侯 萌

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110166)

1 概 述

2017年8月10日，陜西安康縣境內(nèi)京昆高速公路秦嶺1號隧道，發(fā)生一起大客車碰撞隧道口的交通事故，造成36人死亡13人重傷，直接經(jīng)濟損失約3 533萬元。調(diào)查報告認定“8.10”特大事故為一起生產(chǎn)安全責(zé)任事故，直接原因是駕駛者在休息不充分，處于嚴重疲勞狀態(tài)下行駛，事故路段限制速度為60 km/h，鑒定結(jié)果顯示司機在事故前速度已達到80～86 km/h，超過限速的33%～43%，這是發(fā)生這起事故的最大因素，需要贅述的間接原因為事故現(xiàn)場隧道洞口端墻及檢修道端部未設(shè)置安全設(shè)施進行防護，路面視認效果不良，限速標(biāo)志設(shè)計缺失等。筆者認為駕駛員的失誤不應(yīng)以生命付出為代價，最大限度地保證道路使用者的生命與財產(chǎn)安全是道路寬容設(shè)計的基本理念，公路設(shè)計應(yīng)始終貫徹落實保護人的理念。

安全設(shè)施設(shè)計應(yīng)做到主動引導(dǎo)與被動防護相結(jié)合，縱觀全國高速公路隧道洞口，安全設(shè)施設(shè)計良莠不齊，隱患點層出不窮，本文將針對這種現(xiàn)狀，優(yōu)化隧道洞口安全設(shè)施設(shè)計，最大程度保障行車安全。

2 安全護欄設(shè)計

隧道洞口內(nèi)外路面寬度有明顯突變，這一情況在全國非常普遍，隧道洞口端墻及突起的檢修道端部是最大的隱患點，隧道入口處護欄端部若直接延伸至隧道洞口端墻，端墻及檢修道端部暴露在外，車輛極可能正面碰撞危險點，造成車毀人亡，若隧道外護欄漸變過渡至隧道洞口，那么端墻作為障礙物被隔離在護欄以外，將會很大程度降低發(fā)生事故的概率，減少事故的嚴重程度。護欄的類型、等級、長度、過渡段線形、漸變率這幾點是影響隧道洞口護欄整體功能的關(guān)鍵因素。

混凝土護欄為剛性護欄，變形程度小，從安全角度考慮為首選，在隧道洞口處漸變段可設(shè)置混凝土護欄或采用混凝土護欄與鋼護欄相結(jié)合的形式進行過渡，上一版《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》(JTG/T D81-2006)中，隧道洞口處護欄端頭的設(shè)置侵占了隧道建筑限界，筆者認為端頭在設(shè)計上既應(yīng)做到不侵占隧道建筑限界C值，也應(yīng)保證檢修道端部不暴露在外，那么護欄應(yīng)漸變過渡至隧道檢修道端部，并與檢修道側(cè)立面齊平?！陡咚俟方煌üこ碳把鼐€設(shè)施設(shè)計通用規(guī)范》(JTG D80-2006)之5.8.3條規(guī)定，“隧道洞口連接線路段路側(cè)護欄防護等級應(yīng)為SB級”。根據(jù)經(jīng)驗計算，隧道外標(biāo)準(zhǔn)段護欄漸變過渡至檢修道端部橫向?qū)挾茸兓底畲鬄? m，漸變率參照表1(摘自《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》)執(zhí)行，過渡段宜采用直線型，設(shè)計速度120 km/h對應(yīng)的剛性護欄漸變率為1∶22，漸變段長度為44 m。但混凝土護欄也存在缺點，冬季風(fēng)吹雪地區(qū)，混凝土護欄阻雪，不僅增加除雪難度更因易積雪影響行車安全。

表1 上游護欄端頭外展斜率

波形梁護欄為半剛性護欄，變形程度大于混凝土護欄，可將洞口一節(jié)SB級波形梁護欄立柱由2 m間距變成1 m，以此減少其變形程度，從而增加護欄的碰撞能量。車輛輪胎易撞擊隧道檢修道側(cè)立面，為避免絆阻帶來的傷害，護欄板下設(shè)置矩形管摩擦梁，摩擦梁與立柱之間的連接件可采用槽鋼替代六棱形防阻塊，從而增加剛度。隧道外標(biāo)準(zhǔn)段護欄過渡到檢修道端部橫向?qū)挾茸兓底畲鬄? m，漸變率參照表1執(zhí)行，過渡段宜采用直線型或拋物線型，設(shè)計速度120 km/h對應(yīng)的半剛性護欄漸變率為1∶17，漸變段長度需要34 m。

這里漸變段長度并非洞口前設(shè)置護欄的總長度，以波形梁護欄為例，護欄的防護長度可參照圖1執(zhí)行。若護欄為獨立段落，且假定高速公路設(shè)計速度為120 km/h，那么b1值可根據(jù)表2(摘自《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》)，選取事故嚴重程度較高的情況為150 m。c1為端部結(jié)構(gòu)的長度，若該路段為填方則為12 m，若為挖方，應(yīng)根據(jù)挖方橫斷面土路肩外邊緣至挖方坡底的橫向?qū)挾?，按照漸變率計算出端部結(jié)構(gòu)的長度，四車道及以上公路，b2=0.5b1，C2為下游護欄端部的長度，一般取12 m，這樣對于獨立段落護欄的防護長度可得。若洞口前連續(xù)設(shè)置護欄，最小防護長度b1可根據(jù)圖1計算，b1=F/tan 5°，F(xiàn)是護欄面至障礙物外邊緣距離，駛出角度是根據(jù)類似公路駛出路外事故調(diào)研獲得，保守選用5°，可計算出b1值，中型貨車碰撞A級波形梁護欄，變形范圍長度為24 m，同樣車型的車輛碰撞SB級波形梁護欄變形長度原則上應(yīng)小于24 m，b1取值為24 m即可，設(shè)計上可分別計算出這兩種方法的b1值，取兩者最大值。

