汕頭市海灣隧道地下互通立交選型研究

王洪剛，徐瑩暉

（1.中鐵隧道勘測設計院有限公司 天津市300133；2.廣東交通職業技術學院 廣州市 510000）

汕頭市海灣隧道地下互通立交選型研究

王洪剛1，徐瑩暉2

（1.中鐵隧道勘測設計院有限公司 天津市300133；2.廣東交通職業技術學院 廣州市 510000）

以廣東省汕頭市海灣隧道中山東路地下互通立交為例，對地下互通立交匝道選型進行研究，提出幾種不同的設計方案，統籌考慮不同方案的功能特點、占地面積、環境影響、交通安全、工程經濟等因素，對立交的形式進行多方案比選，確定合理的立交設計方案，為今后水下隧道地下互通立交設計提供理論依據。

地下互通立交；立交選型；方案設計；功能特點；工程經濟

1　引言

汕頭市海灣隧道工程是一項規模宏大的跨海工程，跨越汕頭內海灣，海域長約3.5km，是《汕頭市城市總體規劃》［1］中確定的四條跨海通道之一，是《汕頭市干線公路網》規劃縱線之一，也是國道G324汕頭市區段的復線，位于已建的海灣大橋和礐石大橋之間，上下游相距約8km。

海灣隧道為雙向六車道大直徑盾構海底隧道，起點位于龍湖區天山南路與金砂東路平交口，終點位于虎頭山腳，與規劃的安海路相接，線路全長6.68km，設特長隧道1座（5.3km），互通立交2處，管控中心1處，收費站1處，風塔2座。

北岸中山東路地下互通立交位于華僑公園與長平東路之間，是連接海灣隧道與中山東路、長平東路的地下連接線。距離北岸項目起點約1.1km，距汕頭灣約0.8km。

該項目的地理位置見圖1。

2　互通式立交設計原則

互通立交設計應綜合考慮路網情況、交叉道路、交通量、交通組成、收費制式、地形、地物、地質、環境條件、是否預留等各種因素。本項目互通立交設計主要依據以下設計原則［2］：

（1）根據沿線互通立交布置情況，結合路網現狀和遠期規劃以及片區發展規劃，選擇合適的被交叉道路，合理確定各互通立交的轉向交通流及立交型式，滿足各交通流轉向的交通功能需求，統一考慮區間的交通組織與轉換；

（2）立交布線與現場地形、地物相協調，盡量減少高挖高填、少占土地、少拆遷民房及電力、電訊等設施；

（3）注重立交造型，線形流暢，立交幾何布線力求簡單，盡量避免匝道間的過多纏繞，交通流向清晰，力求造型美觀、大方；

（4）根據遠景年預測交通量、被交道路等級確定合理的互通立交類型、匝道設計速度、匝道車道數及互通立交設計所需的一些相關參數；

（5）在滿足設計規范、標準的前提下，合理選取設計指標，從而達到盡量降低造價的目的；

（6）在滿足立交交通功能需求的前提下，通過方案比選盡量采用工程造價低、實施難度小、利于可持續發展的方案。

3　設計條件

3.1交通流量分析

中山東路互通立交主要實現海灣隧道與中山東路的交通轉換，隧道主線連接天山南路，通過各匝道設置實現與中山東路的聯系。根據海灣隧道交通專項規劃成果，中山東路地下互通立交建成20年后的交通量預測結果見圖2。根據交通流特點，進出匝道均可設置為單車道。

3.2地形、地質條件分析

海灣隧道工程地跨汕頭市區、汕頭港灣和南岸濠江區，從地貌特征分析，項目跨越三個不同的地貌單元，南部為丘陵區，基巖埋藏淺，地形高低起伏，建筑物少。北部為濱海三角洲平原區，基巖埋深大，地勢低平，為居民區，其間高樓林立，巷道縱橫。中部為海區，其中汕頭國際集裝箱碼頭占據部分地域。航道區水運交通發達，為出入榕江水系的黃金水道，水深3～13.5m。

中山東路地下互通立交地處濱海三角洲沖積海積平原區（Ⅰ區），絕對標高2～4m，相對高度1～2m。松散層由人工填土、海相沉積、海陸交互相沉積的淤泥、淤泥質土、粉質粘土、細～粗砂、礫砂組成。淤泥、淤泥質土為軟土層，具高壓縮性、低承載力特點；細～粗砂、礫砂層厚，含水量豐富，水頭高，易發生突涌水。地勢均較平坦，水系發育，河流總體呈北西-南東走向，流向出海口。

