基于疏散功能的公路隧道車行橫通道寬度研究

郭 鵬，張兆杰，田志宇，

(1.中鐵十局集團第四工程有限公司 南京市 210000； 2.四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司 成都市 610041)

0 引言

根據現行行業標準《公路隧道設計規范》JTG D70-2004，上、下行分離式獨立雙洞的長、特長公路隧道應設置車行橫通道，且車行橫通道的設置間距不得大于1000m。對于車行橫通道的寬度及布設方式有具體規定的標準主要有以下幾部：《公路隧道設計規范》JTG D70-2004、《公路隧道設計細則》JTG/T D70-2004、《建筑設計防火規范》GB 50016-2014、《城市地下道路工程設計規范》CJJ 221-2015。對于車行橫通道的路面寬度，上述規范均明確為4m，但在車行橫通道與主洞的布置方式上，除了《公路隧道設計細則》JTG/T D70-2004明文規定“車行橫通道與主洞宜采用垂直連接，以利于救援車輛的雙向出入”[1]和《建筑設計防火規范》GB 50016-2014明文規定“車行橫通道應沿垂直隧道長度方向布置，并應通向相鄰隧道”[2]，其他規范均未明確車行橫通道與主洞的布置方式。實際工程設計中，大多采用車行橫通道與主洞60°斜交布設，少數采用車行橫通道與主洞垂直布設，但是這些車行橫通道都不能滿足長度13.7m及以上車輛的通行。

運營期間車行橫通道主要用于事故工況下隧道內防災救援和車輛疏散，還可用于巡查、檢修及車輛轉換行駛方向。但在使用過程中最大的問題是車輛進出車行橫通道不方便，甚至大型車輛根本無法進入車行橫通道[3]。因此有必要對公路隧道車行橫通道寬度進行研究。

1 相關術語和定義

機動車最小轉彎半徑[4]：機動車回轉時，當轉向盤轉到極限位置，機動車以最低穩定車速轉向行駛時，外側轉向輪的中心平面在支承平面上滾過的軌跡圓半徑，表示機動車能夠通過狹窄彎曲地帶或繞過不可越過的障礙物的能力。

機動車道路轉彎半徑[4]：能夠保持機動車輛正常行駛與轉彎狀態下的彎道內側道路邊緣處半徑。

轉彎通道圓(即車輛通道圓)：車輛轉彎行駛時，下屬兩圓為車輛轉彎通道圓：

(1)車輛轉彎通道圓外圓(直徑D1)：車輛所有點(后視鏡、下視鏡和天線除外)在平整地面上的投影均位于圓內的最小外圓。

(2)車輛轉彎通道圓內圓(直徑D2)：車輛所有點(后視鏡、下視鏡和天線除外)在平整地面上的投影均位于圓外的最大內圓。

轉彎通道寬度(B)：車輛轉彎通道圓外圓直徑D1與車輛轉彎通道圓內圓直徑D2之差的二分之一，即B=(D1-D2)/2。

2 車行橫通道寬度確定原則

國內對于車行橫通道疏散功能的定位存在較大爭議，部分專家認為車行橫通道滿足防災救援車輛的雙向出入要求即可，不必兼顧大型車輛疏散需求，部分專家認為車行橫通道須滿足所有車型的疏散要求。若僅考慮隧道消防車通行和長度不超過12m車輛的疏散要求，現有的兩種橫通道布置方式(6.25m寬橫通道正交布設、4m寬橫通道與停車帶60°斜交布設)均可滿足功能要求。若要滿足所有車型的疏散要求，尚需進一步研究。

