葛敏莉 孫 璐,2

0 引 言

隧道是山區(qū)高速公路的主要結(jié)構(gòu)物，在山區(qū)高速公路中占有越來越高的比例。由于高速公路隧道有著復(fù)雜的地理環(huán)境和特殊建筑結(jié)構(gòu)，給高速公路交通安全管理工作帶來了難度。近年來，隨著隧道交通事故的數(shù)量不斷增加，隧道已經(jīng)成為交通事故的主要空間分布點。隧道安全技術(shù)的研究成為專家和學(xué)者的研究熱點。

縱觀現(xiàn)有相關(guān)研究成果[1-5]，國內(nèi)外對隧道交通安全的研究不乏深入和系統(tǒng)的成果。但是，國外對隧道的交通安全研究，主要是對火災(zāi)的研究，而國內(nèi)一些學(xué)者對隧道安全的研究主要把道路交通事故的一些研究方法和理論應(yīng)用到隧道。但是，由于隧道作為公路的一個特殊建筑物，有其自身的特點，有必要把公路隧道單獨作為研究對象開展交通安全研究。因此，從隧道交通事故的特點和原因著手分析、探討和改進與隧道設(shè)計、管理有關(guān)的安全問題，建立隧道安全審核清單以主動防御和減少交通事故有著重要的意義。

本文在對山區(qū)高速公路進行實地調(diào)查和對隧道事故統(tǒng)計資料進行綜合分析的基礎(chǔ)上，從隧道線形、隧道路面條件、隧道安全對策、隧道通風(fēng)照明、隧道安全設(shè)施和隧道交通管理六方面研究了影響山區(qū)高速公路隧道安全的因素，在此基礎(chǔ)上建立了隧道安全審查清單。

1 隧道事故特點分析

在對隧道交通事故案例進行研究的基礎(chǔ)上，我們從以下方面對山區(qū)高速公路隧道交通事故進行了統(tǒng)計，分析了山區(qū)高速公路隧道交通事故的特征。

事故發(fā)生的時間特點受視覺因素、行車速度因素的影響，隧道內(nèi)白天發(fā)生的事故明顯高于夜間，雨天事故高于晴天。根據(jù)對2001年雨天某省高速公路隧道內(nèi)的交通事故進行統(tǒng)計，剛開始下雨時幾乎無事故發(fā)生，1 h后開始發(fā)生事故，雨后6~10 h形成事故高峰期，而后事故量逐漸下降，16 h后基本不再發(fā)生事故[6]。

（1）事故發(fā)生的路段特點 事故集中在長隧道內(nèi)，1000 m以下的隧道少有事故發(fā)生；事故在隧道內(nèi)發(fā)生的地點集中在隧道入口處 200~400 m的路段范圍內(nèi)；事故集中發(fā)生在水泥混凝土路面構(gòu)造的隧道中。

（2）事故形態(tài)特點 車輛發(fā)生側(cè)滑后造成追尾、碰撞、刮擦的事故形態(tài)占了事故總數(shù)的絕大部分。另外還有車輛裝載易燃易爆危險品或車輛本身原因而引起的爆炸、燃燒等事故形態(tài)。

（3）事故車輛類型特點 小型車輛事故數(shù)最多，占所有事故的絕大部分。而在發(fā)生事故的小型車輛中，又以底盤較輕的國產(chǎn)轎車、面包車及微型車等車型居多。

2 隧道安全審查清單建立

本文通過對山區(qū)高速公路的實地調(diào)查和對山區(qū)高速公路隧道事故統(tǒng)計資料的綜合分析，結(jié)合駕駛員的心理生理反應(yīng)、汽車行駛動力學(xué)等方面考慮，研究了影響公路隧道安全的因素，并依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）、《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D70-2004）和《公路項目安全性評價指南》（JTG B05-2004）的限定，建立了山區(qū)高速公路隧道安全審查清單，如圖1所示。

2.1 隧道線形審查

從隧道線形方面對隧道安全進行審查，主要包括隧道平面線形、隧道縱斷面線形和隧道洞口連接段三部分，建立的清單如圖2所示。

2.1.1 隧道路段平面線形

考慮到通風(fēng)和排水的需要，公路隧道的平面線形一般以直線隧道為宜，但由于山區(qū)公路受地形、地質(zhì)條件的限制，在隧道內(nèi)設(shè)置平曲線往往不可避免。當(dāng)設(shè)為曲線時不宜采用設(shè)超高的平曲線或設(shè)加寬的平曲線。隧道不設(shè)超高的圓曲線半徑應(yīng)符合表1的規(guī)定[7]。當(dāng)受特殊條件的限制，隧道平曲線的設(shè)計需要設(shè)超高的曲線時，其超高不宜大于4%，隧道的停車視距技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《公路路線設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，隧道的停車視距應(yīng)符合表2的規(guī)定。

