超大纵坡公路隧道运营安全控制技术研究
|
摘要
隧道作为一种特殊建筑物,主要用来克服地形限制、改善公路线型、缩短行车间距、或者避开一些地质灾害频发地区。从而可以达到保护生态环境、节省能源、节约时间、提高社会和经济效益的目的。
目前公路规范中对隧道纵坡坡度的规定如下：公路隧道的纵坡不小于0.3%且不大于3%。长度小于100m的隧道和涵洞可不受此限制。但是在一些地形受限且展线不利的地区或者修建超大纵坡坡度的隧道具有较大经济效益时,可否修建超大纵坡隧道,以及如何保障超大纵坡隧道的运营安全,这些问题亟待解决。
本文通过超大纵坡隧道调研和结合汽车爬坡过程计算,得到超大纵坡隧道方案适用条件。从运营安全着手,得到了超大纵坡坡度、坡长和设计车速的确定方法。根据超大纵坡坡度事故分析,确定了超大纵坡运营安全影响因素,研究得到了超大纵坡坡度的隧道运营安全风险评估方法,并对于依托工程进行运营安全风险评估,根据风险等级,并初步提出超大纵坡隧道运营安全的保障措施。对隧道工程的方案选择和建设,以及隧道工程设计具有一定指导意义。
As a special building, Tunnel are used to overcome topographical constraints, improve highways linear, shorten driving distance, or to avoid some of the geological disaster-prone areas, which can achieve the protection of the ecological environment, save energy, save time, improve the social and economic benefits.
Road specification required for the tunnel Gradient are as follows:longitudinal slope of highway tunnel should be designed between0.3%and3%. The length of tunnels is less than100m should not be limited by this rule. However, in some limited terrain the exhibition line disadvantaged areas or construction Gradient tunnel has great value for money, whether it can select construction of big Gradient tunnel, a problem worthy of study.
In this paper, a research of large longitudinal slope tunnel and analysis of car climbing process, we have got the applicable conditions of large longitudinal slope tunnel option. From the view of operational safety, we obtained the method for determining large longitudinal slope gradient, slope length and design speed. According to the oversized gradient accident analysis, we have got large longitudinal slope operational safety influencing factors, thus we obtained oversized gradient tunnel operational safety risk assessment methodology. and based on the project for operational safety risk assessment, based on the level of risk, and initially proposed large longitudinal slope the tunnel operator safety safeguards. Programs of the tunnel project selection and construction, as well as the engineering design of the tunnel has a certain significance.
目前公路规范中对隧道纵坡坡度的规定如下：公路隧道的纵坡不小于0.3%且不大于3%。长度小于100m的隧道和涵洞可不受此限制。但是在一些地形受限且展线不利的地区或者修建超大纵坡坡度的隧道具有较大经济效益时,可否修建超大纵坡隧道,以及如何保障超大纵坡隧道的运营安全,这些问题亟待解决。
本文通过超大纵坡隧道调研和结合汽车爬坡过程计算,得到超大纵坡隧道方案适用条件。从运营安全着手,得到了超大纵坡坡度、坡长和设计车速的确定方法。根据超大纵坡坡度事故分析,确定了超大纵坡运营安全影响因素,研究得到了超大纵坡坡度的隧道运营安全风险评估方法,并对于依托工程进行运营安全风险评估,根据风险等级,并初步提出超大纵坡隧道运营安全的保障措施。对隧道工程的方案选择和建设,以及隧道工程设计具有一定指导意义。
As a special building, Tunnel are used to overcome topographical constraints, improve highways linear, shorten driving distance, or to avoid some of the geological disaster-prone areas, which can achieve the protection of the ecological environment, save energy, save time, improve the social and economic benefits.
Road specification required for the tunnel Gradient are as follows:longitudinal slope of highway tunnel should be designed between0.3%and3%. The length of tunnels is less than100m should not be limited by this rule. However, in some limited terrain the exhibition line disadvantaged areas or construction Gradient tunnel has great value for money, whether it can select construction of big Gradient tunnel, a problem worthy of study.
