半徑小，車道寬度過窄，則容易導致車輛(特別是大型車)急剎、難以通行或不能通行，或者與誘導物(如錐筒、立柱)等發(fā)生碰撞，導致交通擁堵和行車事故。

2.6 視距保證

跨線橋施工對視距的影響主要有兩種情況：一是設置的防護棚等構建物對縱斷面是凹曲線位置的視距的影響，特別是在夜間，這種影響表現(xiàn)較為突出；二是若跨線橋位置處于彎道處，設置的構建物(如腳手架、防護棚立柱、停靠的工程車等)對水平視距的影響，當跨線橋位置同時處于凸曲線頂部時，視距保證顯得更為重要。

2.7 視線誘導與警示

對于跨線橋施工區(qū)域而言，相對于施工前，車輛行駛軌跡更為復雜，駕駛員準確預判行駛路線是保證行車安全和跨線橋施工安全的重要方面，白天一般情況預判難度較小，但在大霧天氣或夜間時，預判的重要性開始凸顯，而行車誘導設施和警示設施的好壞也無疑決定了駕駛員路線預判的準確性。

3 安全設施設置狀況風險評估指標體系構建

基于高速公路與國省道交叉位置處(以跨線橋施工方法中的滿堂支架為例)的實際施工風險分析，并參照我國公路橋梁和隧道工程施工安全風險評估制度和方法，提出基于交叉施工區(qū)區(qū)段劃分的安全設施設置狀況風險評估體系。

3.1 交叉施工區(qū)單元劃分

根據(jù)我國《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》[11]，公路養(yǎng)護維修作業(yè)控制區(qū)應由警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)及終止區(qū)組成(圖1)。

圖1 車道封閉作業(yè)控制區(qū)分區(qū)

對于國省道與高速公路交叉施工區(qū)而言，施工控制區(qū)的劃分基本相同，但是，考慮到與普通的道路養(yǎng)護施工時占用一定寬度(如單條車道、路肩區(qū)域)存在較大差別，影響區(qū)段的劃分與警示也必要區(qū)別對待，筆者認為將工作區(qū)稱為交叉施工區(qū)更為合理，以對向限高門架作為施工區(qū)的起、終點(一般情況如圖2)，其余保持不變，各控制區(qū)風險指標分別用U1、U2、U3、U4、U5、U6表示。

圖2 交叉施工作業(yè)區(qū)示意圖

交叉施工區(qū)與普通占道作業(yè)區(qū)的主要區(qū)別在：

1) 施工情況不同。養(yǎng)護作業(yè)區(qū)為在養(yǎng)護道路本身施工占道，作業(yè)區(qū)長度根據(jù)工作需要而定，而交叉施工區(qū)為道路上方跨線橋施工，長度不會太長，施工情況能被駕駛員較好地識別。

2) 交通事故對施工安全影響不同。交通事故在養(yǎng)護作業(yè)時主要危及作業(yè)人員人身安全，而交叉施工區(qū)車輛凈空受到約束，交通事故則同時危及橋梁結構安全和上方施工人員的人身安全。

3.2 風險評估指標體系

從行車安全的角度，結合國省道與高速公路交叉施工區(qū)風險源分析，基于警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、交叉施工區(qū)、下游過渡區(qū)、終止區(qū)單元劃分方法，建立表征交叉施工區(qū)安全設施設置狀況優(yōu)劣的二級風險評估指標體系，指標評估值越大，代表該項風險越大。

1) 警告區(qū)。

根據(jù)交叉施工和交通通行特點，警告區(qū)安全設施設置狀況風險評估指標如表1。

表1 警告區(qū)風險評估指標一級指標二級指標指標說明警告區(qū)風險指標(U1)明確性(U11)是否明確(通過標志、隔離設施等反映)長度(U12)長度是否符合要求限速(U13)限速標志設置是否合理平整度(U14)路表平整程度能否使得車輛順利通過抗滑性(U15)路表抗滑性是否滿足對應限速下轉彎或制動要求超速水平(U16)V85(警告區(qū)結束點)超過預期限速水平

2) 上游過渡區(qū)。

根據(jù)交叉施工和交通通行特點，上游過渡區(qū)安全設施設置狀況風險評估指標如表2所示。

3) 緩沖區(qū)。

根據(jù)交叉施工和交通通行特點，緩沖區(qū)安全設施設置狀況風險評估指標如表3所示。

4) 交叉施工區(qū)。

根據(jù)交叉施工和交通通行特點，交叉施工安全設施設置狀況風險評估指標如表4。

表2 上游過渡區(qū)風險評估指標一級指標二級指標指標說明上游過渡區(qū)風險指標(U2)明確性(U21)是否明確(通過標志、隔離設施等反映)長度(U22)長度是否符合要求交通沖突(U23)交通沖突是否頻繁、嚴重車道幾何參數(shù)(U24)變道時車道寬度、轉彎半徑等幾何參數(shù)是否符合大車順利通行的要求平整度(U25)路表平整程度能否使得車輛順利通過抗滑性(U26)路表抗滑性是否滿足對應限速下轉彎或制動要求

表3 緩沖區(qū)風險評估指標一級指標二級指標指標說明緩沖區(qū)風險指標(U3)明確性(U31)是否明確(通過標志、隔離設施等反映)長度(U32)長度是否符合要求占用(U33)是否無長時間停留的施工人員和擺放的施工物品平整度(U34)一旦事故車輛駛入,路表平整度是否會造成二次事故抗滑性(U35)一旦事故車輛駛入,路表抗滑性是否滿足緩沖區(qū)長度下的制動停車

表4 交叉施工區(qū)風險評估指標一級指標二級指標指標說明交叉施工區(qū)風險指標(U4)明確性(U41)是否明確(通過標志、隔離設施等反映)長度(U42)長度是否符合要求,起終點是否合理高空及基坑防護(U43)防護棚設置情況,墜物防護能力;防護棚車撞警示與安全性;橋梁上部結構施工的安全網防護能力;橋墩基坑施工時警示標志、圍擋、防撞設施設置凈空限制(U44)凈空限制標志是否明確且限值滿足大車通行需求;是否基于凈空限值設置限高(限寬)門架路面平整度(U45)路表平整程度能否使得車輛順利通過路面抗滑性(U46)路表抗滑性是否滿足對應限速下制動要求車道幾何參數(shù)(U47)車道寬度等幾何參數(shù)是否符合大車順利通行的要求視距(U48)停車視距是否滿足超速水平(U49)實際車速V85超過限速值情況照明(U410)照明(夜間或特殊天氣狀況下)效果

5) 下游過渡區(qū)。

根據(jù)交叉施工和交通通行特點，下游過渡區(qū)安全設施設置狀況風險評估指標如表5。

表5 下游過渡區(qū)風險評估指標一級指標二級指標指標說明下游過渡區(qū)風險指標(U5)明確性(U51)是否明確(通過標志、隔離設施等反映)長度(U52)長度是否符合要求車道幾何參數(shù)(U53)車輛軌跡改變時車道寬度是否符合大車通行要求路面平整度(U54)路表平整程度能否使得車輛順利過渡路面抗滑性(U55)路表抗滑性是否滿足對應限速下過渡轉向要求

6) 終止區(qū)。

根據(jù)交叉施工和交通通行特點，終止區(qū)安全設施設置狀況風險評估指標如表6。

表6 終止區(qū)風險評估指標一級指標二級指標指標說明終止區(qū)風險指標(U6)明確性(U61)是否明確(通過標志、隔離設施等反映)長度(U62)長度是否符合要求

4 結束語

本文基于國省道與高速公路交叉施工區(qū)邊施工邊通車的實際情況，從行車安全的角度，首先總結提煉了高速公路與國省道交叉施工特點，其次探討分析了影響高速公路與國省道交叉施工安全的主要風險源，最后構建了表征交叉施工區(qū)安全設施設置狀況優(yōu)劣的二級風險評估指標體系。一方面，風險評估指標體系可作為進一步的交叉施工區(qū)安全設施風險評估方法的研究基礎；另一方面，風險評估指標體系的構建也可為施工單位對交叉施工區(qū)的風險排查及防范提供參考。限于篇幅，進一步的基于指標體系的評價方法研究將另文闡述。

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2016-06-16

交通運輸部建設科技項目( 2014 318 785 090) ; 湖南省交通科技項目( 201234)

劉海濤( 1985-) ，男，工程師，從事高速公路建設與管理工作。

董城( 1981-) ，男，副研究員，博士，研究方向: 從事道路工程和巖土工程研究。

1008-844X(2017)01-0172-05

U 491

A