圖1 隧道安全審查框圖Fig.1 Process block of tunnel safety reviewing

圖2 隧道線形審查框圖Fig.2 Process block of tunnel alignment reviewing

表1 不設(shè)超高的圓曲線半徑Tab.1 No superelevation circular curve radius

表2 停車視距Tab.2 Stopping sight distances

2.1.2 隧道縱斷面線形

縱斷面線形主要表示道路前進方向上坡、下坡的縱向坡度和在兩個坡段的轉(zhuǎn)折處插入豎曲線?？v斷面線形與交通安全緊密相關(guān)的因素有坡度和坡長。

（1）隧道縱坡是否滿足不小于0.3%且不大于3%？

隧道縱坡對行車安全的影響非常大，由下坡行駛制動引起的事故占汽車故障引起事故總量的 40%以上。《公路隧道設(shè)計規(guī)范》（JTG D70-2004）規(guī)定：公路隧道的縱坡不小于0.3%且不大于3%。受地形限制時，高速公路和一級公路的中、短隧道可適當(dāng)加大，但不易大于4%。當(dāng)采用較大縱坡時，必須對行車的安全性、通風(fēng)設(shè)備和營運費用等作充分的技術(shù)綜合論證。

（2）隧道內(nèi)縱坡變更的最小半徑和最小長度是否滿足行車安全和舒適性的要求？

在隧道內(nèi)出現(xiàn)縱坡變更的時候，縱坡的變換不宜過大、過頻，以保證隧道內(nèi)行車的安全性和舒適性，因此，要限制各種縱坡的最小長度。根據(jù)《公路隧道設(shè)計規(guī)范》的要求，凸形豎曲線和凹形豎曲線的最小半徑和最小長度應(yīng)符合下表的要求。

表3 豎曲線最小半徑和最小長度Tab.3 The minimum radius and minimum length of vertical

（1）隧道洞口連接線形是否滿足速度協(xié)調(diào)性要求？

隧道洞口接線段速度協(xié)調(diào)性按隧道設(shè)計速度與洞口接線段速度差值進行評價[8]。兩者運行速度差小于10 km/h時，速度協(xié)調(diào)性好，不需要進行調(diào)整；兩者運行速度差為 10~20 km/h時，速度協(xié)調(diào)性較好，條件允許時，可適當(dāng)調(diào)整洞口接線段平面、縱斷面、橫斷面技術(shù)指標(biāo)；兩者運行速度差大于20 km/h時，速度協(xié)調(diào)性不良，需調(diào)整洞口接線端設(shè)計，條件困難時，應(yīng)在洞口接線段采取減速措施。

（2）隧道洞口連接線形是否滿足線形一致性要求？

線形一致性按照無隧道狀態(tài)下的預(yù)測運行速度，對隧道各洞口接線內(nèi)外的平、縱面線形進行評價，要求洞口接線內(nèi)外至少各3 s運行速度行程長度范圍的線形應(yīng)保持一致。洞口接線橫斷面過渡應(yīng)設(shè)置在洞口接線外，其過渡段長度應(yīng)不小于3 s運行速度行程。根據(jù)隧道線形一致性計算結(jié)果，對于出口處不滿足線形一致性要求的隧道，為了確保出口處行車的安全性，可以在出口處增設(shè)線形誘導(dǎo)標(biāo)志和限速標(biāo)志。

2.2 隧道路面條件審查

從隧道路面條件方面對隧道安全進行審查，主要包括隧道路面平整度、隧道路面抗滑性和隧道內(nèi)外路面構(gòu)造不一致三部分，如圖3所示。下面闡述隧道內(nèi)外路面構(gòu)造不一致時的審核。

圖3 隧道路面審查框圖Fig.3 Process block of tunnel pavement reviewing

隧道出入口處的路面設(shè)計是否滿足規(guī)范要求 當(dāng)洞內(nèi)采用水泥混凝土路面而洞外采用瀝青混凝土路面時，應(yīng)符合如下規(guī)定：①高速公路的中、長隧道和特長隧道，洞內(nèi)一般路面應(yīng)與洞外路段保持一致，其長度不小于《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》（TJT026.1）對隧道照明引入段、適應(yīng)段和過渡段的規(guī)定長度，且不小于300 m；②高速公路的中、短隧道，洞內(nèi)一段路面宜與洞外路面保持一致，其長度不小于3 s的設(shè)計速度行程距離，且長度不小于50 m。

