1、公路隧道洞口冰雪防治與安全保障的協調性設計叢曉麗1,呂志越21.2.黑龍江省交通科學研究所摘要公路隧道洞口不僅是交通事故易發地段，而且在北方寒冷地區的冬季也容 易受到冰雪災害的影響。為了避免或減輕雪害對隧道洞口路段的通行影響，同時 保障冰雪條件下的隧道洞口行車安全，從協調性設計理念出發，對隧道路段線形 設計、洞口形狀設計、隧道洞口的安全保障與冰雪防治措施等方面進行探討，有 針對性的提出設計要點。隧道洞口冰雪防治安全保障協調性Coordination design of highway tunnel entrance for ice-snow prevention and securityCon

2、g XiaoliHeilongjiang Institute of Transportation ScienceAbstracts: Highway tunnel entrance is not only the traffic accident prone section, but also easily affected by the snow and ice disasters in the northern cold areas in winter. To avoid or reduce the snow damage on impact of tunnel entrance sect

3、ion, as well as to ensure the safety of tunnel entrance under snow and ice conditions, in the view of the concept of coordination design, this paper puts forward the specific outline of road design, including tunnel road alignment design, the entrance shape design, the tunnel entrance security of ic

4、e prevention and control measures and so on.Keywords: Tunnel entrance; ice and snow prevention; safety countermeasure; coordination引言近年來，隨著我國公路網尤其是高速公路網的持續快速發展，有越來越多的 公路隧道開通運營。在北方地區冬季，公路隧道洞口常常受大雪和路面結冰影響， 其一是容易造成冰雪災害，其二是嚴重影響交通安全。針對公路雪害問題，在我 國交通運輸部已頒布實施的公路路線設計規范、公路交通安全設施設計規范 和公路隧道設計規范等中已有相應的考慮。針對隧道的運營

5、安全問題，我國 交通運輸部、公安部等部門己頒布實施了公路隧道交通工程設計規范、火災 自動報警系統設計規范和公路隧道火災報警系統技術條件等，從原則上確 定了公路隧道相關的安全準則。但在研究和實踐中，尚缺少對公路冰雪防治和安 全保障問題的統籌考慮，不利于公路設計要素間的有機融合、搭配和統一。1隧道洞口冰雪與安全特征1.1冰雪特征在我國北方地區，從10月份到來年4月份，道路受積雪、結冰影響嚴重。 在隧道洞口，由于風流的湍積，積雪量更大，同時洞口光照不足，就更容易產生 結冰現象，對安全駕駛產生危害。降雪、吹雪等會導致道路交通環境能見度的急劇下降，會使駕駛員對交通環 境視認性嚴重降低，當能見度距離在30

6、m以下時，車輛速度應控制在20km/h以 下；此外，雪后能見度的降低，光線的明暗變化也會 對駕駛員的情緒，判斷能 力等造成一定的影響。1.2交通安全特征隧道建筑地形多為山地，隧道入口路段坡道、彎道較多，通常為交通事故多 發地段。在我國北方地區的冬季，一些公路隧道洞口由于風流的湍積作用，常常堆有 一層厚厚的冰雪，當車輛行駛在其上時，就會產生類似橋頭跳車的現象，又由于 冰雪的存在嚴重的降低了路面的附著系數，容易發生側滑等安全事故。而許多重 載的貨車往往為了保證長時間剎車時的安全性，多采用淋水裝置，由于洞內外的 溫差，隧道洞口也容易發生結冰現象，車輛由公路路段駛入隧道，容易發生打滑 造成剎車系統失靈

7、，產生安全隱患。當隧道出入洞口存有積雪時，夜晚由于積雪 的反射作用，會導致駕駛員在隧道洞口產生視覺不適應性，因此隧道洞口處比隧 道內更容易發生交通事故。特別在西部多山地區，地形復雜，公路隧道的設計有時候不能達到安全標準， 此時駕駛員不能很快對隧道有個清醒的認識，反應遲鈍，容易引發隧道交通事故。例如，2008年2月17日，因公路隧道口內的路面表層結冰，16輛大、中、小型 車輛在行駛到連霍高速青土峴隧道內時發生車輛連撞事故，導致該路段半幅交通 癱瘓”4小時，可見隧道路段不僅是交通事故的易發路段，而且隧道內交通事故往 往后果嚴重。2設計理念與原則隧道洞口處的道路與交通設計，應從用路者的角度同時考慮雪