In this paper, a research of large longitudinal slope tunnel and analysis of car climbing process, we have got the applicable conditions of large longitudinal slope tunnel option. From the view of operational safety, we obtained the method for determining large longitudinal slope gradient, slope length and design speed. According to the oversized gradient accident analysis, we have got large longitudinal slope operational safety influencing factors, thus we obtained oversized gradient tunnel operational safety risk assessment methodology. and based on the project for operational safety risk assessment, based on the level of risk, and initially proposed large longitudinal slope the tunnel operator safety safeguards. Programs of the tunnel project selection and construction, as well as the engineering design of the tunnel has a certain significance.
引文
[1]关宝树,隧道工程,杨其新.地下工程概论[M].西南交通大学出版社,2001.
[2]2004 J.公路隧道设计规范[S][D].,2004.
[3]刘伟,袁学勘.欧洲公路隧道营运安全技术的启示[J].现代隧道技术,2001,38(1)：5-10.
[4]肖书安.瑞士隧道建设中几个值得借鉴的经验[J].2001年中瑞公路隧道技术交流论文集.北京：中华人民共和国交通部公路司,2001.
[5]夏永旭,王永东,邓念兵,等.公路隧道安全等级研究[J].安全与环境学报,2006,6(3)：44-46.
[6]关宝树.国外长大隧道的防灾技术[J].隧道译丛,1989(8)：1-8.
[7]H. Mashimo. State of the Road Tunnel Safety Technology in Japan. Tunnelling and Underground Technology.2002(17).145-152
[8]孙卫明.英国公路隧道的安全设备[J].公路,1987,12：003.
[9]林宣财.公路隧道洞口平面线形设计有关问题的探讨[J].公路,2007,3：22-27.
[10]付立家,黄叶娜.公路隧道安全分级标准研究[J].公路交通技术,2011,2：108-111.
[11]王少飞,林志,陈建忠,等.山区高速公路隧道交通安全问题探讨[J].公路交通技术,2009,6：137-143.
[12]尚荣丽,张生瑞.高速公路隧道交通安全保障系统的研究[J].公路,2006,12：127-130.
[13]杜志刚,潘晓东,郭雪斌.公路隧道进出口行车安全评价指标应用研究[J].同济大学学报(自然科学版),2008.
[14]施洪乾.高速公路隧道群交通事故指标体系及方法研究[D].成都：西南交通大学,2009.
[15]张安睿.高速公路隧道群应急预案制定与评估技术研究[D].西南交通大学,2011.
[16]赵永平,杨少伟.高速公路单向交通隧道内最大纵坡设计研究[J].现代隧道技术,2007,44(6).
[17]李都厚.基于公路长下坡车辆制动性能的事故预防研究[D].长安大学,2010.
[18]赵一飞.高速公路交通安全若干问题研究[D][D].长安大学,2009.
[19]Road Tunnels, Norwegian Public Roads Administration, April 2004
[20]吕明,Grov E, Nilsen B, et al.挪威海底隧道经验[J].岩石力学与工程学报,2005,24(023)：4219-4225.
[21]HENNING Jan Eirik M K, OVSTEDAL E, AMUNDSEN F H, et al. EXPERIENCES WITH SUBSEA ROAD TUNNELS IN NORWAY-CONSTRUCTION, OPERATION, COSTS AND MAINTENANCE[J].岩石力学与工程学报,2007,26(11).
[22]李金城.关角铁路隧道辅助坑道设计[J].现代隧道技术,2009,46(1)：1-7.
[23]李国良.乌鞘岭隧道辅助坑道的设置[J].现代隧道技术,2006,43(2)：58-43.
[24]95 TB.铁路隧道辅助坑道技术规范[S][D].