路面附著系數(shù)的變化是否滿足著安全行車的要求造成隧道內(nèi)事故高發(fā)的直接原因之一，是隧道入口兩種路面工況（洞外為瀝青路面，洞內(nèi)為水泥混凝土路面）附著系數(shù)的差異。車輛從高速公路進入隧道的時候，由于路面附著系數(shù)瞬間發(fā)生差異，對行車的適應(yīng)性帶來影響，從而造成車輛側(cè)滑發(fā)生事故。在這種情況下，建議在隧道入口處設(shè)置標(biāo)志，提醒駕駛員注意隧道內(nèi)路面的變化，確保隧道進口處行車的安全性。

育秧節(jié)省秧田。機械插秧采用的是毯狀秧苗，播種密度大，育秧面積集中，節(jié)省育苗用秧田。育苗用秧田與大田比例達1：70-90，秧田利用率比常規(guī)育秧提高5-10倍，可大幅度節(jié)約耕地，增加農(nóng)民收入。

2.3 隧道安全對策審查

從隧道安全對策方面對隧道安全進行審查，主要包括隧道車速限制和車道控制兩部分，如圖4所示。

圖4 隧道安全對策審查框圖Fig.4 Process block of tunnel safety precautions reviewing

2.3.1 車速限制

對于隧道交通，車速過快易在相對封閉的空間誘發(fā)嚴重的交通事故，應(yīng)該通過交通標(biāo)志限速、視線誘導(dǎo)設(shè)施來提示駕駛?cè)藛T減速，或設(shè)置減速路釘、減速路拱強制駕駛?cè)藛T減速，將車速有效地控制在合理范圍之內(nèi)。

2.3.2 車道控制

根據(jù)對變換車道風(fēng)險的分析，車輛在行駛過程中變換車道的風(fēng)險遠遠高于跟馳行駛風(fēng)險，行車危險性大大提高，有效控制車輛變換車道次數(shù)是保障行車安全的一項重要措施。車道控制包括車道使用限制及車道變換限制兩方面的內(nèi)容，可以按以下建議實施：①隧道內(nèi)設(shè)置禁止變換車道線，采用白實線，在隧道洞口禁止變換車道線伸出洞口一段距離；②在設(shè)有禁止變化車道線的基礎(chǔ)上，如果條件允許，可在隧道內(nèi)行車道和超車道中間設(shè)置突起路標(biāo)或振動標(biāo)線，將車行道分界線設(shè)置為振動標(biāo)線，配合路面標(biāo)線使用，警示駕駛員不要變換車道。

2.4 隧道通風(fēng)照明條件審查

從隧道通風(fēng)照明條件方面對隧道安全進行審查，主要包括隧道通風(fēng)條件和照明條件兩部分，如圖5所示。

2.4.1 隧道通風(fēng)條件

在隧道的通風(fēng)條件審查中，隧道的通風(fēng)方式、需風(fēng)量、風(fēng)機的選型與布置等可以參考《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計規(guī)范》[9]。本文在根據(jù)規(guī)范設(shè)計要求的基礎(chǔ)上對隧道的環(huán)保、安全等方面進行考慮。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等異常情況時，應(yīng)通過監(jiān)控和通風(fēng)控制，使異常情況得到控制，并盡快恢復(fù)正常營運。為了達到以上目的，需要設(shè)置煙霧透過率傳感器、CO濃度傳感器、風(fēng)向與風(fēng)速測試儀器。除了在隧道的內(nèi)部裝有風(fēng)速風(fēng)向檢測器，在風(fēng)速較大的隧道入口處也建議安裝風(fēng)速風(fēng)向傳感器，用來檢測隧道外山谷的風(fēng)速和風(fēng)向，并在隧道入口段之前，安裝信息牌提醒駕駛員注意風(fēng)速。此外，可以通過合理種植樹木消減風(fēng)速。2.4.2 隧道照明條件

對于修建于偏遠山嶺區(qū)的隧道，從安全角度做好隧道的照明，達到安全、節(jié)能的目標(biāo)是當(dāng)務(wù)之急。國際照明委員會建議道路照明的質(zhì)量用路面亮度、路面均勻度、眩光和誘導(dǎo)性四個指標(biāo)來衡量。本文采用圖5中所示的審查內(nèi)容，主要從隧道視覺轉(zhuǎn)換、隧道行駛安全、隧道節(jié)能、兩個毗鄰隧道照明要求等角度來考慮。對于審核結(jié)果，我們可以從以下方面來改進隧道的照明效果：

