城市隧道設計與技術創新研究

龔貴友 于 輝 奚 南

中機中聯工程有限公司 重慶 400039

近年來，隨著我國社會經濟不斷發展，給各方面的基礎設施建設能力帶來不同程度的提高，而城市隧道作為突破地理限制的基礎，是優化交通布局的重要方式，被逐漸普及到隧道工程當中。與普通城市隧道相比，城市長大隧道具有較強的特殊性，如存在參照信息少、視覺環境不良等問題，且由于長達隧道里程范圍較長，道路線性屬于不規則形狀，一旦出現嚴重的自然氣候或者交通事故，會給駕駛員生命安全帶來嚴重影響，根本無法在短時間逃出隧道，也會給后期救援帶來不同程度的困難。在研究隧道火災的應急系統和救援決策過程中，通過將隧道火災事故案例進行結構化，來確保事故實際情況，建立火災事故案例庫表結構，利用聚類計算來分析相關數據。目前，對隧道應急設計工作注重在隧道交通事故后的應急交通控制、人車疏散、火災救援系統等，但對城市長達隧道的應急設計缺乏系統性和全面性。因此，將城市長大隧道作為研究對象，從不同方面來研究城市長大隧道設計中存在的問題，結合城市現場提出科學的隧道應急安全設計措施，對提高城市隧道應對災害能力具有至關重要的作用[1]。

1 城市長大隧道中存在的問題

1.1 線形條件不佳，交通安全隱患多

目前，由于受到地理條件限制，城市長大隧道入口通常是連續下坡，而出口是連續上坡，隧道內具有大量變坡和彎道，隧道中間位置縱深較長且空間密封性較強，導致城市長大隧道出現很多方面的問題，如駕駛人容易緊張、視野范圍受限、容易疲勞駕駛等問題。由于長大隧道具有上述這些問題，導致一旦出現交通安全事故或者自然災害，根本無法進行及時救援，給救援帶來極大難度，很容易造成群體死亡或受傷的問題[2]。

1.2 出入口光環境過強，很容易產生不良駕駛行為

在城市長大隧道內部自然光照無法通過正常途徑折射進來，只能利用人工照明的方式給駕駛車輛提供基本照明服務，但這也導致隧道內外出現明顯的照明差，從而給出口和入口產生白洞效應，駕駛人無法在短時間內適應不同的光照程度，很容易出現車距不足、超速等問題，給駕駛人員安全性帶來嚴重影響，甚至會出現撞隧道側壁、追尾等嚴重安全事故。

1.3 缺乏應急車道，車輛撤離救援比較困難

在《公路隧道設計規范》中明確指出當特長隧道、長隧道內未設置硬路肩，或設置硬路肩，寬度低于2.5m 時，建筑單位應在隧道兩側設置應急停車港灣，但如果隧道行車道路數量達到四車時，則禁止設置應急停車港灣。在單向行車隧道內設置應急港車港灣時，其間距應在750～1000m 間。在正常情況下，由于城市長大隧道造價要遠超普通隧道，工作人員加強對隧道建設成本的控制工作，減少隧道主體建造費用，對交通管理和路人需求重視不足。在《城市地下道路工程設計規范》中明確規定超過標準長度的單向兩車道城市地下Udin 道路應在行車方向右側設置連續式應急停車港灣，如果現場情況無法設置應急停車港灣時，應設置應急停車港灣，設置間距應超過500m。目前，國內城市長大隧道一般會建設行人通道和車輛通道，但并未有應急車道，且應急停車港灣數量較少，規范也并未具有強制性要求，導致一旦出現事故，其事故車輛無法在短時間內離開所在車道，停到應急車道內，從而造成大量人員受傷[3]。

1.4 災害事故頻發，路人疏散逃生困難

城市長大隧道現階段所安裝的逃生通道屬于逃生至對向隧道，能加強交通事故救援效率，但如果出現洪澇、大火等意外事故根本無法提供有效救援，很多駕駛員對逃生設施使用操作了解不足，雖然目前相關部門不斷完善隧道內的安全應急措施，如逃生通道、緊急電話、應急逃生標準等。隧道中安全設施示意圖如圖1 所示。

圖1 隧道中安全設施示意圖

2 隧道內應急安全設計優化思路

2.1 提供應急通道，確保路人正常使用

目前，在城市隧道內應急停車港灣、應急車道數量嚴重不足，甚至在很多隧道內并未設置向上逃生梯，一旦出現交通意外情況后，車輛應急路權、用路人應急路權根本無法滿足其使用要求，無法確保能滿足路人的逃生需求。同時，在交通事故時，檢修道、逃生門、逃生梯等設施能提高疏散逃生效率。對于交通事故應急停車港灣能確保車輛緊急停靠路權，避免給隧道主要道路交通情況帶來嚴重影響。車行橫洞可采用對向隧道進行逃離，應急車道也就是提前留出一個車道有利于進行緊急救援，這兩種措施都能提高車輛應急權利[4]。

