1、城市地下道路设计关键技术问题探析【摘要】随着城市路面交通的日益拥挤，城市地下道路的发展成为大势所趋。本文就城市地下道路的设计中关键技术问题进行了初步探讨。具体分析地下道路区别于路面道路的特点，重点讨论地下道路设计过程如何确保安全的问题。 【关键词】地下；道路；安全；设计；技术 中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 我国是一个人口大国，城市交通日益繁忙。为缓解的城市路面交通的拥挤的现状，发展城市地下道路，成为必行之路。我国的地下空间开发尚处于初级阶段，但随着我国社会经济高速发展，城市基础设施建设也进入快速发展阶段。各地纷纷修建地下道路，包括城市隧道、地下立交、地下联络通道、地
2、下交通空间等综合体的建设，这就意味着我国发展城市地下交通的时代已经到来。 二、城市地下道路的特点 城市地下道路工程与地面立交工程相比，主要有以下几个特点。 1、地下道路环境特点 城市地下道路多建在中心城区交通密集区域，具有交通量大、车辆组成繁杂、交通转换频繁、多出入口、安全度要求高等特点，同时地下道路内空间狭窄，通风困难，视线差、汽车尾气污染，地下道路路面维修较地表道路困难。其交通条件较为脆弱，往往容易造成交通阻断，相对更容易引发交通事故，影响正常通行。 2、地下道路工程特点 地下工程往往涉及大规模的管线切改。以天津西站综合交通枢纽工程为例，受地下工程的影响，天津西站周边约 4 km2 的管线
3、均需进行切改，管网进行了大规模的更新升级。地下工程除需大规模开挖外，支护、防水、安全设施等成本也相当可观，根据相继竣工的天津站交通枢纽等丁程为例，地下结构的平均造价均在每平方米万元左右，远远超过地面立交的工程造价。 地下工程建成后，日常维持除了需要照明、通风、环控外，雨季还需要排水。配套设施较多，建成后运营维护成本也较高。 三、城市地下道路工程设计标准的确定 地下道路应首先确定其技术标准。技术标准应根据规划，结合工程实际情况来确定，不能片面的追求高标准，导致工程浪费；也不能过分降低标准，达不到服务水平，使工程失去修建的意义。应在满足交通功能和安全的条件下合理确定技术标准，并为远期发展适当预留。
4、地下道路设计标准的确定，包括道路、建筑、结构、消防、环控、电力、交通工程等多个专业的技术标准，每个专业都环环相扣，各技术标准相得益彰。 四、城市地下道路安全设计 城市地下道路具有交通流量大、车辆类型多、出入口多、人流大、发生火灾等事故的机率大，危险性高。因此，要进行必要的安全设计。安全设计除了设置必要的交通标志、监控设施以外，还需要高标准的安全设施及先进技术提高防灾减灾水平，充分体现“以人为本”的理念，最大限度地保证生命和财产的安全。 1、安全设施 交通安全设施是地下道路的重要组成部分，它在提高道路的通行能力和服务水平起着非常重要的作用。根据地下道路的特点和地理、气候、环境，以及在“以人为本”
5、的指导思想下，安全设施设计共包括以下内容：交通标志；路面标线及突起路标；防撞护栏；轮廓标；分隔设施及智能交通系统，来正确引导车辆顺序、快速和安全行驶。 2、视距保证 安全视距标准是为了保证行车安全，使驾驶员能随时看到汽车前方一定距离的道路，以便发现前方障碍物或来车，能及时采取措施。城市地下道路修建于地下，两侧均采用结构进行支撑，行车环境比一般的地面立交差，路线及匝道分流点必须进行视距验算。在地下道路的设计过程中，路段的视距标准是比较容易保证的，一般通过加宽车道即可满足。匝道合流点是结构设计难点，合流点处除结构计算复杂、难模拟以外，跨径往往比较大。因此，如何既减少合流点处的结构跨径，保证结构安全
6、、降低工程造价，同时又能满足道路的视距标准，是工程设计难点。 五、线形设计关键问题 1、平曲线中的视距问题。 城市地下道路(以下简称地道)多数位于建成区，地道受控因素很多，地道内设置平曲线往往不可避免，有时甚至设加宽的平曲线都无法避免，地道设置小半径平曲线时，应先进行视距的验算。因为道路位于地下，两侧均为结构墙体，无法像地面道路那样进行视距内障碍物的清除，故在使用小半径平曲线时，应首先进行视距验算。小半径平曲线行车视距影响示意图见图 1。 图 1 小半径平曲线行车视距影响示意图 2、圆曲线间最小直线长度。 规范规定，同向曲线间的最小直线长度宜大于或等于计算行车速度数值的 6 倍。反向曲线间的最