圖5 隧道通風(fēng)照明條件審查框圖Fig.5 Process block of tunnel ventilation and lighting condition reviewing

（1）減光設(shè)施 如果把洞外亮度降低到一定的程度，可以使司機在進入隧道內(nèi)時感受到的亮度變化較為緩和。因此，在設(shè)計初期可以把隧道口處的減光設(shè)施考慮在內(nèi)，這對于入口段和出口段的照明設(shè)計都是有幫助的。常用的減光設(shè)施有遮陽棚、植被減光和遮光棚三種。

（2）不同光線情況下的照明設(shè)置 隧道照明燈具的亮滅分四種情況考慮，即白天、傍晚及陰雨天夜晚和緊急情況。根據(jù)工作狀態(tài)的不同，以時間控制為主，光強檢測器控制為輔。白天時段開啟專為白天設(shè)置的照明燈組，傍晚和陰雨天在光強檢測器的控制下也開啟此組照明燈具，夜晚時段則開啟專為夜晚設(shè)置的照明燈組，緊急情況下，由于狀況處理的需要，則照明燈具全部打開。

（3）毗鄰隧道的照明 對于毗鄰隧道（兩隧道間距L≤250 m），隧道照明考慮后續(xù)隧道的入口亮度折減率。此外，在夜間，毗鄰隧道間的道路應(yīng)連續(xù)設(shè)置電光照明。

2.5 交通安全設(shè)施審查

從隧道安全設(shè)施方面對隧道安全進行審查，審查內(nèi)容主要包括七部分，具體如圖6所示。

（1）防眩光要求 在隧道中行車，眩光主要來自于照明燈具本身、燈光在邊墻上的反光，或者前照燈在前面車輛上的反光，以及前面車輛的尾照燈光。在防眩上，需要結(jié)合照明布置和燈具選擇來考慮眩光的控制，同時邊墻的表面材料在選擇時要既能較好配合照明反光，又能最大限度不產(chǎn)生眩光。

（2）線形誘導(dǎo)標(biāo) 要減輕或消除隧道的邊墻效應(yīng)，視線誘導(dǎo)設(shè)施將起到?jīng)Q定性的作用。隧道的兩側(cè)邊墻上可安裝反光輪廓標(biāo)，在通視較差、具有對行車不利曲線的地方需要在邊墻上配以線形誘導(dǎo)標(biāo)。

圖6 隧道安全設(shè)施審查框圖Fig.6 Process block of tunnel safety installation condition reviewing

（3）隧道標(biāo)志的視認性 由于隧道內(nèi)光線條件特殊，標(biāo)志的視認性應(yīng)該更好，標(biāo)志顏色、形狀、圖符和安裝位置在設(shè)計上應(yīng)考慮隧道通行環(huán)境的特殊性。

（4）隧道防撞護欄 必要時可在隧道內(nèi)增設(shè)防護性護欄，用于減緩車輛的橫向撞擊，保護司乘人員免受傷害或減輕傷害程度，撞擊時在護欄的彈性作用下可使車輛恢復(fù)到正常行駛方向，還能增加駕駛員的視覺誘導(dǎo)功能。

（5）基于交通安全的隧道綠化設(shè)計 綠化設(shè)計主要包括以下六方面：①在路的外側(cè)種植樹木，預(yù)告線形，引導(dǎo)視線。②合理設(shè)計隧道景觀，消除駕駛疲勞。③正確種植樹木，明暗過渡。④適時種植樹木，消除心理障礙。⑤合理種植樹木，消減風(fēng)速。⑥種植緩沖柔質(zhì)灌木，減小車輛和人的受損程度。

（6）隧道內(nèi)氣候的變化 由于高速公路隧道一般處于山區(qū)，出現(xiàn)災(zāi)害性天氣的可能性很大。在寒冷的冬季，隧道路面內(nèi)結(jié)冰會影響到行車的安全性。這種情況下，可以在隧道前設(shè)置的可變情報板上顯示前方隧道的情況，提醒駕駛員注意天氣情況。同時，在這種不良天氣情況下限制隧道的行駛速度，確保行車的安全性。當(dāng)隧道內(nèi)結(jié)冰以后，對于特長隧道尤其要注意水的及時排出。

2.6 隧道交通管理審查

長公路隧道空間相對封閉，為了在緊急情況下能夠保證駕乘人員的安全，隧道內(nèi)人員和車輛盡快疏散，公路隧道交通事故應(yīng)急系統(tǒng)必不可少，該系統(tǒng)應(yīng)包含事故報警子系統(tǒng)、事故警報子系統(tǒng)、緊急應(yīng)對子系統(tǒng)等。隧道交通管理審查內(nèi)容如圖7所示。

