高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因分析

張建衛(wèi)

（云南省公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南昆明650021）

0 引言

為更好地發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟，近一段時期我國努力將高速公路通往全國各個山區(qū)中，受復(fù)雜的地形地貌的影響，在高速公路修建的過程中就不可避免地遇到多種形式的橋梁、隧道和路基斷面。由于公路路基、橋隧的斷面類型不同，在斷面交匯處會出現(xiàn)斷面突變，對高速公路的通行帶來一定的影響，甚至造成嚴(yán)重的交通事故。①隧道入口存在明暗界限，是公路交通安全的重大隱患。如果入口路基或橋梁斷面與隧道斷面不一致，交通安全措施不合理，將極大地影響這里的交通安全；②相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中沒有統(tǒng)一規(guī)定。公路路基、橋隧過渡段設(shè)計在業(yè)界存在爭議。過渡段的長度和相應(yīng)的交通安全措施也不同。建設(shè)交通強國，就是要實現(xiàn)從“有”到“好”的發(fā)展。高質(zhì)量發(fā)展交通，就是要提供更加安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟的交通服務(wù)。因此，對高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因進行深入分析，提出相應(yīng)的處理措施是十分有必要的。

1 研究現(xiàn)狀

按照我國已經(jīng)頒布的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01—2014）》和《公路路線設(shè)計規(guī)范（JTG D20—2017）》的規(guī)定，“路基、橋梁、隧道交界處的施工凈空按過渡段處理”。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，在入口外連接段設(shè)置一個距離入口不小于3s且和入口之間的距離大于等于50m的過渡段，讓橫斷面能夠平穩(wěn)過渡。除此之外在《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范（JTG D81—2017》和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計細則（JTG/T D81—2017）》中明確規(guī)定了需要在隧道入口處設(shè)置過度護欄，并對長度、防護類型和其他保證安全的配套措施進行規(guī)定。在高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因分析方面，我國張馳、楊少偉等諸多學(xué)者也進行了大量分析，完善了速度和橫向剩余寬度變化與過渡段長度的關(guān)系，提出隧道出口過渡段長度小于隧道進口過渡段長度等理論。對過度間隔提出新建議，即保持在[1/75，1/35]，為有效檢驗隧道進出口交通安全設(shè)施的合理性提供了定量分析方法。龍湛、羅濤等人分析了各路段的結(jié)構(gòu)組成及突變原因，闡述了路段連接的優(yōu)化，從而實現(xiàn)路基、橋隧路段的平穩(wěn)過渡，減少因路段突變引起的交通事故[1]。

綜上所述，雖然國內(nèi)有關(guān)規(guī)范和學(xué)者對高速路橋梁、隧道及路基斷面進行了大量的分析論證，但論證結(jié)果存在諸多矛盾，甚至有些關(guān)鍵問題如過渡段長度等與現(xiàn)行規(guī)范存在誤差，所以對于高速路橋梁、隧道及路基斷面的成因分析這一問題需要進一步深入研究。

2 斷面的組成與成因

2.1 高速路橋梁、隧道及路基斷面的組成

為了研究路基、橋梁和隧道的連接，首先需要對各個路段的結(jié)構(gòu)和組成有明確的認(rèn)知。我們以雙向四車道為例，對路基、橋梁和隧道的斷面尺寸和構(gòu)件尺寸進行了比較，如表1所示。

表1 高速公路斷面尺寸對比

由表1可知，整體式路橋斷面寬度比連拱隧道寬1~2m，分離式路橋斷面寬度比分離式隧道寬1.45~1.6m。通過分析可知，斷面右側(cè)包括右側(cè)寬度和維修車道寬度。若設(shè)計時速為100km/h，寬度為1.75m；若設(shè)計時速為80km/h時，寬度為1.50m。在設(shè)計時路橋段右側(cè)包括硬路肩和土路肩兩部分，則時速為100km/h時路肩總寬3.75m，時速為80km/h時路肩總寬3.25m。由此可知，造成隧道、路基、橋梁斷面寬度不同的原因主要是有無硬路肩。缺少硬路肩的隧道對隧道整體結(jié)構(gòu)的安全性更有利，而且能夠減少隧道開挖體積，減少投資。但是因為隧道、路基和橋梁斷面的寬度不同而導(dǎo)致在交界處出現(xiàn)突變，對過往車輛的安全產(chǎn)生影響。

2.2 斷面的成因

在進行高速公路建設(shè)的過程中，橋梁、隧道和路基的結(jié)構(gòu)形式往往千差萬別，其設(shè)計方案和功能可能也存在巨大差別，這就導(dǎo)致其尺寸不能統(tǒng)一。如橋梁與路基結(jié)構(gòu)在一致的情況下，隧道寬度與路基寬度、橋梁寬度可能會有很大的差異。根據(jù)高速公路的不同形式和結(jié)構(gòu)，橋梁、路基和隧道的寬度將保持在合理的范圍內(nèi)。造成上述兩種情況的主要原因包括：在公路橋隧及路基設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要結(jié)合公路設(shè)計的實際情況，如分離式公路與整體式公路有較大區(qū)別[2]。另一方面，在公路設(shè)計和施工過程中，為了最大限度地提高施工安全性，有必要在一些特殊位置設(shè)置相應(yīng)的硬路肩如圖1所示。

