山區(qū)高速公路互通立交設(shè)計(jì)

王甲勇，馬 霞，陳麗麗，胡 磊

（1.山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2.山東高速交通建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出，高速公路建設(shè)進(jìn)入了新階段。與以往不同的是，高速公路建設(shè)場地由較好的平原地區(qū)轉(zhuǎn)移到山區(qū)，其建設(shè)環(huán)境與制約條件更加多樣、復(fù)雜，這些制約因素在互通立交設(shè)計(jì)中需著重考慮。

1 工程概況

擬建互通立交地處山區(qū)，主線在M 村所處峽谷北側(cè)通過，互通所處區(qū)域地勢向東相對較平，分布有河流、被交路和部分村莊以及引水渡槽。互通需要在被交路和主線之間布設(shè)，主線與被交路相交位置高差約為41 m。

主線在互通前后布設(shè)兩處隧道，兩隧道凈距3.05 km，根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）立體交叉與隧道之間距離≮700 m[1]，互通可選范圍沿主線長度約為1.65 km，互通建設(shè)條件見圖1。

圖1 互通建設(shè)條件

2 交通量預(yù)測

從互通立交遠(yuǎn)景預(yù)測交通量分布圖來看，本項(xiàng)目主線與被交路北向的交通量相對較大，向南的交通量相對較??；最大轉(zhuǎn)向交通量為東北象限，為4 149 pcu/d，見圖2。

圖2 遠(yuǎn)景預(yù)測交通量分配/（pcu·d-1）

3 方案擬定

主線與被交路高差達(dá)41 m，如何利用區(qū)域地形進(jìn)行匝道展線爬坡是互通設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。根據(jù)互通所處區(qū)域，提出6 個(gè)方案進(jìn)行比選。

方案一為三岔T 型外交叉方案，見圖3。主線南幅車輛由西向東駛出匝道與向東進(jìn)入主線南幅的匝道在主線南側(cè)呈三岔T 型外交叉形式，該方案匝道充分利用北側(cè)的山谷布線，所有匝道均下穿主線，匝道之間設(shè)置3 處交叉構(gòu)造物。

圖3 互通方案一

方案二為單喇叭方案，見圖4。主匝道下穿主線后向北側(cè)布線，繞行山谷設(shè)置回頭曲線繼續(xù)向南布設(shè)其余連接匝道，該方案立交轉(zhuǎn)向?yàn)槌Ｒ?guī)A 型喇叭形式，匝道布局較為緊湊，匝道之間設(shè)置1 處交叉構(gòu)造物。方案三為左轉(zhuǎn)彎匝道迂回T 型方案，見圖5。該方案主線南幅向東進(jìn)入主線的匝道設(shè)置為左轉(zhuǎn)彎迂回型型式，與方案一相比可減少匝道之間的一次交叉，但該方案匝道繞行相對較遠(yuǎn)，且迂回部分對主線北側(cè)的山體開挖較大，局部挖方高度接近100 m，工程規(guī)模較大，后期運(yùn)營養(yǎng)護(hù)難度較大。方案四為匝道設(shè)置隧道方案，見圖6。主匝道部分利用山體布設(shè)隧道，之后在山谷附近駛出隧道，利于主匝道布線，與其他方案相比，匝道挖方數(shù)量和高度相對較小，但需要增加隧道，其工程規(guī)模較大，且實(shí)施難度和后期運(yùn)營養(yǎng)護(hù)難度相對較大。

圖4 互通方案二

圖5 互通方案三

圖6 互通方案四

方案五為交叉口上設(shè)置在南北向被交路上，見圖7。由于該區(qū)域主線與被交路高差較大，互通匝道需要展線克服高差大約50 m，匝道展線長度長，北側(cè)匝道與收費(fèi)站處整體挖方工程規(guī)模大，拆遷量相對較小。方案六將交叉口設(shè)在M 村南側(cè)東西向被交路上，見圖8?？捎行p少主線與被交路高差約12 m，部分匝道利用山谷展線，部分匝道緊鄰北側(cè)山體布設(shè)拆遷量相對較小。

圖7 互通方案五

圖8 互通方案六

4 方案比選

方案比選重點(diǎn)主要針對拆遷數(shù)量、填挖方數(shù)量、橋梁長度等工程規(guī)模進(jìn)行[2]。方案六設(shè)置匝道與主線連接，需要的匝道長度更長，雖拆遷相對較小，但由于匝道較長，與主線連接的部分匝道進(jìn)入M 村附近區(qū)域。從整體拆遷規(guī)模來看，方案五、六規(guī)模相對較大，且部分匝道緊鄰北側(cè)山體布設(shè)，無法利用南北向山谷布線，所以不推薦采用。由于方案三、四、五邊坡挖方高度較大，且拆遷數(shù)量相對較大，結(jié)構(gòu)物或隧道工程規(guī)模較大，不具備明顯優(yōu)勢，僅作定性比較。方案一、二做同深度定量比選見表1。

表1 方案比較

5 結(jié)語

綜合考慮平縱設(shè)計(jì)指標(biāo)、與交通量匹配性、地物拆遷及工程規(guī)模和造價(jià)等因素，初步設(shè)計(jì)階段推薦采用方案一。