7、小直线长度宜大于或等于计算行车速度数值的 2 倍。 规范对直线的最短长度进行规定，主要基于线形连续、美观角度考虑。当同向圆曲线间插人的直线很短时，视觉上容易忽略其存在，而把两个曲线看成一个曲线；而当直线比较长(但不足以视为完全独立的两个曲线)时，容易把中间的直线段看成反向弯曲的曲线，即通常所说的断背曲线(见图 2)。为了消除视觉上的偏差， 规范对同向直线问的最短长度进行了规定。地下道路则不同，地下道路两侧均为结构墙体，司乘人员无法同时看到两段曲线要素，所以，若地下道路线形严重受控时，在采取必要的交通诱导措施的前提下，可适当减短同向曲线间的长度。 图 2 断背曲线示意图 3、洞口处的平面线形组合
8、。 地道在洞口处行车环境最为复杂，最容易引起安全事故，这主要与地道洞口处的道路环境有关。从视觉上，当司机白天驾车从洞外驶人洞内时，由于内外亮度差别极大，所以从外部看照明并不很充分的人口时，是 1 个黑洞(长地道)或 1 个黑框(短地道)，即所谓的“黑洞效应”或“黑框效应” 。汽车由明亮的外部进入即使并不太暗的地道以后，司机的眼睛需要经过一段时间才能看清地道内部情况，称之为“适应滞后现象” 。这是因为亮度急剧变化，人的视觉需要经过一个“暗适应过程” 。车辆在白天穿过较长的地道接近出口时，由于外面亮度极高，出口看上去是 1个白洞，即所谓的“白洞效应” ；夜间则正好相反，出口呈黑洞效应，司机不易看清
9、外部道路的线形和障碍物。因此，地道出人口是交通事故的多发地段之一。 4、竖曲线设置时的视距问题。 地道竖曲线设置，宜大于规范规定的一般值，道路等级越低，取值越大。地道竖曲线设置时，应对地道纵断面的视距进行验算。公路隧道通常纵坡较缓，变坡点处的坡度角较小。城市地道采用的纵坡比公路隧道的纵坡大，在某些地下综合体的设计中，坡道的纵坡可能达到 70-0 或者 8，某些停车场坡道甚至达到 10。纵坡越大，变坡点处的坡度角就越大，对视距影响就越大。 5、排水反坡。 地道除需设置完善的排水系统外，纵断设计也应考虑地道防淹。地下结构排水不及时，将严重威胁地下空间内车辆及司乘人员的安全。一般情况下，在地道的出人
10、口洞口附近及地道最低点处应设置横截沟，泵房最好设在横截沟相接处，以保证雨水直接快速地流入集水池。地道出人口处的纵断面均需设置较大的反向纵坡，工程上俗称“排水驼峰” ，以防止工程外的客水流人地道，减少地道的排水压力，保证道路的安全和畅通。 6、横断面设计。 地道的车行道及路缘带宽度应与地面道路相同，分隔带宽度可适当减窄或加宽。地道若采用单洞或单箱单室，中央分隔带宽度应l m。直线地道分隔带可用交通标线代替，但曲线地道不得用标线代替。地道中不应设置停车带。城市地道的设计不应忽视城市道路规范中关于侧向净宽的规定。 六、城市地下道路外观设计 地下道路路面外观，是指路面的外观给道路使用者的视觉印象。它包
11、括反光和炫目、夜晚能见度、表面结构和颜色的均匀性以及地下道路洞口景观设计等方面。随着地下道路的发展，城市交通由单一的路网状体系转变为立体的路网体系，因此，对地下道路及其附属设施的设计以及地下道路与其周围环境之间的协调性和适应性，也成为道路设计者所追求的一项重要目标。 地下道路路面外观在设计过程中应充分了解地下道路所处城市的历史文化背景、人文特点以及周围的建筑风貌。所涉及的要素也多种多样，主要为地道结构形式、洞口顶棚、交通标识、照明和绿化等。通过造型、装饰、绿化和色彩等手法，使人们在视觉上形成一个统一、协调的地下道路景观实体，使地下道路景观与周围环境融为一体，给人们提供一个优美宜人、舒适和谐的行
12、车环境。 七、结束语 地下交通与地面交通相比在施工及设计方面明显要复杂得多。因此城市地下道路的设计问题值得关注。在城市地下交通的设计过程首先应该明确设计标准，按标准施工，设计道路的同时应将安全设计放在首要位置，在确保安全的前提下兼顾外观的设计，实现城市地下交通安全便捷。 参考文献 1 娄中波，王海燕，王晓华.浅析城市地下道路设计特点J.城市路桥与防洪，2010. 2王小华.城市地下道路设计关键技术问题探讨J.中国市政工程，2012. 3张彩丽.城市地下道路路面使用性能探讨J.交通工程，2013. 4倪富健,卢杨,顾兴宇，等.沥青混凝土与连续配筋混凝土复合式路面承载力分析J.交通运输工程学报, 2007.
