分析高速公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)

趙剛

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

分析高速公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)

趙剛

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 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(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題影響，以清鎮(zhèn)至織金公路項(xiàng)目為例，分析了其隧道結(jié)構(gòu)所處的運(yùn)行環(huán)境特性，并提出了構(gòu)建高速公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)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(yùn)行環(huán)境；安全評(píng)價(jià)指標(biāo)；聚類(lèi)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(jì)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(kuò)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(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)加大運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究力度，即以高速公路隧道工程為例，通過(guò)探討構(gòu)建其運(yùn)行環(huán)境的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)方法，來(lái)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(jì)建設(shè)背景下，交通運(yùn)輸行業(yè)運(yùn)行壓力的重要課題，相關(guān)人員應(yīng)將其作為重點(diǎn)研究對(duì)象，從而促進(jìn)地區(qū)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程。

1 工程概況

廈門(mén)至成都高速公路中貴州境內(nèi)清鎮(zhèn)至織金公路項(xiàng)目，其控制點(diǎn)涉及龍?zhí)渡剿淼馈⒗虾谏剿淼馈Ｒ月肪€(xiàn)中某公路橋梁工程為例，其全長(zhǎng)26 515.35 m/110座，占主線(xiàn)全長(zhǎng)的20.05%；隧道全長(zhǎng)9 169 m/7座，占主線(xiàn)全長(zhǎng)的13.9%。路基挖方2 837.7萬(wàn) m3，防、排水砌體工程127.63萬(wàn) 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(lái)了一定影響。為實(shí)現(xiàn)改善項(xiàng)目所處公路交通條件，從而帶動(dòng)沿線(xiàn)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(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)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(yùn)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(xiàn)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(qiáng)烈狀態(tài)，即俗稱(chēng)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馈＿@種情況下，隧道施工建設(shè)就將面臨線(xiàn)形復(fù)雜多變、視距不良以及洞內(nèi)能見(jiàn)度低等問(wèn)題。而車(chē)輛駕駛?cè)藛T在隧道路段行駛時(shí)，就會(huì)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(yùn)行環(huán)境特性的條件下，建立起科學(xué)合理的隧道運(yùn)行安全評(píng)價(jià)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(yùn)行環(huán)境時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)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(guò)渡段長(zhǎng)度控制50 m以上，以提高橫斷面過(guò)度的舒適性。隧道路段過(guò)渡段的設(shè)計(jì)示意見(jiàn)圖1。

圖1 隧道路段過(guò)渡段設(shè)計(jì)示意圖

對(duì)于隧道路段的施工建設(shè)來(lái)說(shuō)，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(chē)環(huán)境的安全特性，即其在線(xiàn)性設(shè)計(jì)、照明以及抗滑性能設(shè)計(jì)方面存在一定的過(guò)渡差異，這就給實(shí)際運(yùn)行帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。而且，在隧道群的間隙路段，車(chē)輛駕駛?cè)藛T須經(jīng)歷多次的抗滑性能過(guò)渡、線(xiàn)形過(guò)渡與照明過(guò)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系的重要內(nèi)容[2]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，隧道運(yùn)行的安全評(píng)價(jià)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(dòng)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(yùn)行環(huán)境的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行描述，從而從道路環(huán)境特征的角度出發(fā)，來(lái)提高隧道運(yùn)行使用的安全性。

3 構(gòu)建高速公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)方法

3.1 構(gòu)建指標(biāo)方法

針對(duì)高速公路隧道工程所處的復(fù)雜運(yùn)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(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，將面臨的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)組合形式與主要控制因素。與此同時(shí)，還要對(duì)其進(jìn)行聚類(lèi)分析，以辨識(shí)出影響隧道運(yùn)行安全性的顯著因素，從而科學(xué)合理的選取運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，由于高速公路隧道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)因素與組合形式眾多，因此，為保證運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)描述的更加合理，可采用多級(jí)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建方法。值得注意的是，當(dāng)因素集較多時(shí)，每個(gè)因素的重要程度系數(shù)就相對(duì)要小，這就使得評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)中安全風(fēng)險(xiǎn)因素難以區(qū)分開(kāi)來(lái)，從而難以得出具有一定意義的評(píng)價(jià)結(jié)果。為此，構(gòu)建評(píng)價(jià)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(duì)每一類(lèi)元素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)而提高運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)描述的準(zhǔn)確性[3]。

對(duì)于聚類(lèi)分析法的應(yīng)用，相關(guān)建設(shè)人員可將其分為三個(gè)層次，即目標(biāo)層、對(duì)象層與指標(biāo)層。目標(biāo)層為高速公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全性評(píng)價(jià)；對(duì)象層，為道路線(xiàn)形安全性、洞內(nèi)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)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(duì)象層安全性的依據(jù)，即視距、斷面車(chē)速差、信息連續(xù)性、能見(jiàn)度以及風(fēng)俗等。這種情況下，隧道運(yùn)行環(huán)境的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)就能體現(xiàn)出所有因素可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而從施工建設(shè)角度對(duì)其進(jìn)行控制[4]。

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)說(shuō)明

以線(xiàn)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(chē)輛行駛速度來(lái)調(diào)整停車(chē)視距。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)對(duì)平曲線(xiàn)段視距的終點(diǎn)驗(yàn)算，來(lái)降低隧道環(huán)境特性帶來(lái)的影響。斷面車(chē)速差是滿(mǎn)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(lái)評(píng)價(jià)道路的線(xiàn)形情況，從而保證路線(xiàn)縱坡、豎曲線(xiàn)半徑以及超高與設(shè)計(jì)速度進(jìn)行合理搭配。這樣一來(lái)，就能最大限度的保證線(xiàn)形的連續(xù)性、均衡性以及一致性。具體來(lái)說(shuō)，就是將路段穩(wěn)定車(chē)速與隧道路段的特征點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，以得出斷面車(chē)速差。而線(xiàn)形連續(xù)性的評(píng)價(jià)，不僅要求構(gòu)建人員充分考慮各個(gè)路段的線(xiàn)形情況，還要設(shè)置好隧道相鄰路段線(xiàn)形的連續(xù)性與過(guò)渡段。由此可見(jiàn)，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(xiàn)形的設(shè)計(jì)質(zhì)量。即從隧道路段出入口的線(xiàn)形差異出發(fā)，通過(guò)考察過(guò)渡段的實(shí)際情況，來(lái)構(gòu)建隧道出入口路段的過(guò)渡技術(shù)指標(biāo)[5]。

值得注意的是，在確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的過(guò)程中，要將代表性、重要性以及完整性作為檢驗(yàn)依據(jù)，從而提高隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)合理性。基于代表性的檢驗(yàn)就是看指標(biāo)間是否存在重復(fù)現(xiàn)象，以對(duì)問(wèn)題指標(biāo)進(jìn)行重新擬定。重要性指的是，核定評(píng)價(jià)指標(biāo)因素是否對(duì)隧道運(yùn)行環(huán)境造成一定程度的影響，從提高安全評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)的效用。完整性，即采用德?tīng)柗品z驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過(guò)全面描述出隧道運(yùn)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(yǔ)

總體而言，要想提高高速公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的科學(xué)合理性，需采用聚類(lèi)分析法，來(lái)區(qū)分工程實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素。同時(shí)，還要對(duì)確定的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)采用德?tīng)柗品ㄟM(jìn)行檢驗(yàn)，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(guò)程出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的有效控制策略，研究人員應(yīng)將其重視起來(lái)，以作用于實(shí)踐。

[1]陳紅,周繼彪,王建軍,等.公路隧道運(yùn)行環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013(4):54-61,74.

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[4]王維娜,馮剛.公路隧道運(yùn)營(yíng)環(huán)境安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)軟件設(shè)計(jì)[J].青海交通科技,2014(3):4-9.

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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。