關(guān)于大型地下通道交通環(huán)境的分析研究

于恩亞 姜海艷

(1.湖北建科國際工程有限公司，湖北 武漢 430070； 2.湖北城市建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430205)

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市的擴(kuò)容，城市交通在迅猛發(fā)展，而路面資源有限，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的土地資源越來越寶貴，有限的地面道路資源無法滿足日益增加的城市交通量的需要，導(dǎo)致交通擁堵的狀況越來越多。如何解決交通量快速增長的要求，又不占用過多的土地資源，是廣大城市交通建設(shè)需要亟待解決的問題。近些年來，許多大城市開始大量修建地下通道工程，把人流、車流從地面和空中引入地下，疏散地上交通，緩解交通擁擠狀況。

地下通道工程由于位于地面以下，不但可以進(jìn)行交通疏解，而且不占城市地面以上用地，還兼具國防作用，因此城市地下通道的建設(shè)正在世界范圍內(nèi)興起。但由于通道位于地面以下，和地面道路及高架橋相比，又有不同的特點。

2 大型地下通道交通環(huán)境的特點

城市地下通道工程包括城市地下隧道、地下立交、地鐵、跨越水底的隧道、地下高速公路等，通過對目前已經(jīng)運(yùn)行或即將運(yùn)行的地下通道工程，比如廈門的翔安隧道、廈門的第二西通道工程、武漢的東湖隧道工程、天津地下通道等工程，在交通運(yùn)行環(huán)境方面比如光線、行車視距、建筑限界、運(yùn)行速度、交通組織及噪聲等方面進(jìn)行分析，進(jìn)而總結(jié)出目前大部分地下通道工程存在的問題。

2.1 光線問題

相對于地上交通，地下通道處于半封閉的環(huán)境，除了通道兩端的進(jìn)、出口之外，中間部分都是被襯砌結(jié)構(gòu)物包裹，通道內(nèi)由于缺乏自然光，駕駛員精神緊張的同時還會失去方向感。因此，通道內(nèi)部需要有足夠的光亮，在出入口段形成光線自然過渡。在大部分中長地下通道中，通常采用燈光照明解決光線不足的問題。

通道照明與道路照明的顯著不同是通道在晝間也需要照明，而且晝間照明比夜間照明更加復(fù)雜。主要的困難問題是在通道入口及其相鄰區(qū)段需要考慮人的視覺適應(yīng)過程。對于夜間照明，由于通道內(nèi)的光線普遍比洞口外部亮度高，而人眼由暗向明視覺的調(diào)節(jié)速度極快，除了通道出口處要做必要的光線過渡之外，通道其他部分都不存在光線弱的問題，行車光線條件相對較好。對于白天照明，由于通道內(nèi)的光線普遍比外面的光線暗，需要在通道入口處設(shè)置光線由亮到暗的過渡段。

通過對大多數(shù)通道的實際調(diào)研，在實際運(yùn)營過程中采用鈉燈照明的較多，而鈉燈能耗較大，運(yùn)營單位迫于通道照明運(yùn)營和維護(hù)的成本壓力，大多數(shù)通道在運(yùn)營時長時間關(guān)閉一些回路的燈具，造成通道內(nèi)光線偏暗，明暗交錯，亮度不均勻，容易使駕駛員產(chǎn)生視覺疲勞，給行車安全帶來了極大的安全隱患。致使運(yùn)營和設(shè)計的意圖脫節(jié)。

2.2 視距及建筑限界問題

從地上道路進(jìn)入地下通道，是由一個開放的空間進(jìn)入一個封閉的空間，由于通道建筑限界及空間的原因，地下通道內(nèi)不如地上交通視野開闊，駕駛員看到的只是前后非常狹窄的視野區(qū)域。

隨著地下空間的拓展與開發(fā)，近些年來地下互通立交也在大量建設(shè)，地下互通不但包括行車道主線，還有匝道。通常主線的平縱面線形指標(biāo)較高，除了在視野上可看到的區(qū)域較小外，在視距上基本可以滿足要求。相對于通道主線，匝道通道由于半徑較小、縱坡較大，豎曲線半徑較小等因素的存在，匝道的部分視線被通道壁遮擋，行車視距相對較差，若地下通道匝道的選型不合理，很容易導(dǎo)致視距不足，產(chǎn)生交通事故，且一旦發(fā)生事故將難以疏導(dǎo)，造成的損失也是難以估計的。因此，僅滿足設(shè)計速度下的停車視距是不夠的，必須嚴(yán)格保證匝道在實際運(yùn)營的行車速度(或預(yù)測值)下的停車視距。

2.3 交通組織及交通流特性問題

通過對多條地下通道及地下互通立交的交通組織研究分析，總結(jié)出地下通道交通流特征如下。無匝道的地下通道，比如武漢東湖隧道，交通組織及交通流特性比較簡單：

1)在正常行駛條件下，所有車輛各行其道，不得變線；除非有事故車輛占道，并有信號指令方可變線。在通道內(nèi)一般沒有其他車道可用，所以在事故發(fā)生點上游易發(fā)生擁擠現(xiàn)象或造成堵塞。

2)通道內(nèi)限速，并且禁止超車，為此通道內(nèi)一般分道標(biāo)志線為實線。

3)通道內(nèi)不得停車。如車輛發(fā)生故障，行駛的車輛不得不停車時，需要停在右側(cè)的緊急停車帶內(nèi)。

如果地下通道內(nèi)部設(shè)有匝道，那么交通流特性將十分復(fù)雜。地下通道主線上行駛環(huán)境、交通流特性與普通通道一致；在匝道匯入或者分流處，存在分流和合流點處，由于分岔通道的出現(xiàn)，交通流特性出現(xiàn)了改變。受到匝道行駛信號判斷和線形、坡度等的因素限制，與在普通地上交通相比，行駛到分岔通道時交通流具有如下特性：