（1）事故預(yù)防措施 為了確保隧道的行車安全，需要設(shè)置相應(yīng)的隧道事故預(yù)防措施。除了交通控制子系統(tǒng)以外，在隧道平常的養(yǎng)護中還可以做到對隧道附屬設(shè)施的及時修復(fù)和對隧道路面的及時養(yǎng)護，減少事故發(fā)生的可能性。

（2）事故報警系統(tǒng) 在隧道的每個安全區(qū)段，為了報警的準(zhǔn)確性，可安裝感煙探測器和感溫探測器，兩者相互結(jié)合最大限度的保證事故的及時報警。同時，隧道內(nèi)還應(yīng)設(shè)專供人工報警的緊急電話。當(dāng)隧道管理中心接到報警后，迅速對隧道內(nèi)運營狀況進行整體掌握，查出事故所在的區(qū)段，確認事故的屬性，為事故救援提供可靠依據(jù)。

（3）事故警報系統(tǒng) 當(dāng)隧道發(fā)生事故，隧道管理中心接到報警系統(tǒng)的報警后，迅速啟動事故警報系統(tǒng)，一方面對隧道加強管制，進行交通組織，包括應(yīng)急照明、車道指示燈、電子行車誘導(dǎo)標(biāo)志。另一方面加強路段管制，通知駕駛員前方事故，并且通過信號燈，可變限速板進行交通管制。

（4）事故醫(yī)療救援系統(tǒng) 目前醫(yī)療急救主要通過122急救電話來實現(xiàn)。事故發(fā)生后，醫(yī)療部門根據(jù)報警人提供的事故信息，快速反應(yīng)。急救人員必須是具有一定的醫(yī)療技術(shù)和應(yīng)急素質(zhì)，能夠獨立處理應(yīng)急事件。為了保證救援的連續(xù)性和準(zhǔn)確性，還需要建立一支后備力量，作為救援的后勤保障。

（5）事故修復(fù)系統(tǒng) 綜合國內(nèi)多宗二次交通事故調(diào)查結(jié)果，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或交通事故，由于隧道內(nèi)能見度低疏散通道有限，加之后方來車速度過快來不及反應(yīng)，容易引發(fā)隧道二次事故的發(fā)生。事故修復(fù)系統(tǒng)的作用是當(dāng)隧道路段發(fā)生事故后，路政、交警部門要能夠迅速趕到事故現(xiàn)場，對事故進行處理，防止隧道內(nèi)發(fā)生交通擁擠和二次事故的發(fā)生。

（6）交通緊急疏導(dǎo)系統(tǒng) ①雙洞單向交通的隧道外交通組織[10]：當(dāng)隧道右洞發(fā)生事故時，首先封閉隧道，使車道指示燈顯示禁止通行的狀態(tài)，左洞的車道指示燈顯示雙向行駛的狀態(tài)，電子情報板顯示前方事故，車輛在交警的指揮下進入對方車道；當(dāng)車輛駛出隧道后，再通過連接通道進入原車道。這種組織方式對于車輛的持續(xù)通行有較大好處，不至于車輛因事故大量停滯，導(dǎo)致事故時交通癱瘓，阻礙救援車輛的迅速到達現(xiàn)場。②雙洞單向交通的隧道內(nèi)交通組織：雙洞單向交通的隧道主要依靠橫洞來組織，分人行橫洞和車行橫洞。當(dāng)發(fā)生事故時，未進入安全區(qū)段的后續(xù)車輛可直接經(jīng)過車行橫洞進入相鄰隧道；已經(jīng)進入事故發(fā)生地所在的安全區(qū)段，事故發(fā)生點前的車輛可直接繼續(xù)前行，在事故點后的，可通過緊急停車帶或者回車道調(diào)頭進入上一安全區(qū)段的車行橫洞，使車輛迅速撤離。

圖7 隧道交通管理審查框圖Fig.7 Process block of tunnel traffic management reviewing

3 結(jié)束語

本文根據(jù)山區(qū)高速公路隧道設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，在現(xiàn)有研究成果調(diào)研和實地調(diào)查的基礎(chǔ)上，制定了山區(qū)高速公路隧道安全審查清單，分別從隧道線形、隧道路面條件、安全對策、隧道通風(fēng)照明條件、隧道安全設(shè)施和交通管理六個大方面對隧道的安全情況進行審查。在此基礎(chǔ)上，本文根據(jù)審查結(jié)果提出了一些可實行的建議，使得隧道能夠更加安全、節(jié)能地運營。期望能夠為隧道管理部門進行隧道安全審查提供參考。

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