根據現行國家標準《機動車安全運行技術條件》GB 7258-2012和《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》GB 1589-2016相關規定[5]，汽車和汽車列車(不計具有作業功能的專用裝置的突出部分)應能在同一個車輛通道圓內通過，車輛通道圓的外圓直徑D1為25m，內圓直徑D2為10.6m。車輛最外側任何部位不應超出車輛通道圓的外圓垂直空間，車輛最內側任何部位不應超出車輛通道圓的內圓垂直空間。汽車和汽車列車由直線行駛過渡到上述圓周運動時，車輛外擺值T不應大于0.8m(客車的車輛外擺值T不應大于0.6m)。轉彎通道圓示意圖如圖1，外擺值示意如圖2。

圖1 轉彎通道圓示意圖

圖2 外擺值示意

由于《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》GB 1589-2016的全部技術內容為強制性，根據車輛通道圓擬定的橫通道寬度，必定能滿足所有車型(不含軍隊、武警、公安特警裝備的專用車輛及在限定道路上運行的雙鉸接客車)的疏散要求。

3 車行橫通道寬度研究

參考現行行業標準《車庫建筑設計規范》JGJ 100-2015，機動車環行時最外(內)點至環道外(內)邊安全距離，當兩側為連續障礙物時宜≥0.5m。同時考慮車輛進出車行橫通道時外擺值0.8m，則最小轉彎通道寬度應不小于(25-10.6)/2+0.8+0.5=8.5m。

3.1 雙洞四車道隧道車行橫通道寬度

對于設計速度80km/h的雙洞四車道公路隧道，車行橫通道路面寬度為8.5m時，車輛通道圓與車行橫通道關系如圖3。由圖3可知，車輛通道圓已侵入車行橫通道內空約14cm，此時車輛無法駛入車行橫通道。

圖3 與主洞正交駛入時(主洞為雙車道，車洞路面寬8.5m)

對于設計速度80km/h的雙洞四車道公路隧道，當車行橫通道路面寬度為8.75m時，車輛通道圓與車行橫通道關系如圖4、圖5。

圖4 與主洞正交駛入時(主洞為雙車道，車洞路面寬8.75m)

圖5 與主洞正交駛出時(主洞為雙車道，車洞路面寬8.75m)

由圖4、圖5可知，對于設計速度80km/h的雙洞四車道公路隧道，當車行橫通道路面寬度為8.75m，布置方式為與主洞正交時，即使轉彎時不利用緊急停車帶寬度，所有車輛進出車行橫通道時，車輛通道圓均未侵入車行橫通道內空，富余量約1cm。考慮到主洞路面寬度為8.75m，車行橫通道內空可采用主洞內空。

3.2 雙洞六車道隧道車行橫通道寬度

對于設計速度80km/h的雙洞六車道公路隧道，當車行橫通道路面寬度為8.5m時，車輛通道圓與車行橫通道關系如圖6、圖7。

圖6 與主洞正交駛入時(主洞為三車道，車洞路面寬8.5m)

由圖6、圖7可知，對于設計速度80km/h的雙洞六車道公路隧道，當車行橫通道路面寬度為8.5m，布置方式為與主洞正交時，即使轉彎時不利用緊急停車帶寬度，所有車輛進出車行橫通道時，車輛通道圓均未侵入車行橫通道內空，富余量約130cm。

圖7 與主洞正交駛出時(主洞為三車道，車洞路面寬8.5m)

4 結論

(1)根據車輛通道圓擬定的車行橫通道寬度，可以能滿足所有車型(不含軍隊、武警、公安特警裝備的專用車輛及在限定道路上運行的雙鉸接客車)的疏散要求。

(2)對于設計速度80km/h的雙洞四車道公路隧道，當車行橫通道路面寬度為8.75m、布置方式為與主洞正交時，所有車輛可以進出車行橫通道。對于設計速度不小于80km/h的雙洞四車道公路隧道，車行橫通道內空可采用主洞內空。

(3)對于設計速度80km/h的雙洞六車道公路隧道，當車行橫通道路面寬度為8.5m、布置方式為與主洞正交時，所有車輛可以進出車行橫通道。對于設計速度不小于80km/h的雙洞六車道公路隧道，車行橫通道路面寬度可采用8.5m。