[25]石飞荣,杨少伟.山区高速公路车辆下行最大纵坡及坡长限制分析[J].交通运输工程学报,2001,1(2).
[26]庄传仪,赵一飞,潘兵宏,等.公路纵坡设计关键参数研究[J].中国公路学报,2009,22(4)：39-44.
[27]周荣贵.公路纵坡坡度与坡长限制的研究[D].北京：北京工业大学,2004.
[28]Highway and Rail Transit Tunnel Inspection Manual.U.S.Department of Transportation, 2005
[29]cbma1230.关于汽车的爬坡能力.科鲁兹论坛EB/OL.http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-657-11010504-1.html?owner=1
[30]张铁柱,霍炜.汽车原理教程[M].国防工业出版社,2003.
[31]张京明,崔胜民,邬春会.汽车动力传动系参数的模糊优化[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(10)：1322-1324.
[32]Douglas W.Harwood Darren J.Torbic Karen R.Richard Review of Truck Characteristics as FactorS in Roadway Design, NCHRP RePort 505, National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board,2003
[33]王佐,李宏斌,陈波.欧洲高速公路几何设计规范的技术要点[J].公路,2008,9：012.
[34]Eivind G, Bjorn N. Subsea Tunnel Projects in Hard Rock Environment in Scandinavia[J].岩石力学与工程学报,2007,26(11).
[35]Eirik H J, Karl M, ErikO, et al. Experiences with Subsea Road Tunnels in Norway-Construction, Operation, Costs and Maintenance挪威海底公路隧道经验-施工,运行,费用和维护[J].岩石力学舆工程学报,2007,26(11)：2226-2235.
[36]王少飞,林志,余顺.公路隧道火灾事故特性及危害[J].消防科学与技术,2011,30(4)：337-340.
[37]张玉春,何川,吴德兴,等.高速公路隧道交通事故特性及其防范措施[J].西南交通大学学报,2009,44(5)：776-781.
[38]张生瑞,马壮林,石强.高速公路隧道群交通事故分布特点及预防对策[J].长安大学学报：自然科学版,2007,27(1)：63-66.
[39]季卓莺,邵红,林燕丹.暗适应时间,背景亮度和眩光对人眼对比度阈值影响的探讨[J].照明工程学报,2006,17(4)：1.
[40]殷颖,陈仲林,崔璐璐.隧道入口段亮度计算方法比较研究[J].灯与照明,2008,32(2)：20-24.
[41]1999 JTJ.公路隧道通风照明设计规范[S][D].,1999
[42]刘长生.汽车轮胎与公路路面附着系数的研究[J].公路,2006,5：159-163.
[43]1999 GB.汽车制动系统结构,性能和试验方法[S][D].,1999.
[44]王书伏,张江洪,王佐.东西高速公路避险车道设计[J].中外公路,2009,29(3)：362-366.
[45]张炳哲.山区公路避险车道设计研究[J].公路工程,2008,2(33).
[46]付修华,杨其新,刘化冰.对特长公路隧道火灾防灾救援安全策略的思考[J].公路交通科技,2004,21(3)：56-59.
[47]朱合华,彭芳乐,闫治国.国内外交通隧道火灾安全研究现状及启示[J].民防苑,2006(S1).
[48]2006 J.公路路线设计规范[S][D].,2006.
[49]庄传仪,赵一飞,潘兵宏,等.公路纵坡设计关键参数研究[J].中国公路学报,2009,22(4)：39-44.
[50]庄传仪.基于汽车动力性能的山区高速公路爬坡车道设计研究[D].长安大学,2006.
[51]张铁柱,霍炜.汽车原理教程[M].国防工业出版社,2003.
[52]蔡炳炎,徐勇,林宁.机械式汽车变速器的速比配置分析[J].机械研究与应用,2005,18(2)：19-22.
[53]Ali S. AI-Ghamdi.Experimental Evaluation of Fog Wartwg System [C]. Submitted for Presentation 83th Anaual Meeting of the Transportation Research Board.,2004.
