趙剛

（貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

分析高速公路隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)

趙剛

（貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

基于目前高速公路隧道工程在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行施工建設(shè)過程出現(xiàn)的問題影響，以清鎮(zhèn)至織金公路項目為例，分析了其隧道結(jié)構(gòu)所處的運行環(huán)境特性，并提出了構(gòu)建高速公路隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)方法。其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

高速公路；隧道運行環(huán)境；安全評價指標(biāo)；聚類分析法

0 引言

高速公路作為促進(jìn)地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展進(jìn)程的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其施工難度隨著工程建設(shè)規(guī)模與范圍不斷擴大，這就使得部分結(jié)構(gòu)的作用穩(wěn)定性受到了影響。針對這一問題，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)加大運行環(huán)境安全評價指標(biāo)的研究力度，即以高速公路隧道工程為例，通過探討構(gòu)建其運行環(huán)境的安全評價指標(biāo)方法，來提高工程建設(shè)使用的安全穩(wěn)定性。這是緩解城市進(jìn)行現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)背景下，交通運輸行業(yè)運行壓力的重要課題，相關(guān)人員應(yīng)將其作為重點研究對象，從而促進(jìn)地區(qū)進(jìn)行經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程。

1 工程概況

廈門至成都高速公路中貴州境內(nèi)清鎮(zhèn)至織金公路項目，其控制點涉及龍?zhí)渡剿淼?、老黑山隧道。以路線中某公路橋梁工程為例，其全長26 515.35 m/110座，占主線全長的20.05%；隧道全長9 169 m/7座，占主線全長的13.9%。路基挖方2 837.7萬 m3，防、排水砌體工程127.63萬 m3，涵洞及通道160道。由于工程處在不良地質(zhì)范圍，這就給隧道工程作用穩(wěn)定性帶來了一定影響。為實現(xiàn)改善項目所處公路交通條件，從而帶動沿線旅游業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，施工建設(shè)人員應(yīng)加大隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)的研究力度，從而提高高速公路隧道工程建設(shè)使用的作用效果。

2 高速公路隧道運行環(huán)境分析

研究表明，高速公路的隧道施工建設(shè)大多處在山區(qū)與河流影響范圍較大的特殊地理環(huán)境下。如本工程建設(shè)路線位于云貴高原黔北山地北緣與四川盆地的中部低山丘陵南緣的銜接地段，其地形呈切割強烈狀態(tài)，即俗稱雞爪地形，且涉及麥翁河、三岔河、織金拉路河、龍?zhí)渡剿淼酪约袄虾谏剿淼?。這種情況下，隧道施工建設(shè)就將面臨線形復(fù)雜多變、視距不良以及洞內(nèi)能見度低等問題。而車輛駕駛?cè)藛T在隧道路段行駛時，就會存在一定的生理與心理壓力。為此，施工建設(shè)人員應(yīng)在明確隧道運行環(huán)境特性的條件下，建立起科學(xué)合理的隧道運行安全評價指標(biāo)，從而提高工程建設(shè)使用的安全穩(wěn)定性[1]。

例如，在描述隧道運行環(huán)境時，相關(guān)人員應(yīng)對隧道路段的作用范圍進(jìn)行定義，即按照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，將隧道洞口外相連的路段行程設(shè)置為3 s以上，過渡段長度控制50 m以上，以提高橫斷面過度的舒適性。隧道路段過渡段的設(shè)計示意見圖1。

圖1 隧道路段過渡段設(shè)計示意圖

對于隧道路段的施工建設(shè)來說，其因不受氣候條件的影響且駕駛?cè)藛T的精力高度集中原因，使得隧道交通安全事故要比普通路段低。然而，隧道進(jìn)出口具有處在不同行車環(huán)境的安全特性，即其在線性設(shè)計、照明以及抗滑性能設(shè)計方面存在一定的過渡差異，這就給實際運行帶來一定的風(fēng)險。而且，在隧道群的間隙路段，車輛駕駛?cè)藛T須經(jīng)歷多次的抗滑性能過渡、線形過渡與照明過渡等環(huán)境更替，因此，研究人員應(yīng)將其作為構(gòu)建安全評價指標(biāo)體系的重要內(nèi)容[2]。

據(jù)統(tǒng)計，隧道運行的安全評價指標(biāo)主要涉及：道路條件、環(huán)境條件、交通設(shè)施條件以及動態(tài)安全等因素。以道路條件為例，道路環(huán)境包括：路面狀況、交通工程設(shè)施、洞內(nèi)環(huán)境以及安全設(shè)施等。這些因素，均與交通事故的發(fā)生率存在密切的聯(lián)系。因此，隧道運行環(huán)境的安全評價指標(biāo)應(yīng)對其進(jìn)行描述，從而從道路環(huán)境特征的角度出發(fā)，來提高隧道運行使用的安全性。

