關于大型地下通道交通環境的分析研究

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.湖北城市建設職業技術學院，湖北 武漢 430205)

1 概述

隨著經濟的發展和城市的擴容，城市交通在迅猛發展，而路面資源有限，經濟發達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正在世界范圍內興起。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，通過對目前已經運行或即將運行的地下通道工程，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，在交通運行環境方面比如光線、行車視距、建筑限界、運行速度、交通組織及噪聲等方面進行分析，進而總結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境，除了通道兩端的進、出口之外，中間部分都是被襯砌結構物包裹，通道內由于缺乏自然光，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雜。主要的困難問題是在通道入口及其相鄰區段需要考慮人的視覺適應過程。對于夜間照明，由于通道內的光線普遍比洞口外部亮度高，而人眼由暗向明視覺的調節速度極快，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，由于通道內的光線普遍比外面的光線暗，需要在通道入口處設置光線由亮到暗的過渡段。

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

2.2 視距及建筑限界問題

從地上道路進入地下通道，是由一個開放的空間進入一個封閉的空間，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域。

隨著地下空間的拓展與開發，近些年來地下互通立交也在大量建設，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較高，除了在視野上可看到的區域較小外，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，很容易導致視距不足，產生交通事故，且一旦發生事故將難以疏導，造成的損失也是難以估計的。因此，僅滿足設計速度下的停車視距是不夠的，必須嚴格保證匝道在實際運營的行車速度(或預測值)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。在通道內一般沒有其他車道可用，所以在事故發生點上游易發生擁擠現象或造成堵塞。

2)通道內限速，并且禁止超車，為此通道內一般分道標志線為實線。

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

如果地下通道內部設有匝道，那么交通流特性將十分復雜。地下通道主線上行駛環境、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，交通流特性出現了改變。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 運行速度問題

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

從交通安全的角度來講，大多數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車輛的運行速度分析，基本上分為三種模式：在晚上11點至第二天凌晨6點時段，通道內車輛比較少，車輛處于自由流狀態，此時車輛速度可以達到通道內限速的最大值；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，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，車流進入了一個相對均勻的狀態，此時交通量車速服從正態分布，運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，比如通道內氣流產生的噪聲、汽車行駛期間發動機噪聲、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生的聲音污染相當嚴重，有時會超過100 dB，遠超地上道路55 dB的標準，司乘人員經過地下通道時甚至會產生短暫的耳鳴現象，這讓很多人在經過地下通道時會情緒急躁。

2.6 廢氣問題

城市地下通道中產生的空氣污染源也是來自多方面的，其主要是車輛產生的廢氣，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外，其他都需要采用機械通風方式排除廢氣和煙霧。地下通道的通風方式同時設置送風管道和排風管道，通道內基本上不產生沿縱向流動的風，只有橫方向的風流動。這種方式，在對向交通時，車道的縱向風速大致為零，污染濃度的分布沿全通道大體上均勻。但是在單向交通時，應為交通方向的影響，在縱向能產生一定風速，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通風系統的維護與保養，確保正常運作。一旦通道內部發生交通事故，必須在最短時間內清理現場，防止出現塞車現象，一旦出現塞車現象，車輛空轉產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部的溫度進行調查研究，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 ℃，出口溫度達到了53 ℃，隧道中間則達到了65 ℃，這遠超司乘人員及隧道內管理養護人員可以承受的程度。通道內部的空氣溫度一旦超過50 ℃，車輛上的空調將無法工作，同時內部過高的溫度會使周圍的襯砌產生一定的溫度應力，影響襯砌結構的安全性，因此，將通道內部的溫度控制在合理的范圍內，不但有利于安全駕駛，而且有利于通道襯砌結構的安全。

3 結語

隨著地下空間的開發，地下通道工程越來越多，通過對目前已經運行或即將運行的地下通道工程的交通環境從光線、行車視距、建筑限界、運行速度、交通組織及噪聲等方面進行分析，總結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計到運營階段得到足夠的重視和改善，以使地下通道的交通環境更加安全、舒適、快捷。