[54]许树柏,层次分析.实用决策方法：层次分析法原理[M].天津大学出版社,1988.
[55]张吉军.模糊层次分析法(FAHP)[J].模糊系统与数学,2000,14(002)：80-88.
[56]赵焕臣.层次分析法：一种简易的新决策方法[M].科学出版社,1986.
[57]2003 J.中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》[D].,2004.
[2]2004 J.公路隧道设计规范[S][D].,2004.
[3]刘伟,袁学勘.欧洲公路隧道营运安全技术的启示[J].现代隧道技术,2001,38(1)：5-10.
[4]肖书安.瑞士隧道建设中几个值得借鉴的经验[J].2001年中瑞公路隧道技术交流论文集.北京：中华人民共和国交通部公路司,2001.
[5]夏永旭,王永东,邓念兵,等.公路隧道安全等级研究[J].安全与环境学报,2006,6(3)：44-46.
[6]关宝树.国外长大隧道的防灾技术[J].隧道译丛,1989(8)：1-8.
[7]H. Mashimo. State of the Road Tunnel Safety Technology in Japan. Tunnelling and Underground Technology.2002(17).145-152
[8]孙卫明.英国公路隧道的安全设备[J].公路,1987,12：003.
[9]林宣财.公路隧道洞口平面线形设计有关问题的探讨[J].公路,2007,3：22-27.
[10]付立家,黄叶娜.公路隧道安全分级标准研究[J].公路交通技术,2011,2：108-111.
[11]王少飞,林志,陈建忠,等.山区高速公路隧道交通安全问题探讨[J].公路交通技术,2009,6：137-143.
[12]尚荣丽,张生瑞.高速公路隧道交通安全保障系统的研究[J].公路,2006,12：127-130.
[13]杜志刚,潘晓东,郭雪斌.公路隧道进出口行车安全评价指标应用研究[J].同济大学学报(自然科学版),2008.
[14]施洪乾.高速公路隧道群交通事故指标体系及方法研究[D].成都：西南交通大学,2009.
[15]张安睿.高速公路隧道群应急预案制定与评估技术研究[D].西南交通大学,2011.
[16]赵永平,杨少伟.高速公路单向交通隧道内最大纵坡设计研究[J].现代隧道技术,2007,44(6).
[17]李都厚.基于公路长下坡车辆制动性能的事故预防研究[D].长安大学,2010.
[18]赵一飞.高速公路交通安全若干问题研究[D][D].长安大学,2009.
[19]Road Tunnels, Norwegian Public Roads Administration, April 2004
[20]吕明,Grov E, Nilsen B, et al.挪威海底隧道经验[J].岩石力学与工程学报,2005,24(023)：4219-4225.
[21]HENNING Jan Eirik M K, OVSTEDAL E, AMUNDSEN F H, et al. EXPERIENCES WITH SUBSEA ROAD TUNNELS IN NORWAY-CONSTRUCTION, OPERATION, COSTS AND MAINTENANCE[J].岩石力学与工程学报,2007,26(11).
[22]李金城.关角铁路隧道辅助坑道设计[J].现代隧道技术,2009,46(1)：1-7.
[23]李国良.乌鞘岭隧道辅助坑道的设置[J].现代隧道技术,2006,43(2)：58-43.
[24]95 TB.铁路隧道辅助坑道技术规范[S][D].
[25]石飞荣,杨少伟.山区高速公路车辆下行最大纵坡及坡长限制分析[J].交通运输工程学报,2001,1(2).
[26]庄传仪,赵一飞,潘兵宏,等.公路纵坡设计关键参数研究[J].中国公路学报,2009,22(4)：39-44.
[27]周荣贵.公路纵坡坡度与坡长限制的研究[D].北京：北京工业大学,2004.