圖1 高速公路兩側(cè)硬路肩

這也是造成公路橋隧、路基路段之間存在空隙的原因，這樣的缺口會增加公路實際施工的難度，因此相關(guān)施工單位需要根據(jù)路段形成的原因和路段之間的關(guān)系，控制路段的銜接，從而提高施工質(zhì)量。

3 高速路橋梁、隧道及路基斷面的過渡銜接

3.1 結(jié)構(gòu)過渡的銜接

（1）整體式高速公路路基與整體式隧道的連接。根據(jù)以上情況可知，整體式高速公路隧道進口處隔墻與路基的中間分隔帶為2.8m，因此在設(shè)計過渡帶時，需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計進口寬度，并明確隧道上直線的過渡位置兩側(cè)及半圓過渡位置與護欄內(nèi)側(cè)連接之后進行施工。根據(jù)高速線路的走向，其高度由高變低，將護欄延伸至隧道洞壁內(nèi)。而為保證隧道輪廓和洞口護欄對應(yīng)，可以通過以二次拋線的路徑進行過渡。除此之外，需要一直對隧道內(nèi)道路進行延伸性檢查一直到隧道入口外側(cè)，過渡至設(shè)置的土路肩邊緣，確保道路和土路肩具有一致性。

（2）高速公路隧道與整體橋段的連接。在這種情況下，護欄可以直接延伸到隧道末端的墻壁上，所以可不進行過渡。處理隧道進口右側(cè)和整體橋斷面連接時，需要按照不同地區(qū)的實際情況進行混凝土防撞島的連接，同時確保橋整體的大小和位置不變。不僅如此隧道連接處應(yīng)該根據(jù)實際情況，保證防撞島和隧道進口具有一致性。在設(shè)置橋梁的硬路肩防撞島過渡時，需要過渡到圓曲線形式的墻式護欄，且防撞島高度由高到低，直至降至和檢查道路高度相同為止。

（3）進行分離式隧道與分離式路基的連接時需要注意，按照高速公路前進的方向，將圓曲線由高向低延伸至護欄下部過渡，進行過渡時要注意護欄底部始終面向養(yǎng)護道路。若是分離式隧道的右側(cè)入口則不需要進行過度處理。

（4）進行分離式隧道和分離式橋梁的連接時需要注意，分離式隧道左側(cè)入口要根據(jù)高速公路的檢查車道情況，在隧道入口10km之內(nèi)的護欄寬度和長度進行改動。通常的做法是增加護欄的寬度并減少護欄的長度，達到隧道入口和檢查車道互通的目的。而進行分離式隧道右進口處的過渡時，可以通過使用混凝土制成的防撞島進行過渡，此時要注意橋梁結(jié)構(gòu)尺寸和護欄位置不發(fā)生改變。在護欄內(nèi)設(shè)置的混凝土防撞島，需要根據(jù)護欄的高度和便道的高度進行設(shè)置。

3.2 設(shè)置交通安全設(shè)施

除對公路橋梁、隧道、路基路段進行銜接處理外，為有效提高公路整體行車安全性，還需設(shè)置相應(yīng)的交通安全設(shè)施，做好對駕駛員的引導(dǎo)和警示工作，保證駕駛員第一時間注意到路面的斷面變化，防止因駕駛不當(dāng)或駕駛員疏忽造成交通事故。一般來說，這些警示和引導(dǎo)是通過標(biāo)志牌完成的。在設(shè)置標(biāo)志牌時，可以在硬路肩處設(shè)置黃色斑馬線，可用于引導(dǎo)駕駛員有效提醒。另一方面，它提醒駕駛員在硬道上行駛時有輕微振動。此外，配合相應(yīng)和限速和警示標(biāo)示，達到對駕駛員提醒的目的。設(shè)置限速標(biāo)識時需要注意將限速標(biāo)識設(shè)置在隧道中間，通常情況下隧道內(nèi)速度不能超過80km/h，所以地進入隧道之前和兩隧道之間設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志，能夠更好地提醒駕駛員接下來須面對的路況，保證駕駛員提高注意力，準(zhǔn)確操作，最大限度地保證行車安全[3]。

4 結(jié)語

為有效控制高速公路橋梁、隧道與路基路段的銜接，需要分析橋隧與路基路段形成的原因及相互關(guān)系，結(jié)合高速公路的整體結(jié)構(gòu)，選擇合適的銜接方案，并需要相應(yīng)的監(jiān)督管理人員嚴(yán)格監(jiān)管每個施工環(huán)節(jié)，一方面保證高速路橋質(zhì)量，另一方面，除橋梁、隧道、路基路段外，還可設(shè)置警示標(biāo)志和斑馬線提醒駕駛員，保證駕駛員的行車安全。