8、害防治和安全 保障的需要，應從隧道線形設計、除雪防雪及加強隧道洞口的安全保障措施等多 角度進行優化改進，從而降低隧道洞口段冬季養護成本，同時提高隧道洞口行車 安全。從冰雪防治與洞口安全保障的協調性設計角度出發，應考慮以下原則：（1）先考慮解決冰雪問題，再考慮解決安全保障問題。（2）盡量做到每一個設計要素同時兼顧兩方面的需求。（3）冰雪防治，以防為主，防治結合。（4）安全保障以警示駕駛員安全行車、規范駕駛行為為主。（5）洞口線形設計、安全設施要與洞口周邊景觀相協調。3優化設計要點3.1路段線形及走向路線通過山地、丘陵時，應盡量利用四面通風的開闊地、臺地、隴崗等有利 地形。對于可能嚴重積雪的地段，

9、應注意避讓，當必須通過時，則應在設計中采取 相應的雪害防治措施，如有可能時，應盡量使路線走向與風雪流的主導方向平行 或交角小于30度1（1）平曲線半徑當隧道進口位于平曲線路段，一般情況下不會對行車速度產生影響，但在冰 雪條件下，曲線路段較直線路段的隧道洞口更容易產生積雪，風雪流在經過道路 時，經一側隧道洞壁的阻擋，沉積下來，形成突起的風雪堆，容易對車輛的行駛 造成安全隱患。因此，無論從雪害防治還是安全保障的角度，隧道口平曲線半徑 不宜過大。（2）隧道洞口縱坡坡度隨著洞口縱坡坡度由正變負，車輛的平均速度是呈現逐漸增大的趨勢。縱坡 坡度越大越容易形成積雪結冰現象，車輛速度就會明顯增大，容易產生打滑

10、操作 失靈的現象，對駕駛員行車安全造成危害。公路隧道設計規范規定：公路隧道的 縱坡不小于0.3%，且不大于3%。所以，路線縱坡要盡量設緩，最大縱坡不宜大于7%,路拱不宜大于2%,彎道的 超高橫坡度不宜大于4%2。（3）線形的綜合影響綜上分析，一般情況下，隧道洞口銜接處平直線較曲線更為安全。冰雪條件 下，曲線路面更容易形成積雪堆積，且車輛下坡更容易受冰雪影響，速度難以控 制，因此在隧道進口段應盡量避免小半徑平曲線與陡坡的組合，尤其是彎下坡3。對于橫斷面而言，應盡量少設路塹，多設填方。設置路塹時，淺路塹可考慮 放緩邊坡，把路基敞開；一般路塹則須考慮結合地形采用儲雪場、整修內側山坡 等防雪措施，同時

11、采用淺邊溝以降低路側危險性。在有條件的地方，應盡可能將 路堤迎風面的邊坡放緩，使其沿主導風向的坡度降低。3.2隧道洞口形狀隧道洞口是隧道設計中的薄弱環節，洞口設計的優劣直接關系到整個隧道的 安全運營。北方地區的隧道洞口的設計除了一般隧道洞口設計的考慮因素（如地 質地層、地下水、降雨等）外，還要考慮到冰雪氣候。在選擇隧道洞口位置時， 要盡量保持洞口平緩，避免形成高邊坡和高仰坡。隧道洞口盡量與當地主導風 向呈正交關系，若不能做到正交，則應盡量增大隧道洞口與主導風向的角度，并 做好防冰雪措施，避免形成積雪。3.3隧道洞口安全保障措施（1）交通標志及標線由于隧道內交通條件相對露天路段比較差，因此宜在隧