2.2 信息設置滿足人為需求，降低駕駛難度

一旦出現道路信息復雜或信息缺失等問題，都會給駕駛人員感知帶來不同程度的影響，如信息判斷力、執行駕駛能力等。如果在隧道入口處信息過多，會給駕駛人員帶來信息過量的問題，不利于駕駛人準確獲取隧道重要信息，從而給駕駛員帶來一定的安全隱患，而信息是否被駕駛人準確獲取，是及時判斷行車安全的重要基礎。同時，當隧道內部出現交通事故、水災等事故時，應確保隧道內外駕駛人都能清楚知道通行道路基本信息，如在隧道入口前設置大型信息，及時播放隧道內基本情況，讓駕駛人能提前知道隧道內部情況，從而針對問題選擇最恰當的處理措施，避免出現人員死亡。另外，可在隧道內設置應急廣播、連續車道指示器、可變信息板等設施，讓駕駛人員能及時取得隧道前方道路信息，有利于工作人員進行疏散和救援。

2.3 做好應急預案和宣傳工作，滿足交通管理需求

城市長大隧道交通管理主要目的是確保目標的安全性和有序性。由于隧道長期坐落在地下，一旦出現任何交通事故都會給整個事故救援工作帶來嚴重阻礙。在正常情況下，交通管理部門可利用可變信息板、定向廣播、標識系統等設備來給駕駛員提供隧道交通信息，也需要結合現場情況制定交通事件應急預案工作，并提前開展多部門聯合演習行動，從而確保不同在任何條件下都能滿足交通管理要求[5]。

3 應急安全設計優化措施

3.1 設置應急停車港灣，提供車輛避險空間

交通事故作為城市長大隧道最常見的交通事故，一旦出現碰撞交通事故會造成嚴重的交通堵塞問題，當該車輛屬于危險化學品車輛時甚至會引起二次事故。但目前我國城市隧道中還未設置應急車道和避險空間。基于此，提出下面幾條建議：（1）在條件允許情況下，單獨設置應急車道，如果條件無法滿足時，可設置應急停車港，但值得注意的是其間距應低于500m，且呈現左右交錯布局；（2）要建設檢修通道，通道高度應高于60cm，提高路人逃生能力和防撞能力；（3）設置側向凈距，構成連續式應急停車港灣，進而拓展車輛行車寬度。

3.2 增加向上逃生梯，提高行人應急逃生能力

近年來，在城市隧道內通常都會設置通往下層的逃生梯和對向隧道的人行通道，主要是為了在發生火災情況下能及時進行人員疏散和救援工作，但這種方式對水災效果不佳。因此，提出如下建議：設置向上逃生梯，且間距應低于500m；或者將逃生梯和應急停車港灣設置在同一位置。例如在新加坡某隧道，全長約5km，雙洞雙向10車道，限速80km/ h，每100m 一處人行橫洞直通門，可以幫助逃往反方向隧道，每250～500m 一處逃生梯隧道，可通往上方陸地。因此，建議我國城市長大隧道可增加向上的逃生梯，有利于工作人員及時疏散隧道人員到路面[6]。

3.3 提供實時動態交通信息，引導合理交通行為

由于在城市長大隧道路段經常出現災害情況，所以應加強其預防能力，利用合理方式來引導駕駛人員提前預測危險，避免出現安全交通事故。主要建議如下：

（1）在隧道入口前安裝大型可變信息板和阻擋設施，引導駕駛人員選擇正確的道路，一旦隧道內出現重要的安全事故，應及時制止車輛進入到隧道內。

（2）在隧道內設置多道車道指示器，及時給駕駛員提供正確的交通管控信息。

（3）安裝應急廣播，幫助工作人員疏散隧道人員。（4）設置健全的靜態應急逃生誘導系統，讓其能在自然災害情況下具有較強的可視性。在隧道入口前設置大型可變信息板，有利于幫助駕駛人選擇合適的交通路徑，從而采用科學的駕駛行為，還能在隧道出現事故時及時發布相關信息，來達到警示作用。同時，在長隧道內安裝多道車道路指示器，能確保每一個點位最低能看到一組[7]。

4 結語

綜上所述，城市長大隧道由于存在出入口光線不良、線形條件不佳等問題，很容易導致駕駛人出現意外安全事故，再加上目前我國長大隧道內應急疏散設施、行人逃生通道、應急停車港灣等設施嚴重不足，一旦出現嚴重的交通安全事故，會造成大量人員死亡。因此，在城市長大道路交通安全應急設計過程中，應提前考慮到路人需求，設置應急路權和向上逃生梯等應急設備。