圖1 護欄防護長度示意圖

表2 b1取值

橋梁距離隧道較近路段，橋梁防撞墻直接延伸至隧道口端墻，沒有做任何的漸變過渡，洞口擺放數(shù)個防撞桶是目前省內(nèi)外隧道入口的現(xiàn)狀，考慮到已建成的混凝土護欄難以拆除，若新建混凝土護欄則可能會對橋梁結(jié)構(gòu)造成很大程度的破壞，從減小破壞橋梁結(jié)構(gòu)和方便維修的角度考慮，建議橋接隧道路段洞口前采用市場上技術(shù)成熟的護欄過渡段定型產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)形式不限，但必須滿足以下要求，首先護欄防護等級為SB級(四級)，須通過國家交通安全設(shè)施質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心小型客車、大型貨車和中型客車的SB級實車碰撞試驗，滿足《公路護欄安全性能評價標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B05-01-2013)相關(guān)要求，護欄必須具有合格的檢測報告，方可用于本工程；其次，護欄端部應(yīng)與檢修道端側(cè)立面、橋梁防撞墻迎撞面之間實現(xiàn)平滑過渡對接或連接，過渡對接或連接部分處理應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，最后護欄安裝和使用必須符合產(chǎn)品使用說明、《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(JTG D81-2017)和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則》(JTG/T D81-2017)，圖2為應(yīng)用于遼寧省高速公路隧道洞口安全設(shè)施改造工程的隧道洞口前護欄過渡段定型產(chǎn)品。

圖2 遼寧省護欄端部與隧道洞壁、橋梁防撞墻搭接處理圖

兩個隧道間距不足百米路段，建議護欄不進行漸變過渡。若采用過渡方式存在安全隱患，駛出隧道的車輛因明暗洞效存在視距不足的情況，而應(yīng)急車道內(nèi)剛起步的車輛速度較低，兩者易發(fā)生追尾，所以前隧道出口護欄與后隧道入口護欄設(shè)置為直線型設(shè)置是最優(yōu)方案，既能保證不滿足停車視距的硬路肩內(nèi)禁止停車，又將檢修道及端墻隔離在護欄以外?？刹捎萌缦率┕し桨福鹤o欄立柱全部打入在硬路肩上，位于路面內(nèi)的鋼護欄立柱可采用先機械鉆孔后打入施工方式，立柱周邊與路面間隙采用撼砂回填的工藝再用乳化瀝青封堵，防止雨水滲入。

出洞口端護欄可采用與隧道側(cè)壁搭接方式進行處理，鋼護欄呈直線型由隧道內(nèi)漸變過渡至主線路基標(biāo)準(zhǔn)段，出洞口端護欄也可直接延伸至隧道洞口端墻，兩種方案從安全角度和施工可操作性上都可行。

3 輪廓標(biāo)設(shè)計

高速公路要求全線設(shè)置輪廓標(biāo)，直線路段設(shè)置間距不應(yīng)超過50 m，曲線路段根據(jù)曲線半徑大小確定設(shè)置間距。隧道洞口路段，尤其是入口處護欄漸變段，考慮因素不僅僅只是曲線半徑，還應(yīng)加強對駕駛?cè)说奶嵝眩梢詫⑤喞獦?biāo)間距加密到最小值8 m為宜。

4 標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計

高速公路隧道外右側(cè)硬路肩寬度為2.5 m或3 m，隧道內(nèi)右側(cè)路緣帶一般為0.5 m，隧道內(nèi)外路面寬度不一致，應(yīng)在隧道入口前設(shè)置不小于3 s設(shè)計速度行程長度的過渡段，且過渡段的最小長度不應(yīng)小于50 m，所以將隧道入口前50 m硬路肩上施劃導(dǎo)流線，作為寬度不一致的過渡段。同時，駕駛?cè)笋側(cè)搿Ⅰ偝鏊淼赖倪^程會產(chǎn)生“黑白洞效應(yīng)”，產(chǎn)生的這種盲區(qū)對于駕駛?cè)诵睦頃a(chǎn)生影響，駕駛?cè)嗽诮?jīng)歷該過程中一定不能發(fā)生變換車道的駕駛行為，所以在隧道前后一定距離內(nèi)的同向車行道分界線設(shè)置為實線，并配套設(shè)置禁止超車標(biāo)志和解除禁止超車標(biāo)志。不可變換車道的長度與3 s設(shè)計速度行程長度、視覺恢復(fù)時間、隧道洞口加強段照明強度、行車環(huán)境氣候等相關(guān)，根據(jù)規(guī)定隧道入口前至少150 m、出口后至少100 m作為不可變換車道的長度。駕駛?cè)嗽诤诎锥葱?yīng)范圍的多會發(fā)生剎車行為，為增加路面摩擦力，隧道洞口內(nèi)外可采用彩色防滑標(biāo)線，同時從視覺色彩上加強對駕駛?cè)说木琛?/p>

5 結(jié)束語

高速公路隧道洞口為交通事故的高發(fā)地，需要從設(shè)計源頭進行風(fēng)險規(guī)避。本文從護欄的類型、等級、長度、過渡段線形、漸變率和交通標(biāo)志標(biāo)線等方面，提出了主動引導(dǎo)與被動防護相結(jié)合的設(shè)計方案，最大限度地保障了駕駛者的生命及財產(chǎn)安全。