3 構(gòu)建高速公路隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)方法

3.1 構(gòu)建指標(biāo)方法

針對高速公路隧道工程所處的復(fù)雜運行環(huán)境，相關(guān)人員應(yīng)在明確道路設(shè)施與自然環(huán)境因素影響情況的前提下，確定隧道實際運行過程中，將面臨的各個風(fēng)險組合形式與主要控制因素。與此同時，還要對其進(jìn)行聚類分析，以辨識出影響隧道運行安全性的顯著因素，從而科學(xué)合理的選取運行安全風(fēng)險的評價指標(biāo)。具體來說，由于高速公路隧道運行風(fēng)險因素與組合形式眾多，因此，為保證運行環(huán)境安全評價指標(biāo)描述的更加合理，可采用多級綜合評價指標(biāo)構(gòu)建方法。值得注意的是，當(dāng)因素集較多時，每個因素的重要程度系數(shù)就相對要小，這就使得評價指標(biāo)系統(tǒng)中安全風(fēng)險因素難以區(qū)分開來，從而難以得出具有一定意義的評價結(jié)果。為此，構(gòu)建評價指標(biāo)人員可將因素集中元素按照其特殊的屬性進(jìn)行劃分，并對每一類元素進(jìn)行綜合評價，進(jìn)而提高運行環(huán)境安全評價指標(biāo)描述的準(zhǔn)確性[3]。

對于聚類分析法的應(yīng)用，相關(guān)建設(shè)人員可將其分為三個層次，即目標(biāo)層、對象層與指標(biāo)層。目標(biāo)層為高速公路隧道運行環(huán)境安全性評價；對象層，為道路線形安全性、洞內(nèi)環(huán)境風(fēng)險性、路面狀況安全性以及交通設(shè)施安全性等因素組成。而指標(biāo)層的元素內(nèi)容，則為衡量對象層安全性的依據(jù)，即視距、斷面車速差、信息連續(xù)性、能見度以及風(fēng)俗等。這種情況下，隧道運行環(huán)境的安全評價指標(biāo)就能體現(xiàn)出所有因素可能帶來的風(fēng)險，進(jìn)而從施工建設(shè)角度對其進(jìn)行控制[4]。

3.2 評價指標(biāo)說明

以線形安全性為例，調(diào)整視距作為提高駕駛?cè)藛T適應(yīng)隧道環(huán)境關(guān)鍵，研究人員應(yīng)根據(jù)車輛行駛速度來調(diào)整停車視距。具體來說，就是通過對平曲線段視距的終點驗算，來降低隧道環(huán)境特性帶來的影響。斷面車速差是滿足隧道使用人員交通心理需求的關(guān)鍵，為此，構(gòu)建人員應(yīng)采用特征速度值方法，來評價道路的線形情況，從而保證路線縱坡、豎曲線半徑以及超高與設(shè)計速度進(jìn)行合理搭配。這樣一來，就能最大限度的保證線形的連續(xù)性、均衡性以及一致性。具體來說，就是將路段穩(wěn)定車速與隧道路段的特征點進(jìn)行計算，以得出斷面車速差。而線形連續(xù)性的評價，不僅要求構(gòu)建人員充分考慮各個路段的線形情況，還要設(shè)置好隧道相鄰路段線形的連續(xù)性與過渡段。由此可見，其是一種具有綜合性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其能直接反映出線形的設(shè)計質(zhì)量。即從隧道路段出入口的線形差異出發(fā)，通過考察過渡段的實際情況，來構(gòu)建隧道出入口路段的過渡技術(shù)指標(biāo)[5]。

值得注意的是，在確定評價指標(biāo)的過程中，要將代表性、重要性以及完整性作為檢驗依據(jù)，從而提高隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)的科學(xué)合理性?；诖硇缘臋z驗就是看指標(biāo)間是否存在重復(fù)現(xiàn)象，以對問題指標(biāo)進(jìn)行重新擬定。重要性指的是，核定評價指標(biāo)因素是否對隧道運行環(huán)境造成一定程度的影響，從提高安全評價指標(biāo)系統(tǒng)的效用。完整性，即采用德爾菲法檢驗評價指標(biāo)體系，通過全面描述出隧道運行環(huán)境特性，以提高影響因子確定的質(zhì)量效果。

4 結(jié)語

總體而言，要想提高高速公路隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)的科學(xué)合理性，需采用聚類分析法，來區(qū)分工程實際應(yīng)用環(huán)境中的安全風(fēng)險因素。同時，還要對確定的安全評價指標(biāo)采用德爾菲法進(jìn)行檢驗，以提高影響因素作用于體系的質(zhì)量效果。這是降低公路隧道工程建設(shè)使用過程出現(xiàn)安全風(fēng)險的有效控制策略，研究人員應(yīng)將其重視起來，以作用于實踐。

[1]陳紅,周繼彪,王建軍,等.公路隧道運行環(huán)境安全評價指標(biāo)與方法[J].長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2013(4):54-61,74.

[2]崔德賽.承德地區(qū)高速公路隧道運行安全評價指標(biāo)體系[J].交通世界(運輸.車輛),2015(7).:34-35.

[3]楊智.對高速公路隧道運行環(huán)境安全評價問題的思考[J].企業(yè)家天地(理論版),2011(4):87-88.

[4]王維娜,馮剛.公路隧道運營環(huán)境安全評價指標(biāo)體系及評價軟件設(shè)計[J].青海交通科技,2014(3):4-9.

[5]郭忠印,蘇東蘭,盧輝,等.基于運行速度的高速公路隧道出入口安全設(shè)計[J].公路工程,2013(5):146-150.

U491.4

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1009-7716（2017）08-0202-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.062

2017-03-03

趙剛（1986-），男，江蘇南京人，工程師，從事施工管理工作。