安徽省高速公路隧道入口安全防护设计研究

叶 雨 霞

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

1 项目背景

2017年8月10日23时许，西汉高速陕西段秦岭隧道入口处发生一起特大交通事故。从事故现场照片及相关新闻报道来看，这起交通事故是即将进入隧道的失控大客车撞向了隧道口侧壁，造成重大人员伤亡。交通部立即下发文件到各省、市、自治区，两个文函为《交通运输部办公厅关于开展公路隧道入口段行车安全状况自查自纠工作的通知》(交办公路函[2017]1657号)和《关于进一步加强公路隧道入口段行车安全状况自查自纠工作的通知》(交公便字[2018]28号)。根据这两个文件的要求及精神，安徽省交通控股集团委托我院进行了安徽省高速公路隧道入口段安全防护提升工程的设计。

2 设计规模及范围界定

本次设计规模涵盖了全省144座隧道共278处隧道入口(另外有10处落在外省)。隧道入口段指计算防护长度范围，在此范围内进行安全护栏、过渡翼墙、缓冲设施及视线诱导设施等设计。

3 2006版本规范符合性审查及2017版新规范的要求

隧道所在的各管理公司进行了隧道入口段安全防护设施复查，他们以徒步和目测为主，按照相关标准规范对所有高速公路隧道入口段交通安全防护设施设置情况进行逐一排查，主要复查内容包括隧道入口段是否设置护栏或进行了安全防护；设置有护栏的，是否随建筑限界进行过渡衔接处理[1]。

根据各管理公司复查的结果显示，144座隧道共278处隧道入口段均不满足2006版本安全设施规范[2]和细则的要求。因此本次高速公路隧道入口段安全防护提升工程按照2017版安全设施新规范及细则要求实施。防护方案见图1。

4 设计研究内容

4.1 防护长度、渐变段长度、延伸长度计算模型

1)计算模型中设计速度V的确定：隧道入口段防护设施所依据的设计速度应采用该位置处的设计速度标准，当现场限制速度大于原设计速度标准时，采用限制速度值。

2)横向距离h：现场外侧(或内侧)护栏面与隧道内检修道立面的距离为横向距离，见图2。

3)根据设计速度及横向距离计算出渐变段长度L1：根据2017安全设施新规范中规定对照设计速度选取半刚性护栏的渐变段斜率i[3]，L1=h×i。由此得出渐变段长度，见表1。

表1 上游护栏端头外展斜率

4)防护长度b1的确定：根据2017安全设施新细则中规定由设计速度选取隧道入口前防护长度b1[3]，见表2。

5)延伸段长度L2：L2=b1-L1得出。

表2 防护长度b1取值

6)根据新细则中规定的“路侧护栏设置原则及防护等级选取条件”[3]得出高速公路隧道入口段防护长度范围内应采用SB护栏，本次选用SB级波形梁护栏。

4.2 防护设施设计

4.2.1路基接隧道

1)入口端无干扰设施。

a.入口端现场无护栏防护：

新增SB级波形梁护栏及6 m翼墙[3]，根据洞外限速计算防护长度及渐变长度，端部采用12 m外展圆头式(AT1-2型)。左右侧防护长度一致，但渐变长度有区别。

b.入口端现场有护栏防护：拆除延伸段范围内的原波形梁护栏，新增满足防护长度的SB级波形梁护栏及6 m翼墙，端部以2 m过渡板与原护栏衔接。

c.路侧有配电房和隧道联络线，有车辆出入及掉头需求：

第一，配电房距离隧道洞口不小于10 m时采用其中一根三波形梁护栏立柱预埋基础及套管的方式，基础的位置原则上应符合现场接入配电房道路的进出口位置，但基础距隧道洞口不应小于10 m。

