高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因分析

張建衛(wèi)

（云南省公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南昆明650021）

0 引言

為更好地發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)，近一段時(shí)期我國努力將高速公路通往全國各個(gè)山區(qū)中，受復(fù)雜的地形地貌的影響，在高速公路修建的過程中就不可避免地遇到多種形式的橋梁、隧道和路基斷面。由于公路路基、橋隧的斷面類型不同，在斷面交匯處會(huì)出現(xiàn)斷面突變，對(duì)高速公路的通行帶來一定的影響，甚至造成嚴(yán)重的交通事故。①隧道入口存在明暗界限，是公路交通安全的重大隱患。如果入口路基或橋梁斷面與隧道斷面不一致，交通安全措施不合理，將極大地影響這里的交通安全；②相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中沒有統(tǒng)一規(guī)定。公路路基、橋隧過渡段設(shè)計(jì)在業(yè)界存在爭議。過渡段的長度和相應(yīng)的交通安全措施也不同。建設(shè)交通強(qiáng)國，就是要實(shí)現(xiàn)從“有”到“好”的發(fā)展。高質(zhì)量發(fā)展交通，就是要提供更加安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的交通服務(wù)。因此，對(duì)高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因進(jìn)行深入分析，提出相應(yīng)的處理措施是十分有必要的。

1 研究現(xiàn)狀

按照我國已經(jīng)頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01—2014）》和《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D20—2017）》的規(guī)定，“路基、橋梁、隧道交界處的施工凈空按過渡段處理”。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，在入口外連接段設(shè)置一個(gè)距離入口不小于3s且和入口之間的距離大于等于50m的過渡段，讓橫斷面能夠平穩(wěn)過渡。除此之外在《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D81—2017》和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則（JTG/T D81—2017）》中明確規(guī)定了需要在隧道入口處設(shè)置過度護(hù)欄，并對(duì)長度、防護(hù)類型和其他保證安全的配套措施進(jìn)行規(guī)定。在高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因分析方面，我國張馳、楊少偉等諸多學(xué)者也進(jìn)行了大量分析，完善了速度和橫向剩余寬度變化與過渡段長度的關(guān)系，提出隧道出口過渡段長度小于隧道進(jìn)口過渡段長度等理論。對(duì)過度間隔提出新建議，即保持在[1/75，1/35]，為有效檢驗(yàn)隧道進(jìn)出口交通安全設(shè)施的合理性提供了定量分析方法。龍湛、羅濤等人分析了各路段的結(jié)構(gòu)組成及突變?cè)颍U述了路段連接的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)路基、橋隧路段的平穩(wěn)過渡，減少因路段突變引起的交通事故[1]。

綜上所述，雖然國內(nèi)有關(guān)規(guī)范和學(xué)者對(duì)高速路橋梁、隧道及路基斷面進(jìn)行了大量的分析論證，但論證結(jié)果存在諸多矛盾，甚至有些關(guān)鍵問題如過渡段長度等與現(xiàn)行規(guī)范存在誤差，所以對(duì)于高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因分析這一問題需要進(jìn)一步深入研究。

2 斷面的組成與成因

2.1 高速路橋梁、隧道及路基斷面的組成

為了研究路基、橋梁和隧道的連接，首先需要對(duì)各個(gè)路段的結(jié)構(gòu)和組成有明確的認(rèn)知。我們以雙向四車道為例，對(duì)路基、橋梁和隧道的斷面尺寸和構(gòu)件尺寸進(jìn)行了比較，如表1所示。

表1 高速公路斷面尺寸對(duì)比

由表1可知，整體式路橋斷面寬度比連拱隧道寬1~2m，分離式路橋斷面寬度比分離式隧道寬1.45~1.6m。通過分析可知，斷面右側(cè)包括右側(cè)寬度和維修車道寬度。若設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h，寬度為1.75m；若設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h時(shí)，寬度為1.50m。在設(shè)計(jì)時(shí)路橋段右側(cè)包括硬路肩和土路肩兩部分，則時(shí)速為100km/h時(shí)路肩總寬3.75m，時(shí)速為80km/h時(shí)路肩總寬3.25m。由此可知，造成隧道、路基、橋梁斷面寬度不同的原因主要是有無硬路肩。缺少硬路肩的隧道對(duì)隧道整體結(jié)構(gòu)的安全性更有利，而且能夠減少隧道開挖體積，減少投資。但是因?yàn)樗淼?、路基和橋梁斷面的寬度不同而?dǎo)致在交界處出現(xiàn)突變，對(duì)過往車輛的安全產(chǎn)生影響。

2.2 斷面的成因

在進(jìn)行高速公路建設(shè)的過程中，橋梁、隧道和路基的結(jié)構(gòu)形式往往千差萬別，其設(shè)計(jì)方案和功能可能也存在巨大差別，這就導(dǎo)致其尺寸不能統(tǒng)一。如橋梁與路基結(jié)構(gòu)在一致的情況下，隧道寬度與路基寬度、橋梁寬度可能會(huì)有很大的差異。根據(jù)高速公路的不同形式和結(jié)構(gòu)，橋梁、路基和隧道的寬度將保持在合理的范圍內(nèi)。造成上述兩種情況的主要原因包括：在公路橋隧及路基設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合公路設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，如分離式公路與整體式公路有較大區(qū)別[2]。另一方面，在公路設(shè)計(jì)和施工過程中，為了最大限度地提高施工安全性，有必要在一些特殊位置設(shè)置相應(yīng)的硬路肩如圖1所示。