12、道入口處設置限速標 志、禁止超車標志及車燈開啟標志，在隧道洞口上設置醒目橫幅如洞口路滑，洞 口有積雪，或減速慢行。在隧道出口處設置出口距離預告標志。在極易產生超速和事故的隧道路段，可采取主動安全措施。如在洞口設立可 變情報信息板、速度即時測速系統等，以提醒駕駛員注意行車安全。（2）優化護欄端頭對于全路塹式的隧道洞口，在道路兩側可設置路基波形梁護欄，其端頭與隧 道洞口合理過渡。受冰雪影響較大的隧道洞口，可以采用鋼筋混凝土護欄相連接， 并在道路兩側設置防撞桶或充填式活動護欄，當發生交通事故時，盡可能的減少 由碰撞產生的能量，從而減輕對駕駛員的傷害。（3）隧道照明隧道照明要同時考慮白天和夜間的變化，

13、也要分區段考慮入口、中間和出口 等不同區段的變化6。隧道照明除了要考慮白天黑夜變化，還要考慮季節和氣候的變化，在北方地 區冬季隧道洞口會存有積雪或結冰現象，當車輛前燈照射在路面上容易產生反 射，反而看不清道路狀況，所以冬天隧道洞口照明亮度要適當加以調整。3.4隧道洞口冰雪防治措施（1）隧道洞口防雪措施隧道洞口常用的防雪方法有防雪柵、防雪林等。防雪柵能引起大部分雪粒在 柵欄前的沉積，在迎風面形成雪堤，部分雪粒越過柵欄頂部，在柵欄后的弱風區 內雪粒沉積。防雪柵位置不宜設置太靠近路肩，如若面積足夠大，可在其上印 刷交通安全提示語、或警告交通標志。防雪林的樹木選擇要與當地環境相適應，樹木耐寒性強，生命

14、力旺盛且易于 撫育管理。同時，樹木栽植要整齊，要同隧道洞口銜接協調，要能發揮出一定 的視線誘導作用。（2）隧道洞口除雪方法若采用人工除雪（見圖1）會影響交通通行及行車安全，因而多用機械除雪 （見圖2）和化學除雪，但是在道路封閉的條件下，人工除雪法應用較多。機械除雪法常用專用除雪車，這種除雪方法效率高且不會影響道路通行，能 夠快速的除去大部分冰雪，但由于路面上未清除的薄雪在車輛碾壓過程中容易形 成堅實的冰層，無法從根本上解決路面抗滑問題。化學融雪法是將融雪劑灑在路面上，利用融雪劑在低溫下溶解度較好的特 性，降低冰雪的蒸汽壓，從而使整個溶液的冰點降低。常見的融雪劑有氯化鈉、 氯化鉀、氯化鎂等，其中

15、氯化鈉應用最為廣泛。熱融化法是在隧道洞口鋪設一定深度的管道或導電裝置，然后通過熱傳導方 式來達到除雪化冰的效果。熱融化法是一種環保、安全無腐蝕，具有較好的融雪 效果的方法，但此種方法初期投資高，能源利用率相對較低94結論綜合以上論述，在積雪地區，特別是風吹雪嚴重的地區，若路線設計與配套措 施不當，則會造成很大的后患，給公路養護與交通保暢工作帶來困難，為此寒冷地 區公路隧道洞口的雪害防治與安全保障協調性設計要點歸納如下：（1）隧道洞口在設計時應盡量保持平直和減緩坡度。（2）隧道洞口盡量與當地主導風向正交，這樣有利于減少冰雪堆積。（3）在隧道洞口設置相應的交通標志、標線，并優化隧道洞口的護欄端頭，減 少因交通事故造成的人身和車輛損害。受冰雪影響較大的地區，在設計隧道照明時應考慮冰雪因素的影響，在洞內加強照明，洞口處減弱照明。視不同情況(經濟成本、可行性等)采用不同防雪、除雪方法，最大限度 減少洞口積雪結冰現象，同時保障行車安全。參考文獻李陸軍.淺談山區公路雪害及其設計要點J.中小企業管理與科技,2008.張威偉.隧道口及公路防風雪研究D.武漢理工大學，2006.鄔洪波，周榮貴等.高速公路隧道進口段的安全評價技術J.公