[28]Highway and Rail Transit Tunnel Inspection Manual.U.S.Department of Transportation, 2005
[29]cbma1230.关于汽车的爬坡能力.科鲁兹论坛EB/OL.http://club.autohome.com.cn/bbs/thread-c-657-11010504-1.html?owner=1
[30]张铁柱,霍炜.汽车原理教程[M].国防工业出版社,2003.
[31]张京明,崔胜民,邬春会.汽车动力传动系参数的模糊优化[J].哈尔滨工业大学学报,2004,36(10)：1322-1324.
[32]Douglas W.Harwood Darren J.Torbic Karen R.Richard Review of Truck Characteristics as FactorS in Roadway Design, NCHRP RePort 505, National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board,2003
[33]王佐,李宏斌,陈波.欧洲高速公路几何设计规范的技术要点[J].公路,2008,9：012.
[34]Eivind G, Bjorn N. Subsea Tunnel Projects in Hard Rock Environment in Scandinavia[J].岩石力学与工程学报,2007,26(11).
[35]Eirik H J, Karl M, ErikO, et al. Experiences with Subsea Road Tunnels in Norway-Construction, Operation, Costs and Maintenance挪威海底公路隧道经验-施工,运行,费用和维护[J].岩石力学舆工程学报,2007,26(11)：2226-2235.
[36]王少飞,林志,余顺.公路隧道火灾事故特性及危害[J].消防科学与技术,2011,30(4)：337-340.
[37]张玉春,何川,吴德兴,等.高速公路隧道交通事故特性及其防范措施[J].西南交通大学学报,2009,44(5)：776-781.
[38]张生瑞,马壮林,石强.高速公路隧道群交通事故分布特点及预防对策[J].长安大学学报：自然科学版,2007,27(1)：63-66.
[39]季卓莺,邵红,林燕丹.暗适应时间,背景亮度和眩光对人眼对比度阈值影响的探讨[J].照明工程学报,2006,17(4)：1.
[40]殷颖,陈仲林,崔璐璐.隧道入口段亮度计算方法比较研究[J].灯与照明,2008,32(2)：20-24.
[41]1999 JTJ.公路隧道通风照明设计规范[S][D].,1999
[42]刘长生.汽车轮胎与公路路面附着系数的研究[J].公路,2006,5：159-163.
[43]1999 GB.汽车制动系统结构,性能和试验方法[S][D].,1999.
[44]王书伏,张江洪,王佐.东西高速公路避险车道设计[J].中外公路,2009,29(3)：362-366.
[45]张炳哲.山区公路避险车道设计研究[J].公路工程,2008,2(33).
[46]付修华,杨其新,刘化冰.对特长公路隧道火灾防灾救援安全策略的思考[J].公路交通科技,2004,21(3)：56-59.
[47]朱合华,彭芳乐,闫治国.国内外交通隧道火灾安全研究现状及启示[J].民防苑,2006(S1).
[48]2006 J.公路路线设计规范[S][D].,2006.
[49]庄传仪,赵一飞,潘兵宏,等.公路纵坡设计关键参数研究[J].中国公路学报,2009,22(4)：39-44.
[50]庄传仪.基于汽车动力性能的山区高速公路爬坡车道设计研究[D].长安大学,2006.
[51]张铁柱,霍炜.汽车原理教程[M].国防工业出版社,2003.
[52]蔡炳炎,徐勇,林宁.机械式汽车变速器的速比配置分析[J].机械研究与应用,2005,18(2)：19-22.
[53]Ali S. AI-Ghamdi.Experimental Evaluation of Fog Wartwg System [C]. Submitted for Presentation 83th Anaual Meeting of the Transportation Research Board.,2004.
[54]许树柏,层次分析.实用决策方法：层次分析法原理[M].天津大学出版社,1988.
[55]张吉军.模糊层次分析法(FAHP)[J].模糊系统与数学,2000,14(002)：80-88.
[56]赵焕臣.层次分析法：一种简易的新决策方法[M].科学出版社,1986.
[57]2003 J.中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》[D].,2004.
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |