基于疏散功能的公路隧道车行横通道宽度研究

郭 鹏，张兆杰，田志宇，

(1.中铁十局集团第四工程有限公司 南京市 210000； 2.四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 成都市 610041)

0 引言

根据现行行业标准《公路隧道设计规范》JTG D70-2004，上、下行分离式独立双洞的长、特长公路隧道应设置车行横通道，且车行横通道的设置间距不得大于1000m。对于车行横通道的宽度及布设方式有具体规定的标准主要有以下几部：《公路隧道设计规范》JTG D70-2004、《公路隧道设计细则》JTG/T D70-2004、《建筑设计防火规范》GB 50016-2014、《城市地下道路工程设计规范》CJJ 221-2015。对于车行横通道的路面宽度，上述规范均明确为4m，但在车行横通道与主洞的布置方式上，除了《公路隧道设计细则》JTG/T D70-2004明文规定“车行横通道与主洞宜采用垂直连接，以利于救援车辆的双向出入”[1]和《建筑设计防火规范》GB 50016-2014明文规定“车行横通道应沿垂直隧道长度方向布置，并应通向相邻隧道”[2]，其他规范均未明确车行横通道与主洞的布置方式。实际工程设计中，大多采用车行横通道与主洞60°斜交布设，少数采用车行横通道与主洞垂直布设，但是这些车行横通道都不能满足长度13.7m及以上车辆的通行。

运营期间车行横通道主要用于事故工况下隧道内防灾救援和车辆疏散，还可用于巡查、检修及车辆转换行驶方向。但在使用过程中最大的问题是车辆进出车行横通道不方便，甚至大型车辆根本无法进入车行横通道[3]。因此有必要对公路隧道车行横通道宽度进行研究。

1 相关术语和定义

机动车最小转弯半径[4]：机动车回转时，当转向盘转到极限位置，机动车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心平面在支承平面上滚过的轨迹圆半径，表示机动车能够通过狭窄弯曲地带或绕过不可越过的障碍物的能力。

机动车道路转弯半径[4]：能够保持机动车辆正常行驶与转弯状态下的弯道内侧道路边缘处半径。

转弯通道圆(即车辆通道圆)：车辆转弯行驶时，下属两圆为车辆转弯通道圆：

(1)车辆转弯通道圆外圆(直径D1)：车辆所有点(后视镜、下视镜和天线除外)在平整地面上的投影均位于圆内的最小外圆。

(2)车辆转弯通道圆内圆(直径D2)：车辆所有点(后视镜、下视镜和天线除外)在平整地面上的投影均位于圆外的最大内圆。

转弯通道宽度(B)：车辆转弯通道圆外圆直径D1与车辆转弯通道圆内圆直径D2之差的二分之一，即B=(D1-D2)/2。

2 车行横通道宽度确定原则

国内对于车行横通道疏散功能的定位存在较大争议，部分专家认为车行横通道满足防灾救援车辆的双向出入要求即可，不必兼顾大型车辆疏散需求，部分专家认为车行横通道须满足所有车型的疏散要求。若仅考虑隧道消防车通行和长度不超过12m车辆的疏散要求，现有的两种横通道布置方式(6.25m宽横通道正交布设、4m宽横通道与停车带60°斜交布设)均可满足功能要求。若要满足所有车型的疏散要求，尚需进一步研究。

根据现行国家标准《机动车安全运行技术条件》GB 7258-2012和《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》GB 1589-2016相关规定[5]，汽车和汽车列车(不计具有作业功能的专用装置的突出部分)应能在同一个车辆通道圆内通过，车辆通道圆的外圆直径D1为25m，内圆直径D2为10.6m。车辆最外侧任何部位不应超出车辆通道圆的外圆垂直空间，车辆最内侧任何部位不应超出车辆通道圆的内圆垂直空间。汽车和汽车列车由直线行驶过渡到上述圆周运动时，车辆外摆值T不应大于0.8m(客车的车辆外摆值T不应大于0.6m)。转弯通道圆示意图如图1，外摆值示意如图2。

图1 转弯通道圆示意图

图2 外摆值示意

由于《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》GB 1589-2016的全部技术内容为强制性，根据车辆通道圆拟定的横通道宽度，必定能满足所有车型(不含军队、武警、公安特警装备的专用车辆及在限定道路上运行的双铰接客车)的疏散要求。

3 车行横通道宽度研究

参考现行行业标准《车库建筑设计规范》JGJ 100-2015，机动车环行时最外(内)点至环道外(内)边安全距离，当两侧为连续障碍物时宜≥0.5m。同时考虑车辆进出车行横通道时外摆值0.8m，则最小转弯通道宽度应不小于(25-10.6)/2+0.8+0.5=8.5m。

3.1 双洞四车道隧道车行横通道宽度

对于设计速度80km/h的双洞四车道公路隧道，车行横通道路面宽度为8.5m时，车辆通道圆与车行横通道关系如图3。由图3可知，车辆通道圆已侵入车行横通道内空约14cm，此时车辆无法驶入车行横通道。

图3 与主洞正交驶入时(主洞为双车道，车洞路面宽8.5m)

对于设计速度80km/h的双洞四车道公路隧道，当车行横通道路面宽度为8.75m时，车辆通道圆与车行横通道关系如图4、图5。

图4 与主洞正交驶入时(主洞为双车道，车洞路面宽8.75m)

图5 与主洞正交驶出时(主洞为双车道，车洞路面宽8.75m)

由图4、图5可知，对于设计速度80km/h的双洞四车道公路隧道，当车行横通道路面宽度为8.75m，布置方式为与主洞正交时，即使转弯时不利用紧急停车带宽度，所有车辆进出车行横通道时，车辆通道圆均未侵入车行横通道内空，富余量约1cm。考虑到主洞路面宽度为8.75m，车行横通道内空可采用主洞内空。

3.2 双洞六车道隧道车行横通道宽度

对于设计速度80km/h的双洞六车道公路隧道，当车行横通道路面宽度为8.5m时，车辆通道圆与车行横通道关系如图6、图7。

图6 与主洞正交驶入时(主洞为三车道，车洞路面宽8.5m)

由图6、图7可知，对于设计速度80km/h的双洞六车道公路隧道，当车行横通道路面宽度为8.5m，布置方式为与主洞正交时，即使转弯时不利用紧急停车带宽度，所有车辆进出车行横通道时，车辆通道圆均未侵入车行横通道内空，富余量约130cm。

图7 与主洞正交驶出时(主洞为三车道，车洞路面宽8.5m)

4 结论

(1)根据车辆通道圆拟定的车行横通道宽度，可以能满足所有车型(不含军队、武警、公安特警装备的专用车辆及在限定道路上运行的双铰接客车)的疏散要求。

(2)对于设计速度80km/h的双洞四车道公路隧道，当车行横通道路面宽度为8.75m、布置方式为与主洞正交时，所有车辆可以进出车行横通道。对于设计速度不小于80km/h的双洞四车道公路隧道，车行横通道内空可采用主洞内空。

(3)对于设计速度80km/h的双洞六车道公路隧道，当车行横通道路面宽度为8.5m、布置方式为与主洞正交时，所有车辆可以进出车行横通道。对于设计速度不小于80km/h的双洞六车道公路隧道，车行横通道路面宽度可采用8.5m。