隧道北岸地質縱斷面如圖3所示。

4　互通立交設計標準分析

本立交主線（海灣隧道）為一級公路，被交路（中山東路）為城市主干路，而鑒于本立交位置位于城市中心區，故本立交的匝道與主線分合流段采用公路標準，與主線分離后采用市政標準進行設計。

（1）匝道設計速度

本立交主線和被交路的設計速度均為60km/h，故立交匝道的設計速度采用30～40km/h（注：其中內環匝道的設計速度采用30km/h；其余匝道的設計速度采用40km/h）。

（2）匝道斷面型式

根據交流量預測結果，結合本項目實際情況（隧道內禁止超車），匝道斷面選用單車道斷面，如圖4所示。

（3）匝道設計線位置

單車道匝道設計線為行車道中心線。

（4）變速車道、漸變段設置

變速車道、漸變段采用形式及長度設置主要由主線、被交道路設計速度和匝道斷面型式確定。加、減速車道長度、輔助車道長度、以及漸變段長度不應小于表1所列數值。為保證行車安全，均采用平行式。

根據交通量預測結果和交通部頒發的《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）［3］、《公路路線設計規范》（JTG D20-2006）［4］、《城市道路交叉口設計規程》（CJJ 152-2010）［5］的規定，結合本項目所處位置的特點和立交功能，確定中山東路地下立交采用的技術標準［6］見表2。

表1　變速車道長度及有關參數

表2　中山東路立交采用的技術標準

5　立交方案及優缺點分析

綜合考慮本立交的交通流特性、立交應滿足的交通功能、地形地物的限制等因素，在初步設計階段對中山東路互通立交共提出了5個方案，其中方案一和方案二為同深度比較方案，方案三、方案四及方案五為定性分析方案。

5.1方案一（圖5）

北岸立交采用多級分流理念布設匝道，于中山東路設置一進一出匝道，于中山東路與長平東路之間的天山南路設一進一出平行匝道，于長平東路北側設置隧道主線敞開段，通過多匝道的設置以疏解北岸交通。匝道設計速度均為40km/h，最小曲線半徑為75m。敞開段匝道縱坡為6%，暗埋段最大縱坡為2.0%。

（1）優點

①多級分流，交通組織簡單、方便；

②充分利用可用空間，無房屋拆遷；

③占地面積小；

④造價較低。

（2）缺點

①中山東路北側的隧道敞開段需永久占用龍湖溝約14m，且此段敞開段對景觀有影響；

②中山東路與隧道的左轉聯系不順暢，需通過地面掉頭實現。

5.2方案二（圖6）

在方案一基礎上增加橋梁回頭匝道，實現變異型中山東路互通立交方案。中山東路右進右出匝道以及出口C匝道與方案一類似，不同之處在于天山南路進口D匝道出地面后以橋梁形式上跨龍湖溝，采用回頭匝道形式接入天山南路，而后與中山東路相連。其中將中山東路與長平東路間的天山南路改為由南向北的單行道，以解決C匝道與天山南路的對向交通問題。本方案A、B、C匝道設計速度為40km/h，D匝道設計速度為30km/h。隧道最小半徑72m，最大縱坡敞開段6%、暗埋段4%；橋梁最小半徑50m，最大縱坡5%。

（1）優點

①變異型互通立交，將地下匝道改為地上匝道，安全性提高；

②充分利用可用空間，無房屋拆遷。

（2）缺點

①中山東路北側的隧道敞開段需永久占用龍湖溝約14m，且此段敞開段對景觀有影響；

②無法實現多級分流；

③主線洞口位于大跨段，且為匝道分合流位置，存在安全隱患；

④橋梁段對景觀有影響；

⑤中山東路與長平東路間的天山南路需改為由南向北的單行道，對現狀交通有影響。

5.3方案三（圖7）

本方案A、B匝道設計速度為40km/h，C、D匝道設計速度為30km/h。A、B匝道為正常右進右出匝道；進口C匝道下穿隧道主線而后并入主線；出口D匝道出地面后，通過地面道路掉頭沿龍湖溝東側道路南行，而后轉入中山東路。A匝道曲線半徑為70m；B匝道曲線半徑為160m；C匝道曲線半徑為80m、55m；D匝道為平行匝道，接地后地面道路曲線半徑為30m。敞開段匝道縱坡為6%，暗埋段最大縱坡為4.2%。