第二，配电房距离隧道洞口小于10 m时，在渐变段范围内拟采用SB级组合式活动护栏，其长度不小于40 m，其余渐变段及延伸段采用SB级三波形梁护栏。

第三，隧道联络道落在防护长度范围内的，采用护栏立柱预埋基础及套管的方式。

d.入口端左侧护栏渐变：因左侧护栏距检修道内立面的横向位移差较小，护栏渐变长度不大于10 m时，渐变长度按10 m设置；渐变长度大于10 m时，按计算渐变长度设置。

e.两隧道间为短路基：若路基长度小于计算渐变段长度时，隧道出口端护栏板与隧道洞壁搭接，隧道入口端采用翼墙与过渡段护栏搭接。

f.防护长度范围离隧道的远端三波形梁护栏与原路段二波护栏采用过渡板搭接。

2)入口端有地面干扰设施。

a.检修道伸出洞外不大于2 m并呈L型横向连接人孔：6 m翼墙从检修道端部开始设置，并与检修道内立面齐平。

b.其他情况：

原人孔距翼墙较远，但延伸洞外的检修道侵占翼墙的位置，如果延伸出洞外的长度不大于2 m，则采用直接在检修道端部设置翼墙及过渡护栏，如果延伸出洞外的长度大于2 m，则对干扰的检修道壁进行植筋处理后再设置翼墙及过渡护栏。

对人孔进行加固后再设置过渡翼墙。

翼墙直接上跨人孔，与人孔重合部位对人孔顶进行凿毛处理并植筋，然后再浇筑翼墙混凝土。翼墙内侧高出路面的人孔部分进行切割处理，翼墙外侧的人孔侧壁后期可适当向外改移，以保证孔内人员操作空间。

3)入口端有地下干扰设施。

a.地下横穿管：隧道入口段6 m范围内有地下横穿管干扰的情况，翼墙管桩间距可适当调整，调整范围为±40 cm。

b.地下纵向管线：纵向管线与翼墙及过渡段护栏线位上存在干扰，应首先考虑调整翼墙及过渡段护栏的渐变率(缓于规范值)；若无法调整渐变率时，应改移纵向管线的位置。

c.复合路面结构层：长大隧道洞口一般存在长约5 m的复合路面(过渡段路面)，沥青面层下方为40 cm厚的C40混凝土板块，则6 m翼墙的管桩采用钻孔引导法施工，保证管桩的设计埋深。

d.复合路面结构层且有地下管线：采用在混凝土板上植筋的方案连接翼墙。

4.2.2桥梁接隧道

桥梁接隧道，因过渡段护栏需在桥上进行渐变，需通过植筋方式解决护栏与桥梁的连接问题，但植筋可能会对桥面板造成破坏，也可能会影响桥梁顶板位置的钢绞线，施工难度大且存在施工风险。根据规范要求“隧道入口未进行安全处理时宜设置可导向防撞垫”，故本次设计对桥接隧的情况采用以下方式：

1)一般情况采用在入口端洞门安装TS级可导向防撞垫的措施，并同时在计算渐变斜率线范围内连续安装滚塑水马，计算渐变斜率线范围内宽度不满足安装滚塑水马的，则安装PU警示柱，见图3。

2)当隧道入口段左、右侧存在宽度不足、有人孔或消防水池干扰等不满足可导向防撞垫的安装条件时，可采用SB级双横梁护栏，见图4。

4.2.3桥接短路基接隧道

1)当桥隧间出现短路基，且短路基长度大于计算渐变长度的一半时，护栏过渡从检修道开始渐变至桥梁混凝土护栏端部。

2)当桥隧间的短路基长度小于计算渐变长度的一半时，则在隧道入口洞门设置TS级可导向防撞垫。其中当人孔、消防水池等构造物距检修道内边缘水平距离不小于305 mm时，采用翼墙加防撞垫直接进行过渡。当人孔、消防水池等构造物距检修道内边缘水平距离小于305 mm时，采用对人孔进行改造、加固后再设置过渡翼墙加防撞垫进行过渡。

以上两种情况下均应同时在计算渐变斜率线范围内连续安装滚塑水马，计算渐变斜率线范围内宽度不满足安装滚塑水马的，则安装PU警示柱。

3)当短路基长度满足渐变段长度但不满足防护长度要求时，渐变段护栏按照路基接隧道处理，延伸段的护栏直接搭接至上游的桥梁护栏端部。

4)短路基长度过短，无法放置可导向防撞垫的情况，在短路基范围内设置过渡翼墙连接桥梁混凝土护栏与隧道检修道，渐变段范围内采用滚塑水马进行视线诱导。

4.3 视线诱导设施设计

4.3.1轮廓标[4]

隧道入口护栏段设置附着式轮廓标。轮廓标反光片的颜色：在行车道左侧为黄色，在行车道右侧为白色。轮廓标采用单面反光型。设置间距为8 m。

4.3.2PU警示柱

一般设置在标准渐变斜率范围内不能够放置水马的过渡段，引导交通流的区域。设置间距为1 m，摆放时线形应平顺。

4.3.3滚塑水马

一般设置在标准渐变斜率范围内空间较大能够放置下的过渡段。水马设施可根据实际需要单独设置或连续设置，用于车辆密集区域时要连续使用，并连接起来。

4.3.4立面标记

为提醒驾驶人员注意，在隧道入口过渡翼墙设置黄黑相间的立面万能反光贴，波形梁护栏上游端头处设置黄黑相间的Ⅴ类反光膜。

4.4 缓冲设施设计

缓冲设施主要采用可导向防撞垫，防撞垫防护等级为TS级(设计防护速度100 km/h)[4]。其尾端通过导向连接板与隧道壁平顺连接。

4.5 施工组织设计

隧道区域施工作业应制定交通组织方案，影响车辆通行时，应按相关规定向社会公告[5]。

1)施工作业控制区布置应考虑作业的内容与要求、时间和周期、交通量、经济效益等因素，控制区内交通标志的布设必须合理、前后协调，起到引导车流平稳变化的作用[6]。

2)施工作业区两侧应差异化布设安全设施，并应符合下列规定[6]：

a.在车道内施工作业时，在封闭车道一侧的警告区应布设施工标志和限速标志，在非封闭车道一侧的警告区应布设施工标志，并宜布设警示频闪灯。八车道及以上高速公路，在非封闭车道一侧的警告区起点布设施工标志。

b.路肩施工作业时，在封闭路肩一侧的警告区应布设施工标志和限速标志，在另一侧仅在警告区起点布设施工标志。

c.同一行车方向不同断面同时施工作业时，相邻两个工作区净距不宜小于5 km。

d.施工作业控制区应设置工程车辆专门的出、入口，并宜设在顺行车方向的下游过渡区内。当工程车辆需经上游过渡区或工作区进入时，应布设警告标志并配备交通引导人员。

5 现场实施效果

经过近2个月的实施整改，部分隧道已经整改完毕，预计2018年6月底全部实施完成，见图5。

6 结语

1)交通安全设施的设计应坚持“以人为本、预防为主、系统设计、重点突出”的原则。应在交通安全综合分析的基础上，优先设置主动引导设施，根据需要设置被动防护设施。

2)为了防止交通事故，一般把交通安全设施作为交通安全措施考虑，改善了交通安全设施后，可以减少交通事故。

3)作为设计人员应及时熟悉最新的安全设施规范，结合最新规范要求进行设计。

4)下一阶段根据最新规范对隧道洞口的标志、标线部分进行规范符合性审查后，再进行隧道入口指路体系的提升工作。

5)交通安全设施以其本身的各种功能在道路交通安全中发挥着独特的作用，各种设施的作用既相对独立又相互依联，共同构成道路交通安全的网络体系。安徽省高速公路主管部门一直在积极的寻找改进措施，为群众的生命安全提供保障。

参考文献:

[1] JTG/T D81—2006,公路交通安全设施设计细则[S].

[2] JTG D81—2006,公路交通安全设施设计规范[S].

[3] JTG/T D81—2017,公路交通安全设施设计细则[S].

[4] JTG D81—2017,公路交通安全设施设计规范[S].

[5] JTG H12—2015,公路隧道养护技术规范[S].

[6] JTG H30—2015,公路养护安全作业规程[S].