公路隧道建设规划规模浅析

摘要：目前公路隧道规划规模确定存在很多模糊点，致使建设规划规模的确定不统一。本文分析隧道通行能力计算中公式的采用，通过隧道日交通量计算和隧道的长度两因素确定隧道等级，以隧道等级为基础确定公路隧道建设规划规模。

关键词：公路隧道、建设规划、日交通量、通行能力

中图分类号：U45文献标识码： A

1 引言

在一个半世纪多的时间里，对于如何建设并使用隧道及地下空间，规划师和设计人员一直有着伟大的设想和出色的概念。遗憾的是，从19世纪后半叶到20世纪初期，由于可利用的技术太落后，使得这些非凡的构想未能得以实现。如今由于技术进步，规划师不仅要从过去汲取经验，还要考虑在未来很长一段时间内，会产生什么新概念和新方法。诸如此类的问题对规划师而言具有巨大的挑战性，但同时也说明，在进行隧道和地下空间这类长期项目的规划时，审慎且富有创造力的构想有着非常重要的意义。所谓规模是指配置监控设备的类型与数量，确定隧道规模的大小便于监控系统分期设施的划分与其对应的控制策略的采用。

2 隧道通行能力计算公式的采用

基本通行能力（或称理想通行能力）是指道路与交通处于理想情况下，每一条车道（或每一条道路）在单位时间内能通过的最大交通量。作为理想的交通条件，主要是车道宽度应大于3.65m（我国公路则定为3.75m），路旁的侧向余宽不小于1.75m，纵坡平缓，并有开阔的视野、良好的平面线形和路面状况。作为交通的理想条件，主要是车辆组成为单一的标准型汽车，在一条车道上相同的速度，连续不断地行驶，各车辆之间保持与车速相适应的最小车头间隔，且无任何方向的干扰。在这样的理想条件下，建立的车流计算模式，所得出的最大交通通过量，即基本通行能力。

由于我国对道路通行能力计算的研究起步较晚，通常以美国《道路通行能力手册》的中译本（1991年出版）为范本，有些数据直接借用和参考美国《道路通行能力手册》中的数据，有的参照交通部颁发的《公路交通技术标准》（JTJ 001-97）和现场交通量CD调查资料。

直接使用美国《道路通行能力手册》，每车道可能通行能力计算公式：

（1）

考虑高峰小时率和高峰小时方向率，将单向2车道（N=2）服务率换算成双向四车道日通行能力CB。

（2）

式中，SFi为在当前道路和交通条件下，i级服务水平单向N车道的服务流率，辆/h。MSFi为理想条件下，i级服务水平提供的每车道最大服务流率，辆/h/车道。

按照交通部颁发的《公路交通技术标准》（JTJ 001-97）和《交通工程手册》，理想条件下一个车道的基本通行能力，计算行车速度120km/h和100km/h时为2000辆/h；80km/h时为1900辆/h；60km/h时为1800辆/h。

式中，N为高速公路单向车道数为2；fW为车道宽度和侧向净空受限制的修正系数，根据我国高速公路标准横断面确定该系数为1。

。fE为环境和公路类别修正系数，查美国《道路通行能力手册》，取1.0；fP为驾驶员特征修正系数，专业驾驶员，取1.0；PT为大型车辆占交通流中比率，根据各条路OD调查车型特征资料统计而得，大型车包括：中型、重型载货车、拖挂车、大客车；ET为大型车转换为小客车的当量值，对于平原微丘，取2.0，对于山岭区取3.0；D为高峰小时时最大方向上交通量占总交通量的百分比，按交通部颁发的《公路交通技术标准》（JTJ 001-97）取0.65；PHF为高峰小时系数，选用1.0。

