螺旋隧道风险预测与安全评价研究

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1、螺 旋 隧 道 风 险 预 测 与 安 全 评 价 研 究1 常 见 事 故 原 因 分 析 及 其 对 策1.1 隧 道 进 出 口 交 通 事 故 风 险 预 测 及 规 避 对 策1.1.1 风 险 预 测洞 内 外 的 亮 度 差 造 成 视 觉 不 适 是 进 出 口 处 交 通 事 故 的 主 要 原 因 。汽 车 从 路 线 上 进 入 隧 道 ， 在 隧 道 中 运 行 并 驶 出 隧 道 的 过 程 中 ， 与 一 般 路段 的 视 觉 效 果 的 区 别 是 ： 白 天 洞 外 亮 度 强 ， 隧 道 中 亮 度 弱 。 进 入 隧 道 的瞬 间 从 隧 道 产 生 的 黑

2、 洞 效 应 ， 使 驾 驶 员 产 生 适 应 的 迟 后 现 象 ， 即 一 瞬 间什 么 也 看 不 见 。 隧 道 出 口 亮 度 极 高 。 出 口 看 上 去 是 个 亮 洞 。 即 出 现“白 洞 孔 像 ”， 出 现 强 的 眩 光 。 影 响 驾 驶 员 的 驾 驶 行 为 。 夜 间 出 口 是 个 黑洞 。 使 驾 驶 员 看 不 清 出 口 处 道 路 的 线 形 和 道 路 的 障 碍 物 。 这 是 隧 道 进 出口 事 故 多 的 原 因 。1.1.2 规 避 对 策为 了 减 少 入 口 处 和 出 口 处 亮 度 的 差 异 。 国 内 外 的 隧 道 设 计

3、 中 都 采 取 了洞 内 照 明 亮 度 渐 变 的 方 法 ， 通 过 设 置 引 入 段 。 适 应 段 ， 过 度 段 ， 基 本 段至 出 口 段 的 不 同 亮 度 给 驾 驶 员 一 个 由 亮 到 较 亮 。 较 暗 到 较 亮 到 亮 的 过 程 。以 减 少 适 应 滞 后 现 象 的 不 利 影 响 。1.2 隧 道 内 超 速 行 驶 造 成 的 交 通 事 故 风 险 预 测 及 规 避 对 策1.2.1 风 险 预 测1、 车 速 过 高 。 按 几 个 隧 道 的 基 本 资 料 ， 隧 道 设 计 车 速 比 主 线 设 计 车速 低 。 汽 车 进 入 隧 道

4、 前 在 隧 道 段 的 减 速 不 够 ， 因 此 实 际 运 行 车 速 比 隧 道的 设 计 车 速 快 。2、 汽 车 间 距 过 近 。 按 公 路 工 程 技 术 标 准 (JTJO0198)的 要 求设 计 车 速 80KM H时 。 停 车 视 距 110M， 设 计 车 速 60KM H时 ， 停 车 视距 75M。 凡 高 于 这 个 标 准 进 入 隧 道 后 由 于 前 述 的 不 利 原 因 ， 容 易 引 起 追尾 事 故 的 发 生 。3、 路 面 的 磨 光 和 污 染 使 干 摩 擦 系 数 降 低 。 隧 道 中 的 路 面 多 为 水 泥 混凝 土 路 面

5、 ， 在 行 车 的 作 用 下 一 方 面 横 行 刻 槽 被 磨 光 。 另 一 方 面 。 汽车 尾 气 污 染 路 面 ， 使 干 摩 擦 系 数 降 低 。 导 致 制 动 时 效 率 降 低 。4、 烟 尘 使 隧 道 的 能 见 度 降 低 。 由 于 隧 道 中 的 烟 尘 排 除 不 如 一 般 路 段容 易 。 特 别 是 采 用 人 工 控 制 排 风 系 统 ， 实 际 效 果 很 差 ， 因 而 使 隧 道 的 能见 度 降 低 。 本 来 车 间 距 离 很 近 了 。 因 能 见 度 底 前 方 车 型 模 糊 ， 给 驾 驶员 一 个 错 觉 。 以 为 距 离

6、 很 远 ， 当 前 车 出 现 紧 急 情 况 采 取 制 动 措 施 时 。因 能 见 度 低 增 长 了 反 映 时 间 ， 就 给 本 来 很 近 的 车 间 距 离 带 来 雪 上 加 霜 的不 利 后 果 。 很 容 易 造 成 追 尾 或 相 撞 事 故 。1.2.2 规 避 对 策可 采 取 标 示 性 措 施 给 驾 驶 员 一 个 信 号 。 让 他 知 道 自 己 的 车 速 过 快或 过 近 ， 然 后 ， 调 整 自 己 的 车 速 或 车 间 距 。 可 以 考 虑 以 立 法 的 形 式 规 定小 车 的 最 小 距 离 为 50M。 大 车 的 最 小 距 离

