安徽省高速公路隧道入口安全防護(hù)設(shè)計(jì)研究

葉 雨 霞

(安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

1 項(xiàng)目背景

2017年8月10日23時(shí)許，西漢高速陜西段秦嶺隧道入口處發(fā)生一起特大交通事故。從事故現(xiàn)場(chǎng)照片及相關(guān)新聞報(bào)道來(lái)看，這起交通事故是即將進(jìn)入隧道的失控大客車(chē)撞向了隧道口側(cè)壁，造成重大人員傷亡。交通部立即下發(fā)文件到各省、市、自治區(qū)，兩個(gè)文函為《交通運(yùn)輸部辦公廳關(guān)于開(kāi)展公路隧道入口段行車(chē)安全狀況自查自糾工作的通知》(交辦公路函[2017]1657號(hào))和《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)公路隧道入口段行車(chē)安全狀況自查自糾工作的通知》(交公便字[2018]28號(hào))。根據(jù)這兩個(gè)文件的要求及精神，安徽省交通控股集團(tuán)委托我院進(jìn)行了安徽省高速公路隧道入口段安全防護(hù)提升工程的設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)規(guī)模及范圍界定

本次設(shè)計(jì)規(guī)模涵蓋了全省144座隧道共278處隧道入口(另外有10處落在外省)。隧道入口段指計(jì)算防護(hù)長(zhǎng)度范圍，在此范圍內(nèi)進(jìn)行安全護(hù)欄、過(guò)渡翼墻、緩沖設(shè)施及視線誘導(dǎo)設(shè)施等設(shè)計(jì)。

3 2006版本規(guī)范符合性審查及2017版新規(guī)范的要求

隧道所在的各管理公司進(jìn)行了隧道入口段安全防護(hù)設(shè)施復(fù)查，他們以徒步和目測(cè)為主，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)所有高速公路隧道入口段交通安全防護(hù)設(shè)施設(shè)置情況進(jìn)行逐一排查，主要復(fù)查內(nèi)容包括隧道入口段是否設(shè)置護(hù)欄或進(jìn)行了安全防護(hù)；設(shè)置有護(hù)欄的，是否隨建筑限界進(jìn)行過(guò)渡銜接處理[1]。

根據(jù)各管理公司復(fù)查的結(jié)果顯示，144座隧道共278處隧道入口段均不滿足2006版本安全設(shè)施規(guī)范[2]和細(xì)則的要求。因此本次高速公路隧道入口段安全防護(hù)提升工程按照2017版安全設(shè)施新規(guī)范及細(xì)則要求實(shí)施。防護(hù)方案見(jiàn)圖1。

4 設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容

4.1 防護(hù)長(zhǎng)度、漸變段長(zhǎng)度、延伸長(zhǎng)度計(jì)算模型

1)計(jì)算模型中設(shè)計(jì)速度V的確定：隧道入口段防護(hù)設(shè)施所依據(jù)的設(shè)計(jì)速度應(yīng)采用該位置處的設(shè)計(jì)速度標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)限制速度大于原設(shè)計(jì)速度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用限制速度值。

2)橫向距離h：現(xiàn)場(chǎng)外側(cè)(或內(nèi)側(cè))護(hù)欄面與隧道內(nèi)檢修道立面的距離為橫向距離，見(jiàn)圖2。

3)根據(jù)設(shè)計(jì)速度及橫向距離計(jì)算出漸變段長(zhǎng)度L1：根據(jù)2017安全設(shè)施新規(guī)范中規(guī)定對(duì)照設(shè)計(jì)速度選取半剛性護(hù)欄的漸變段斜率i[3]，L1=h×i。由此得出漸變段長(zhǎng)度，見(jiàn)表1。

表1 上游護(hù)欄端頭外展斜率

4)防護(hù)長(zhǎng)度b1的確定：根據(jù)2017安全設(shè)施新細(xì)則中規(guī)定由設(shè)計(jì)速度選取隧道入口前防護(hù)長(zhǎng)度b1[3]，見(jiàn)表2。

5)延伸段長(zhǎng)度L2：L2=b1-L1得出。

表2 防護(hù)長(zhǎng)度b1取值

6)根據(jù)新細(xì)則中規(guī)定的“路側(cè)護(hù)欄設(shè)置原則及防護(hù)等級(jí)選取條件”[3]得出高速公路隧道入口段防護(hù)長(zhǎng)度范圍內(nèi)應(yīng)采用SB護(hù)欄，本次選用SB級(jí)波形梁護(hù)欄。

4.2 防護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)