按照之前选用的参数代入美国《道路通行能力手册》式，计算行车速度为80km/h和60km/h时，双向四车道可能的通行能力分别简化为：

（3）

（4）

3 隧道监控等级

制定隧道紧急用设施时，决定其规模时应考虑的事项涉及到许多方面，比如隧道的长度、交通量、线形、设计速度、宽度构成、通风方式、交通状况及管理体制等。最好对各条隧道的这些条件进行综合性的考虑及评价，依此来制定紧急用设施计划。但是，决定规模时难以完全对应所有的这些条件，因此通常是根据隧道长度与交通量。按国际永久性道路协会隧道划分标准，分为 AA、A、 B、 C、 D 5 个等级，各等级配置设备的类型与数量不同，AA、A 级配置完备，其他次之。我国隧道监控等级划分同样根据隧道长度和交通量两个因素，从高到低依次划分为 A、B、C、D 4 个等级两者有一定差别，我国标准对于年平均日交通量小于 1 000 辆的隧道一般可不设监控系统，而对于国际标准即使交通量比较小的隧道，如果长度比较长，发生火灾时也可能造成较大的损害。

4 隧道监控设备配置

按我国标准本道路中隧道分别属于 A、B 级。

4.1 A级隧道监控配置

1. 监测设备 车辆检测器、能见度检测器、 CO浓度检测器、亮度检测器、摄像机。可选设备为风速风向检测器和超高车辆检测器。2. 报警设备 火灾自动检测器、手动报警按钮、紧急电话。3. 控制和诱导设备 车道控制器标志、交通信号灯、可变情报板、可变限速标志和建立隧道监控站。

4.2 B级隧道监控配置

1. 监测设备 能见度检测器、 CO 浓度检测器、亮度检测器、摄像机。可选设备为车辆检测器、风速风向检测器和超高车辆检测器。2. 报警设备 火灾自动检测器、手动报警按钮、紧急电话。3. 控制和诱导设备 车道控制器标志、交通信号灯、可变限速标志。可选设备为可变情报板、有线广播和隧道监控站。如果隧道有车行横洞或人行洞建议增加其指引标志。

5 可持续发展与隧道规划所面临的挑战

可持续发展是人类在几十年的环境保护实践中得到的共识。在隧道规划方面的核心问题是坚持建设项目必须为可持续发展服务的原则。保持自然资源的永久持续利用是实施可持续发展的战略重点，通过规划研究中的影响评价回答并解决由于开发利用产生的对自然环境资源的保护问题，也就是生态平衡的问题。通过环境影响评价求得可再生资源的的“最大可持续使用量”，对不可再生资源，通过科技进步进和行政干预手段减少自然资源的耗竭速率，通过环境影响评价体系分析判断不可再生资源的“最佳使用量”，这将是在确定公路隧道规划环境影响评价指标时应该着重考虑的问题。

随着规划过程不断发展，变得更加成熟、详细而且包容性更强，地下通道和地下空间给规划师和决策者带来的挑战不仅在数量上非常之大，而且也越来越重要。下面列举了一些地下空间规划面临的挑战：不断变化的人口及人口统计；社会发展趋势――经济及社会价值的变化；环境价值变化（最重要的因素之一）――使用者对地下空间认同和接受过程的变化；地下空间可能使用的技术方法――技术、契约手段和方法――地下空间理念创新；未来非开挖技术的发展――外部技术进步将对隧道的类型和设计标准产生明显影响――改变项目毗邻土地的自然状态和开发；需要系统考虑地下空间规划的机遇与风险。对于任何一个地下空间项目来说，需要在早期就对上述以及其他问题加以考虑。地下空间是非常有能力和强大的产业，富有活力和创造性，应该能够应对任何挑战。

6 总结

随着交通行业的迅猛发展，道路在一些地区已形成网状布局，道路网已经能够满足现有人们出行能力的要求，国家对基础设施的投资也会逐渐减少，交通行业已经逐步进入到一个发展瓶颈，这点虽然是不可避免的，但在建设过程中高潮期持续时间短，也与我们前期不注重交通规划有关。“凡事预则立，不预则废”我们在隧道规划，乃至交通规划过程中应加强这方面的工作，维持交通行业可持续发展。

参考文献：

[1]夏永旭，王永东. 隧道结构力学计算[M] .北京：人民交通出版社，2004.

[2]吕康成. 公路隧道运营管理[M] .北京：人民交通出版社，2006.

[3]徐吉谦，陈学武.交通工程总论[M].北京：人民交通出版社，2010.