1)通道里面分叉段速度會低于地上交通分叉段的速度。

2)根據(jù)時段交通量的不同，車輛之間的安全距離，會大于或小于一般道路上的安全距離。

3)車速相對較低且不允許超車，車輛在車道的分配比較均勻。

2.4 運(yùn)行速度問題

運(yùn)行速度是衡量車輛行駛的一項重要的指標(biāo)，其變化是道路通行能力評估、交通安全管理及管制、道路規(guī)劃的基礎(chǔ)，也是道路服務(wù)水平、交通擁擠的判定基礎(chǔ)。不同的行駛條件下車輛的運(yùn)行速度也是不同的。

從交通安全的角度來講，大多數(shù)城市的地下通道主要是供小汽車及中型車輛用，通過采用交通管制的方式，比如限高等措施，將大型車輛分離出來。通過對幾個城市中地下通道內(nèi)車輛的運(yùn)行速度分析，基本上分為三種模式：在晚上11點至第二天凌晨6點時段，通道內(nèi)車輛比較少，車輛處于自由流狀態(tài)，此時車輛速度可以達(dá)到通道內(nèi)限速的最大值；在早上6點至9點、下午5點至7點之間，屬于上下班高峰期，此時段車流處于擁擠狀態(tài)，再加上地下通道的相對封閉性，會對駕駛員造成一定的生理、心理上的壓力，此時車輛的運(yùn)行速度一般只有限制速度的30%～40%左右，甚至更低，此時段也是最容易導(dǎo)致交通事故；在上午9點至下午5點之間時段，由于上下班高峰期已過去，車流進(jìn)入了一個相對均勻的狀態(tài)，此時交通量車速服從正態(tài)分布，運(yùn)行速度一般在限制速度以下。

2.5 噪聲問題

地下通道里面的噪聲源來自多方面，比如通道內(nèi)氣流產(chǎn)生的噪聲、汽車行駛期間發(fā)動機(jī)噪聲、輪胎和地面的摩擦噪聲、車輛本身的振動噪聲、剎車時噪聲。由于地下通道空間封閉，這些噪聲集中在一起產(chǎn)生的聲音污染相當(dāng)嚴(yán)重，有時會超過100 dB，遠(yuǎn)超地上道路55 dB的標(biāo)準(zhǔn)，司乘人員經(jīng)過地下通道時甚至?xí)a(chǎn)生短暫的耳鳴現(xiàn)象，這讓很多人在經(jīng)過地下通道時會情緒急躁。

2.6 廢氣問題

城市地下通道中產(chǎn)生的空氣污染源也是來自多方面的，其主要是車輛產(chǎn)生的廢氣，煙霧及粉塵等。廢氣中CO,CO2,SO2及NO2的濃度較大，廢氣及粉塵污染不但對人體健康有害，對行車安全也十分不利。

由于地下通道空間狹小，除長度較短的通道采用自然通風(fēng)外，其他都需要采用機(jī)械通風(fēng)方式排除廢氣和煙霧。地下通道的通風(fēng)方式同時設(shè)置送風(fēng)管道和排風(fēng)管道，通道內(nèi)基本上不產(chǎn)生沿縱向流動的風(fēng)，只有橫方向的風(fēng)流動。這種方式，在對向交通時，車道的縱向風(fēng)速大致為零，污染濃度的分布沿全通道大體上均勻。但是在單向交通時，應(yīng)為交通方向的影響，在縱向能產(chǎn)生一定風(fēng)速，污染濃度由入口至出口有逐漸增加的趨勢。

因此地下通道要加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)，確保正常運(yùn)作。一旦通道內(nèi)部發(fā)生交通事故，必須在最短時間內(nèi)清理現(xiàn)場，防止出現(xiàn)塞車現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)塞車現(xiàn)象，車輛空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣將大幅度增加。

2.7 溫度問題

通過對多個地下通道內(nèi)部的溫度進(jìn)行調(diào)查研究，一般通道出口的溫度要比入口的溫度高十幾攝氏度，通常通道中間的溫度是最高的。比如夏天武漢長江隧道入口溫度約40 ℃，出口溫度達(dá)到了53 ℃，隧道中間則達(dá)到了65 ℃，這遠(yuǎn)超司乘人員及隧道內(nèi)管理養(yǎng)護(hù)人員可以承受的程度。通道內(nèi)部的空氣溫度一旦超過50 ℃，車輛上的空調(diào)將無法工作，同時內(nèi)部過高的溫度會使周圍的襯砌產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，影響襯砌結(jié)構(gòu)的安全性，因此，將通道內(nèi)部的溫度控制在合理的范圍內(nèi)，不但有利于安全駕駛，而且有利于通道襯砌結(jié)構(gòu)的安全。

3 結(jié)語

隨著地下空間的開發(fā)，地下通道工程越來越多，通過對目前已經(jīng)運(yùn)行或即將運(yùn)行的地下通道工程的交通環(huán)境從光線、行車視距、建筑限界、運(yùn)行速度、交通組織及噪聲等方面進(jìn)行分析，總結(jié)出目前大部分地下通道工程存在的問題。希望在這些方面從設(shè)計到運(yùn)營階段得到足夠的重視和改善，以使地下通道的交通環(huán)境更加安全、舒適、快捷。