（1）優點

①右進右出方式實現全互通，交通組織簡單方便；

②充分利用了有效綠地空間，無房屋拆遷；

③對周邊環境影響小。

（2）缺點

①中山東路左轉進隧道的匝道為地下小半徑，存在安全隱患；

②地面回頭道路需架設一段橋梁于龍湖溝頂，約100m長、15m寬。

由于此方案存在地下小半徑回頭匝道，因此僅作為定性比選方案。

5.4方案四（圖8）

中山東路采用雙Y型互通立交，進出匝道洞門均位于中山東路。

（1）優點

①匝道線性指標較高，右進、右出方式實現全方位互通；

②無需改變天山南路，對現狀交通影響小；

③無拆遷，對周圍環境影響小。

（2）缺點

①出口匝道侵入汕頭國際集裝箱碼頭西北角，侵入最大距離約34m；

②兩個進口匝道合流為一處再并入主線，合流段存在一定的安全隱患。

由于此方案出口匝道均需下穿碼頭，需與碼頭協調，而碼頭協調難度極大，若無法協調，考慮預留，則無出口匝道，因此，此方案僅作為定性比選方案。

5.5方案五（圖9）

為減小對集裝箱碼頭的影響，利用龍湖溝及其東側的綠地設置全互通立交，進出匝道洞門均設置在天山南路。

（1）優點

①中山東路無需改造；

②對汕頭國際集裝箱碼頭影響相對較小。

（2）缺點

①出口匝道侵入汕頭國際集裝箱碼頭西北角，侵入最大距離約16m；

②中山東路進出隧道均需要通過天山南路回旋掉頭實現，交通不便；

③碧霞南街東西向交通阻斷，需繞行；

④地下回頭曲線舒適度和安全性較差。

由于此方案進出口匝道均為地下回頭曲線，行車安全性和舒適性較差，且中山東路車流均需轉入天山南路才可進出隧道，因此，此方案僅作為定性比選方案。

6　立交方案經濟技術比較

對本立交方案一、二進行同深度技術經濟比較，方案三、四、五僅作為定性比選方案，不再贅述。中山東路地下互通立交技術經濟比較見表3。

表3　立交方案同深度技術經濟比較表

兩方案皆充分利用綠地空間，設置互通立交形式。方案二無法實現多級分流，通過橋隧相接實現中山東路全互通，而此方案主線洞口位于大跨段，且為匝道分合流位置，存在安全隱患，因此不予推薦。綜合考慮交通服務功能、安全性、造價等因素，推薦方案一。

7　結語

本文通過對廣東省汕頭市海灣隧道工程中的北岸中山東路地下互通立交選型進行研究，總結了立交選型所需要考慮的必要因素，即按照“安全、環保、舒適、以人為本”的設計理念，統籌考慮功能要求、行車安全、工程經濟、占地面積、實施難度等影響因素，給出推薦方案。

［1］ 汕頭市人民政府.汕頭市城市總體規劃（2002-2020）［R］，2014.

［2］ 徐家鈺，程家駒.道路工程［M］.2版.上海：同濟大學出版社，2014.

［3］ 中華人民共和國交通運輸部.JTG B01-2014公路工程技術標準［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［4］ 中華人民共和國交通部.JTG D20-2006公路路線設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［5］ 中華人民共和國住房和城鄉建設部.CJJ 152-2010城市道路交叉口設計規程［S］.北京：中國建筑工業出版社，2010.

［6］ 中華人民共和國交通部.JTG D70-2004公路隧道設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

Research on Type Selection of Underground Interchange in Shantou Bay Tunnel

WANG Hong-gang1，XU Ying-hui2
（1.China Railway Tunnel Survey&Design Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300133，China；2.Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou 510000）

Based on the Zhongshan East underground interchange in Shantou Bay tunnel in Guangdong Province，the article takes a research about selection of underground interchange，then proposing several different designs with a comprehensive considering on features，area，environment influences，traffic safety and engineering economic factors etc.The reasonable scheme is finally determined after a multiple plans selection of interchange types.This paper may provide a theoretical basis for the future design of underground interchange in underwater tunnel.

Underground interchange；Interchange selection；Plan design；Features；Engineering economy

U452.2

B

1673-6052（2016）03-0133-06

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.039