4.2.1路基接隧道

1)入口端無(wú)干擾設(shè)施。

a.入口端現(xiàn)場(chǎng)無(wú)護(hù)欄防護(hù)：

新增SB級(jí)波形梁護(hù)欄及6 m翼墻[3]，根據(jù)洞外限速計(jì)算防護(hù)長(zhǎng)度及漸變長(zhǎng)度，端部采用12 m外展圓頭式(AT1-2型)。左右側(cè)防護(hù)長(zhǎng)度一致，但漸變長(zhǎng)度有區(qū)別。

b.入口端現(xiàn)場(chǎng)有護(hù)欄防護(hù)：拆除延伸段范圍內(nèi)的原波形梁護(hù)欄，新增滿足防護(hù)長(zhǎng)度的SB級(jí)波形梁護(hù)欄及6 m翼墻，端部以2 m過(guò)渡板與原護(hù)欄銜接。

c.路側(cè)有配電房和隧道聯(lián)絡(luò)線，有車(chē)輛出入及掉頭需求：

第一，配電房距離隧道洞口不小于10 m時(shí)采用其中一根三波形梁護(hù)欄立柱預(yù)埋基礎(chǔ)及套管的方式，基礎(chǔ)的位置原則上應(yīng)符合現(xiàn)場(chǎng)接入配電房道路的進(jìn)出口位置，但基礎(chǔ)距隧道洞口不應(yīng)小于10 m。

第二，配電房距離隧道洞口小于10 m時(shí)，在漸變段范圍內(nèi)擬采用SB級(jí)組合式活動(dòng)護(hù)欄，其長(zhǎng)度不小于40 m，其余漸變段及延伸段采用SB級(jí)三波形梁護(hù)欄。

第三，隧道聯(lián)絡(luò)道落在防護(hù)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的，采用護(hù)欄立柱預(yù)埋基礎(chǔ)及套管的方式。

d.入口端左側(cè)護(hù)欄漸變：因左側(cè)護(hù)欄距檢修道內(nèi)立面的橫向位移差較小，護(hù)欄漸變長(zhǎng)度不大于10 m時(shí)，漸變長(zhǎng)度按10 m設(shè)置；漸變長(zhǎng)度大于10 m時(shí)，按計(jì)算漸變長(zhǎng)度設(shè)置。

e.兩隧道間為短路基：若路基長(zhǎng)度小于計(jì)算漸變段長(zhǎng)度時(shí)，隧道出口端護(hù)欄板與隧道洞壁搭接，隧道入口端采用翼墻與過(guò)渡段護(hù)欄搭接。

f.防護(hù)長(zhǎng)度范圍離隧道的遠(yuǎn)端三波形梁護(hù)欄與原路段二波護(hù)欄采用過(guò)渡板搭接。

2)入口端有地面干擾設(shè)施。

a.檢修道伸出洞外不大于2 m并呈L型橫向連接人孔：6 m翼墻從檢修道端部開(kāi)始設(shè)置，并與檢修道內(nèi)立面齊平。

b.其他情況：

原人孔距翼墻較遠(yuǎn)，但延伸洞外的檢修道侵占翼墻的位置，如果延伸出洞外的長(zhǎng)度不大于2 m，則采用直接在檢修道端部設(shè)置翼墻及過(guò)渡護(hù)欄，如果延伸出洞外的長(zhǎng)度大于2 m，則對(duì)干擾的檢修道壁進(jìn)行植筋處理后再設(shè)置翼墻及過(guò)渡護(hù)欄。

對(duì)人孔進(jìn)行加固后再設(shè)置過(guò)渡翼墻。

翼墻直接上跨人孔，與人孔重合部位對(duì)人孔頂進(jìn)行鑿毛處理并植筋，然后再澆筑翼墻混凝土。翼墻內(nèi)側(cè)高出路面的人孔部分進(jìn)行切割處理，翼墻外側(cè)的人孔側(cè)壁后期可適當(dāng)向外改移，以保證孔內(nèi)人員操作空間。