7、为 100M。 并 有 相 应 的 车 速 限制 和 监 视 。 如 ： 设 黄 色 渐 进 标 线 。 根 据 国 外 的 经 验 ， 黄 色 渐 进 标 线 可 使追 尾 事 故 减 少 85 或 设 置 “过 分 靠 近 ”的 可 变 警 告 标 志 ： 以 促 使 后 车驾 驶 员 减 速 行 驶 。 拉 开 车 间 距 离 。 达 到 减 少 事 故 的 效 果 在 入 口 处 设置 微 凸 标 线 。 在 入 口 处 200M段 微 凸 横 贯 车 道 的 黄 色 标 线 。 使 汽 车 在上 面 高 速 行 驶 时 。 微 有 颠 簸 。 提 示 驾 驶 员 将 进 入 隧 道

8、应 减 速 行 驶 。以 降 低 速 度 。1.3 雨 雪 天 交 通 事 故 的 风 险 预 测 及 规 避 对 策1.3.1 风 险 预 测雨 雪 天 隧 道 内 虽 然 淋 不 到 雨 雪 ， 但 由 于 冬 季 天 气 寒 冷 。 隧 道 口 容易 冻 结 冰 料 子 。 隧 道 通 风 不 如 主 线 。 加 上 没 有 日 照 。 不 易 干 。 汽 车尾 气 的 污 染 ， 使 路 面 抗 滑 能 力 进 一 步 降 低 。 轮 胎 容 易 打 滑 不 利 行 车 。1.3.1 规 避 对 策1、 改 善 被 磨 光 的 混 凝 土 路 面 的 抗 滑 性 能 。2、 阻 止 雨

9、 水 进 入 隧 道 。 具 体 办 法 为 在 隧 道 上 坡 方 向 的 洞 口 处 。应 设 置 横 向 如 下 水 格 栅 式 的 排 水 沟 。 截 住 路 面 流 向 洞 口 的 水 。3、 雨 雪 天 气 及 时 加 强 对 隧 道 口 的 安 全 处 理 ， 及 时 撤 防 滑 材 料 。4、 对 隧 道 路 面 进 行 “打 毛 ”处 理 。 “打 毛 过 的 路 面 呈 现 形 状 规 格 不一 的 凸 起 。 油 污 很 难 降 低 其 摩 擦 力 。2 常 见 不 良 地 质 灾 害 的 风 险 预 测 及 规 避 对 策2.1 洞 口 顺 层 滑 坡 的 风 险 预

10、测 及 规 避 对 策2.1.1 风 险 预 测山 体 滑 坡 是 暴 雨 或 淫 雨 使 山 体 不 堪 重 负 ， 由 山 体 薄 弱 地 带 断 开 ， 整 体下 滑 。 造 成 山 体 滑 坡 可 以 是 第 四 纪 残 坡 积 物 ， 也 可 以 是 风 化 的 基 岩 。 以下 5种 情 况 预 示 着 滑 坡 可 能 发 生 。(1)滑 坡 上 缘 裂 缝 或 错 落 距 增 大 ,不 连 续 的 裂 缝 贯 通 。(2)地 面 变 形 速 度 明 显 加 快 。(3)地 面 构 筑 物 或 建 筑 物 等 移 位 、 变 形 ,树 木 歪 斜 ,池 塘 、 水 田 渗漏 。(4

11、)渗 出 水 变 混 浊 ,开 挖 面 岩 层 出 水 冒 泥 。(5)裂 缝 处 有 响 声 。2.1.2 规 避 对 策1、 顺 层 滑 坡 施 工 宜 安 排 在 旱 季 施 工 。 在 滑 坡 体 上 设 置 桩 点 ,观 测滑 体 变 化 动 态 。2、 做 好 滑 坡 体 内 、 外 的 排 水 工 程 。3、 对 滑 坡 体 进 行 预 加 固 ,设 置 抗 滑 桩 、 锚 索 桩 或 桩 间 挡 土 墙 等 。4、 开 挖 前 ,先 施 做 3050 m的 超 前 长 管 棚 ,并 进 行 注 浆 ,填 塞 滑 坡体 内 的 裂 隙 。5、 施 工 中 密 切 检 测 拱 顶

