公路隧道限界探讨

摘要: 现行《公路工程技术标准》与《公路隧道设计规范》对隧道建筑限界的规定有一定模糊性(余宽的设置位置、检修道高度及相互对应关系),导致设计中,路基(或桥梁)断面与隧道断面存在突变,主要体现在路基(或桥梁)两侧护栏(或护墙)与隧道检修道突起内侧边缘未对齐,从而给行车带来极大的安全隐患,其中特别是左侧(超车道)问题更为突出。为降低安全隐患,以设计速度120公里/小时,双向六车道高速公路为例,对隧道建筑限界进行探讨,认为隧道建筑限界应在《规范》规定的最小宽度值基础上采用适当加宽的断面形式,使隧道左侧检修道边缘与洞外护栏对齐,以有效提高运营安全性。

一、《公路隧道设计规范》对检修道或人行道的规定如下

二、《公路工程技术标准》与《公路隧道设计规范》中对隧道建筑限界的相关规定

1.《公路工程技术标准》中对隧道建筑限界的规定及说明主要如下:

《公路工程技术标准》JTGB01-2003 图2.0.7 公路隧道限界【4)隧道】L——侧向宽度

高速公路一级公路的侧向宽度为硬路肩宽度(L1 或L2);

隧道内侧向宽度L 左或L 右应符合本标准7.0.3 隧道最小侧向宽度的规定

C——当设计速度大于100km/h 时为0.5m 等于或小于100km/h 时为0.25m D——隧道内检修道或人行道高度

《公路工程技术标准》JTGB01-2003 表7.0.3 隧道最小侧向宽度

《公路工程技术标准》条文说明7.0.3:当隧道内设置检修道或人行道时余宽包括在检修道或人行道的宽度当中。

2.《公路隧道设计规范》中对隧道建筑限界的规定及说明主要如下:

《公路隧道设计规范》JTGD70-2004 图4.4.1 公路隧道限界

《公路隧道设计规范》中图 4.4.1 对公路隧道限界的图示规定与《标准》一致,但附图说明第2款“当设置检修道或人行道时,不设余宽;当不设置检修道或人行道时,应设不小于25cm的余宽”与《公路工程技术标准》中对余宽的要求有明显冲突。对于上述异议,《公路隧道设计规范》中没有进行明确的解释。

3.基于《公路工程技术标准》与《公路隧道设计规范》中对余宽“C”值的规定存在一定歧义,2004年《公路隧道设计规范》颁布实施后,国内绝大部分设计单位多按《公路工程技术标准》对侧向宽度和余宽的规定拟定隧道建筑限界。按《公路工程技术标准》与《公路隧道设计规范》拟定的隧道建筑限界及净空断面一般如下图示:

按《标准》及《规范》拟定隧道建筑限界及净空断面示意图

4.对于120Km/h、双向6车道高速公路分离式路基,其横断面一般组成如下:

对于双向6车道高速公路分离式隧道,按《标准》拟定的建筑限界一般如下(120Km/h):

从上图中可看出路基(或桥梁)断面与隧道断面存在突变,其主要体现在路基(或桥梁)两侧护栏(或护墙)与隧道检修道突起内侧边缘未对齐,从而给行车带来极大的安全隐患,其中特别是左侧(超车道)问题更为突出。为降低安全隐患,隧道进洞端路基(或桥梁)两侧护栏(护墙)形式可采用渐变形式(即逐渐过渡为与隧道检修道内侧对其)或设置安全岛(划线)方式,目前国内高速公路还未采用上述方式。对于隧道右侧而言(慢车道),采取上述方式基本可消除安全隐患,但对于左侧(超车道)而言,采取该方式还不能解决根本问题。

隧道左侧余宽设置在检修道上部时

隧道左侧余宽设置在检修道下部时

三、问题

1.《公路工程技术标准》与《公路隧道设计规范》中对余宽的规定存在明显差异,

按《规范》拟定的隧道净空断面往往不满足《标准》的要求,而按《标准》拟定的净空断面对《规范》来说往往略显“浪费”。

2、不管是按《标准》还是《规范》拟定的建筑限界,其左侧检修道的设置位置均与洞外接线护栏(或护墙)不匹配,运营时(特别是超车道)存在较大安全隐患。

3、在满足现行《标准》及《规范》的要求下,隧道左侧检修道高度“D”的取值、余宽“C”值的设置位置等问题与安全运营之间存在何种关系,目前迫切需要论证与解决。

四、解决方案

由于检修道高度“D”值的选取涉及因素较多,一般可按《规范》建议进行取值(目前多采用40～60cm)。上述几个突出的问题均集中在余宽“C”的设置位置这一问题上。

对于高速公路分离式路基(或桥梁)而言,左侧路缘带的设置提供了安全行车所必需的侧向宽度并能引导驾驶员的视线,而左侧余宽的设置满足了超车的安全。分离式路基(或桥梁)左侧侧向宽度L1=左侧硬路肩宽度=余宽“C”+路缘带“S”。(《标准》图2.0.7-2)对于高速公路整体式路基(或桥梁)而言,其内侧余宽“C”值包含在中央分隔带宽度“M2”中,此时,《标准》中明确规定中央分隔带(或护栏座)高度取值为25cm(《标准》图2.0.7-1)。

对于《规范》分离式隧道建筑限界,其左侧余宽“C”与侧向宽度“L左”的规定系参考《标准》中整体式路基(或桥梁)而定,但似乎既定的前提是隧道左侧检修道高度“D”=25cm(推测)。当检修道高度“D”>25cm时,是否仍按上述确定隧道建筑限界,有必要进一步研究。

对余宽“C”值的取值及位置设置,日本公路设计规范中明确规定“当检修道高度D>25cm时,余宽“C”应设置在检修道下侧,当检修道高度D≤25cm时,余宽“C”应设置在检修道上部(即余宽包含在检修道中)。

五、建议

根据以上分析,考虑高速公路项目的重要性、较高的建设技术标准及运营特点,认为隧道建筑限界可借助《公路隧道设计细则》即将颁布实施的良好契机、摈弃现行《标准》及《规范》中的歧义、借鉴发达国家高速公路成熟经验进行创新性设计,对高速公路隧道建筑限界,在检修道高度D>25cm的前提下,将余宽“C”设置在检修道下侧,在《规范》规定的左侧最小宽度值基础上采用适当加宽(当设计速度120公里/小时,为50cm)如下图,使隧道左侧检修道边缘与洞外护栏对齐,以有效提高运营安全性。

120Km/h、双向6车道隧道单洞建筑限界

六、结语

当余宽调整后,检修道宽度能

否减小(以减小净空断面),须进一步研究。以上分析以设计时速120Km/h标准进行,对于100Km/h高速公路,若按《标准》规定的最小侧向宽度及余宽拟定,则隧道行车道距左侧检修道最小距离为“C”+“L左”=0.25m+0.5m=0.75m,其与分离式路基左侧硬路肩宽度L=1.0m(含路缘带0.75m)仍不一致,如何调整还需进一步研究。