3)入口端有地下干擾設(shè)施。

a.地下橫穿管：隧道入口段6 m范圍內(nèi)有地下橫穿管干擾的情況，翼墻管樁間距可適當(dāng)調(diào)整，調(diào)整范圍為±40 cm。

b.地下縱向管線：縱向管線與翼墻及過(guò)渡段護(hù)欄線位上存在干擾，應(yīng)首先考慮調(diào)整翼墻及過(guò)渡段護(hù)欄的漸變率(緩于規(guī)范值)；若無(wú)法調(diào)整漸變率時(shí)，應(yīng)改移縱向管線的位置。

c.復(fù)合路面結(jié)構(gòu)層：長(zhǎng)大隧道洞口一般存在長(zhǎng)約5 m的復(fù)合路面(過(guò)渡段路面)，瀝青面層下方為40 cm厚的C40混凝土板塊，則6 m翼墻的管樁采用鉆孔引導(dǎo)法施工，保證管樁的設(shè)計(jì)埋深。

d.復(fù)合路面結(jié)構(gòu)層且有地下管線：采用在混凝土板上植筋的方案連接翼墻。

4.2.2橋梁接隧道

橋梁接隧道，因過(guò)渡段護(hù)欄需在橋上進(jìn)行漸變，需通過(guò)植筋方式解決護(hù)欄與橋梁的連接問(wèn)題，但植筋可能會(huì)對(duì)橋面板造成破壞，也可能會(huì)影響橋梁頂板位置的鋼絞線，施工難度大且存在施工風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)規(guī)范要求“隧道入口未進(jìn)行安全處理時(shí)宜設(shè)置可導(dǎo)向防撞墊”，故本次設(shè)計(jì)對(duì)橋接隧的情況采用以下方式：

1)一般情況采用在入口端洞門(mén)安裝TS級(jí)可導(dǎo)向防撞墊的措施，并同時(shí)在計(jì)算漸變斜率線范圍內(nèi)連續(xù)安裝滾塑水馬，計(jì)算漸變斜率線范圍內(nèi)寬度不滿足安裝滾塑水馬的，則安裝PU警示柱，見(jiàn)圖3。

2)當(dāng)隧道入口段左、右側(cè)存在寬度不足、有人孔或消防水池干擾等不滿足可導(dǎo)向防撞墊的安裝條件時(shí)，可采用SB級(jí)雙橫梁護(hù)欄，見(jiàn)圖4。

4.2.3橋接短路基接隧道

1)當(dāng)橋隧間出現(xiàn)短路基，且短路基長(zhǎng)度大于計(jì)算漸變長(zhǎng)度的一半時(shí)，護(hù)欄過(guò)渡從檢修道開(kāi)始漸變至橋梁混凝土護(hù)欄端部。

2)當(dāng)橋隧間的短路基長(zhǎng)度小于計(jì)算漸變長(zhǎng)度的一半時(shí)，則在隧道入口洞門(mén)設(shè)置TS級(jí)可導(dǎo)向防撞墊。其中當(dāng)人孔、消防水池等構(gòu)造物距檢修道內(nèi)邊緣水平距離不小于305 mm時(shí)，采用翼墻加防撞墊直接進(jìn)行過(guò)渡。當(dāng)人孔、消防水池等構(gòu)造物距檢修道內(nèi)邊緣水平距離小于305 mm時(shí)，采用對(duì)人孔進(jìn)行改造、加固后再設(shè)置過(guò)渡翼墻加防撞墊進(jìn)行過(guò)渡。

以上兩種情況下均應(yīng)同時(shí)在計(jì)算漸變斜率線范圍內(nèi)連續(xù)安裝滾塑水馬，計(jì)算漸變斜率線范圍內(nèi)寬度不滿足安裝滾塑水馬的，則安裝PU警示柱。

3)當(dāng)短路基長(zhǎng)度滿足漸變段長(zhǎng)度但不滿足防護(hù)長(zhǎng)度要求時(shí)，漸變段護(hù)欄按照路基接隧道處理，延伸段的護(hù)欄直接搭接至上游的橋梁護(hù)欄端部。

4)短路基長(zhǎng)度過(guò)短，無(wú)法放置可導(dǎo)向防撞墊的情況，在短路基范圍內(nèi)設(shè)置過(guò)渡翼墻連接橋梁混凝土護(hù)欄與隧道檢修道，漸變段范圍內(nèi)采用滾塑水馬進(jìn)行視線誘導(dǎo)。

4.3 視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)計(jì)

4.3.1輪廓標(biāo)[4]

隧道入口護(hù)欄段設(shè)置附著式輪廓標(biāo)。輪廓標(biāo)反光片的顏色：在行車(chē)道左側(cè)為黃色，在行車(chē)道右側(cè)為白色。輪廓標(biāo)采用單面反光型。設(shè)置間距為8 m。

4.3.2PU警示柱

一般設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)漸變斜率范圍內(nèi)不能夠放置水馬的過(guò)渡段，引導(dǎo)交通流的區(qū)域。設(shè)置間距為1 m，擺放時(shí)線形應(yīng)平順。

4.3.3滾塑水馬

一般設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)漸變斜率范圍內(nèi)空間較大能夠放置下的過(guò)渡段。水馬設(shè)施可根據(jù)實(shí)際需要單獨(dú)設(shè)置或連續(xù)設(shè)置，用于車(chē)輛密集區(qū)域時(shí)要連續(xù)使用，并連接起來(lái)。