12、、 边 墙 和 支 护 的 变 形 情 况 ,发 现 新 的 裂 纹或 异 状 时 ,要 及 时 加 强 临 时 支 护 。2.2 断 层 破 碎 带 的 风 险 预 测 及 规 避 对 策2.2.1 风 险 预 测断 层 及 破 碎 带 作 为 一 种 各 向 异 性 岩 体 是 隧 道 开 挖 过 程 中 最 常 见 的不 良 地 质 现 象 。 断 层 及 其 破 碎 带 又 是 岩 溶 发 育 地 区 溶 洞 水 、 地 下 暗 河 和淤 泥 带 的 最 组 要 储 存 场 所 ； 封 闭 条 件 好 的 断 层 及 其 破 碎 带 的 小 断 层 也 是煤 系 底 层 中 的 高 压

13、 、 过 量 瓦 斯 的 主 要 聚 集 空 间 。 大 量 工 程 实 践 表 明 ， 隧道 工 程 建 设 中 的 围 岩 坍 塌 、 涌 水 、 隧 道 泥 石 流 、 围 岩 大 变 形 等 与 断 层 及其 破 碎 带 的 分 布 及 其 性 质 有 着 密 切 的 关 系 。 在 隧 道 建 设 中 可 以 采 用 以下 方 式 对 断 层 破 碎 带 进 行 预 测 预 报 。1、 采 用 地 质 雷 达 超 前 预 测 预 报 。2、 当 隧 道 设 置 平 行 导 坑 时 ， 平 导 掘 进 超 前 隧 洞 一 定 距 离 ,以 了 解掌 握 断 层 破 碎 带 地 质 情

14、况 。3、 洞 内 超 前 钻 探 预 报 。 即 在 开 挖 工 作 面 采 用 水 平 钻 机 向 隧 道 前 方 打超 前 钻 孔 探 测 。2.2.2 规 避 对 策1、 开 挖 前 先 施 工 超 前 锚 杆 或 超 前 管 棚 等 对 围 岩 进 行 预 加 固 。 围 岩 破碎 时 应 先 进 行 预 注 浆 ,改 良 围 岩 。2、 开 挖 后 的 施 工 支 护 应 加 强 ,视 断 层 的 围 岩 破 碎 情 况 ,采 用 系 统锚 杆 、 挂 钢 筋 网 然 后 喷 混 凝 土 。 或 采 用 钢 架 (或 格 栅 钢 架 )支 护 。3、 按 设 计 进 行 永 久 性

15、 混 凝 土 衬 砌 支 护 ;或 采 用 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 ;以 及 增 加 衬 砌 混 凝 土 厚 度 ,提 高 衬 砌 混 凝 土 强 度 等 级 。(4)衬 砌 后 及 早 压 浆 。2.3 洞 外 危 崖 落 石 的 风 险 预 测 及 规 避 对 策2.3.1 风 险 预 测地 表 水 及 地 下 水 活 动 ,使 岩 层 裂 隙 充 水 ,破 坏 岩 体 结 构 ， 易 产 生 落石 。 地 形 陡 峻 ,山 坡 凹 凸 不 平 ,裂 隙 节 理 发 育 ,岩 石 破 碎 ,也 易 形 成 落 石 。2.3.2 规 避 对 策1、 施 工 前 ,检 查 洞 顶 坡 面

16、,有 无 松 动 岩 石 ,自 上 而 下 ,分 段 清 除 松浮 易 动 的 石 块 。2、 做 好 防 排 水 ,地 表 水 截 水 引 排 。 填 塞 岩 石 缝 隙 ,以 防 地 表 水 渗入 岩 层 内 部 ,引 起 落 石 。3、 拦 截 危 石 ,在 洞 顶 上 方 修 建 拦 石 网 、 拦 石 墙 。4、 将 洞 顶 边 坡 刷 方 ,并 改 造 地 形 ,不 使 坡 面 有 危 石 出 现 。5、 密 切 观 察 山 坡 裂 缝 ,当 危 崖 上 有 脱 缝 或 裂 缝 发 展 时 ,要 立 即 停工 ,待 检 查 、 处 理 后 再 施 工 。2.4 突 涌 水 的 风 险 预 测 及 规 避 对 策2.4.1 风 险 预 测干 海 子 隧 道 有 些 区 段 的 节 理 发 育 密 集 ， 在 断 层 破 碎 带 下 盘 岩 层 中 地下 水 富 集 ， 可 能 导 致 涌 水 。 采 用 地 质 雷 达 检 测 和 超 前 探 孔 对 突 涌 水 进 行预 测 预 报 。2.4.2 规 避 对 策