圖1 高速公路兩側(cè)硬路肩

這也是造成公路橋隧、路基路段之間存在空隙的原因，這樣的缺口會(huì)增加公路實(shí)際施工的難度，因此相關(guān)施工單位需要根據(jù)路段形成的原因和路段之間的關(guān)系，控制路段的銜接，從而提高施工質(zhì)量。

3 高速路橋梁、隧道及路基斷面的過渡銜接

3.1 結(jié)構(gòu)過渡的銜接

（1）整體式高速公路路基與整體式隧道的連接。根據(jù)以上情況可知，整體式高速公路隧道進(jìn)口處隔墻與路基的中間分隔帶為2.8m，因此在設(shè)計(jì)過渡帶時(shí)，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)口寬度，并明確隧道上直線的過渡位置兩側(cè)及半圓過渡位置與護(hù)欄內(nèi)側(cè)連接之后進(jìn)行施工。根據(jù)高速線路的走向，其高度由高變低，將護(hù)欄延伸至隧道洞壁內(nèi)。而為保證隧道輪廓和洞口護(hù)欄對(duì)應(yīng)，可以通過以二次拋線的路徑進(jìn)行過渡。除此之外，需要一直對(duì)隧道內(nèi)道路進(jìn)行延伸性檢查一直到隧道入口外側(cè)，過渡至設(shè)置的土路肩邊緣，確保道路和土路肩具有一致性。

（2）高速公路隧道與整體橋段的連接。在這種情況下，護(hù)欄可以直接延伸到隧道末端的墻壁上，所以可不進(jìn)行過渡。處理隧道進(jìn)口右側(cè)和整體橋斷面連接時(shí)，需要按照不同地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行混凝土防撞島的連接，同時(shí)確保橋整體的大小和位置不變。不僅如此隧道連接處應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，保證防撞島和隧道進(jìn)口具有一致性。在設(shè)置橋梁的硬路肩防撞島過渡時(shí)，需要過渡到圓曲線形式的墻式護(hù)欄，且防撞島高度由高到低，直至降至和檢查道路高度相同為止。

（3）進(jìn)行分離式隧道與分離式路基的連接時(shí)需要注意，按照高速公路前進(jìn)的方向，將圓曲線由高向低延伸至護(hù)欄下部過渡，進(jìn)行過渡時(shí)要注意護(hù)欄底部始終面向養(yǎng)護(hù)道路。若是分離式隧道的右側(cè)入口則不需要進(jìn)行過度處理。

（4）進(jìn)行分離式隧道和分離式橋梁的連接時(shí)需要注意，分離式隧道左側(cè)入口要根據(jù)高速公路的檢查車道情況，在隧道入口10km之內(nèi)的護(hù)欄寬度和長度進(jìn)行改動(dòng)。通常的做法是增加護(hù)欄的寬度并減少護(hù)欄的長度，達(dá)到隧道入口和檢查車道互通的目的。而進(jìn)行分離式隧道右進(jìn)口處的過渡時(shí)，可以通過使用混凝土制成的防撞島進(jìn)行過渡，此時(shí)要注意橋梁結(jié)構(gòu)尺寸和護(hù)欄位置不發(fā)生改變。在護(hù)欄內(nèi)設(shè)置的混凝土防撞島，需要根據(jù)護(hù)欄的高度和便道的高度進(jìn)行設(shè)置。

3.2 設(shè)置交通安全設(shè)施

除對(duì)公路橋梁、隧道、路基路段進(jìn)行銜接處理外，為有效提高公路整體行車安全性，還需設(shè)置相應(yīng)的交通安全設(shè)施，做好對(duì)駕駛員的引導(dǎo)和警示工作，保證駕駛員第一時(shí)間注意到路面的斷面變化，防止因駕駛不當(dāng)或駕駛員疏忽造成交通事故。一般來說，這些警示和引導(dǎo)是通過標(biāo)志牌完成的。在設(shè)置標(biāo)志牌時(shí)，可以在硬路肩處設(shè)置黃色斑馬線，可用于引導(dǎo)駕駛員有效提醒。另一方面，它提醒駕駛員在硬道上行駛時(shí)有輕微振動(dòng)。此外，配合相應(yīng)和限速和警示標(biāo)示，達(dá)到對(duì)駕駛員提醒的目的。設(shè)置限速標(biāo)識(shí)時(shí)需要注意將限速標(biāo)識(shí)設(shè)置在隧道中間，通常情況下隧道內(nèi)速度不能超過80km/h，所以地進(jìn)入隧道之前和兩隧道之間設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志，能夠更好地提醒駕駛員接下來須面對(duì)的路況，保證駕駛員提高注意力，準(zhǔn)確操作，最大限度地保證行車安全[3]。

4 結(jié)語

為有效控制高速公路橋梁、隧道與路基路段的銜接，需要分析橋隧與路基路段形成的原因及相互關(guān)系，結(jié)合高速公路的整體結(jié)構(gòu)，選擇合適的銜接方案，并需要相應(yīng)的監(jiān)督管理人員嚴(yán)格監(jiān)管每個(gè)施工環(huán)節(jié)，一方面保證高速路橋質(zhì)量，另一方面，除橋梁、隧道、路基路段外，還可設(shè)置警示標(biāo)志和斑馬線提醒駕駛員，保證駕駛員的行車安全。