4.3.4立面標(biāo)記

為提醒駕駛?cè)藛T注意，在隧道入口過(guò)渡翼墻設(shè)置黃黑相間的立面萬(wàn)能反光貼，波形梁護(hù)欄上游端頭處設(shè)置黃黑相間的Ⅴ類反光膜。

4.4 緩沖設(shè)施設(shè)計(jì)

緩沖設(shè)施主要采用可導(dǎo)向防撞墊，防撞墊防護(hù)等級(jí)為T(mén)S級(jí)(設(shè)計(jì)防護(hù)速度100 km/h)[4]。其尾端通過(guò)導(dǎo)向連接板與隧道壁平順連接。

4.5 施工組織設(shè)計(jì)

隧道區(qū)域施工作業(yè)應(yīng)制定交通組織方案，影響車(chē)輛通行時(shí)，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定向社會(huì)公告[5]。

1)施工作業(yè)控制區(qū)布置應(yīng)考慮作業(yè)的內(nèi)容與要求、時(shí)間和周期、交通量、經(jīng)濟(jì)效益等因素，控制區(qū)內(nèi)交通標(biāo)志的布設(shè)必須合理、前后協(xié)調(diào)，起到引導(dǎo)車(chē)流平穩(wěn)變化的作用[6]。

2)施工作業(yè)區(qū)兩側(cè)應(yīng)差異化布設(shè)安全設(shè)施，并應(yīng)符合下列規(guī)定[6]：

a.在車(chē)道內(nèi)施工作業(yè)時(shí)，在封閉車(chē)道一側(cè)的警告區(qū)應(yīng)布設(shè)施工標(biāo)志和限速標(biāo)志，在非封閉車(chē)道一側(cè)的警告區(qū)應(yīng)布設(shè)施工標(biāo)志，并宜布設(shè)警示頻閃燈。八車(chē)道及以上高速公路，在非封閉車(chē)道一側(cè)的警告區(qū)起點(diǎn)布設(shè)施工標(biāo)志。

b.路肩施工作業(yè)時(shí)，在封閉路肩一側(cè)的警告區(qū)應(yīng)布設(shè)施工標(biāo)志和限速標(biāo)志，在另一側(cè)僅在警告區(qū)起點(diǎn)布設(shè)施工標(biāo)志。

c.同一行車(chē)方向不同斷面同時(shí)施工作業(yè)時(shí)，相鄰兩個(gè)工作區(qū)凈距不宜小于5 km。

d.施工作業(yè)控制區(qū)應(yīng)設(shè)置工程車(chē)輛專門(mén)的出、入口，并宜設(shè)在順行車(chē)方向的下游過(guò)渡區(qū)內(nèi)。當(dāng)工程車(chē)輛需經(jīng)上游過(guò)渡區(qū)或工作區(qū)進(jìn)入時(shí)，應(yīng)布設(shè)警告標(biāo)志并配備交通引導(dǎo)人員。

5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

經(jīng)過(guò)近2個(gè)月的實(shí)施整改，部分隧道已經(jīng)整改完畢，預(yù)計(jì)2018年6月底全部實(shí)施完成，見(jiàn)圖5。

6 結(jié)語(yǔ)

1)交通安全設(shè)施的設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“以人為本、預(yù)防為主、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、重點(diǎn)突出”的原則。應(yīng)在交通安全綜合分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)先設(shè)置主動(dòng)引導(dǎo)設(shè)施，根據(jù)需要設(shè)置被動(dòng)防護(hù)設(shè)施。

2)為了防止交通事故，一般把交通安全設(shè)施作為交通安全措施考慮，改善了交通安全設(shè)施后，可以減少交通事故。

3)作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)熟悉最新的安全設(shè)施規(guī)范，結(jié)合最新規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4)下一階段根據(jù)最新規(guī)范對(duì)隧道洞口的標(biāo)志、標(biāo)線部分進(jìn)行規(guī)范符合性審查后，再進(jìn)行隧道入口指路體系的提升工作。

5)交通安全設(shè)施以其本身的各種功能在道路交通安全中發(fā)揮著獨(dú)特的作用，各種設(shè)施的作用既相對(duì)獨(dú)立又相互依聯(lián)，共同構(gòu)成道路交通安全的網(wǎng)絡(luò)體系。安徽省高速公路主管部門(mén)一直在積極的尋找改進(jìn)措施，為群眾的生命安全提供保障。

參考文獻(xiàn):

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