武深高速公路始興聯絡線深渡水樞紐立交方案研究

吳佳洪

摘 要：山區高速在隧道口及現狀互通附近的樞紐互通式立交方案具有轉向匝道迂回復雜、規模大，造價高等特點。本文通過實例互通式立交進行各種方案的研究，分析其路線通道、走廊帶、縱斷面以及匝道布設等的可行方案，為復雜條件下隧道口及現狀互通附近的立交方案設計開闊一條思路，以供高等級公路勘察設計與施工參考。

關鍵詞：山區高速;樞紐立交設計;路線方案比選

1 概述

1.1 項目背景

武深高速公路始興聯絡線是廣東省高速公路規劃項目，其北部順接韶贛高速，往南接武深高速，是粵贛兩地之間的一條便捷的運輸通道，也是江西等內陸省份通往珠三角核心區域的高速通道。其建設將促進廣東省與江西省乃至中部內陸省份高等級運輸通道的形成和粵北山區高速公路的連通，拉近江西與珠三角之間的距離，對進一步推動泛珠三角區域

合作有著重要的意義，促進區域協調發展具有重要的戰略意義。

2 立交段路線方案

深渡水樞紐互通立交位于廣東省韶關市始興縣深渡水瑤鄉，位于本項目起點，為武深高速公路與始興聯絡線的

交通轉換點。武深高速公路為雙向6車道高速公路，設計速度為100 km/h，本項目主線為雙向4車道高速公路，設計速度100 km/h。

根據武深高速現狀隧道、立交設置情況，結合始興聯絡線作為深圳至贛州的主要過境通道功能定位，設計設置了A線深渡水樞紐互通與K線深渡水樞紐互通，分別位于現狀深渡水互通立交處、武深高速筆架山隧道與坪田隧道之間。

A線方案（南側起點）：路線方案起于深渡水坪田，在武深高速深渡水互通設置深渡水樞紐互通連接武深高速，而后設置隧道穿越石角嶺，跨越清化河后沿清化河北岸山坡布設，于涼口附近跨越清化河和S244，而后設置隧道穿越百公背山，在頓崗鎮東側跨越X346，于石坪村東側跨越墨江及S343，在團群村與坪石村之間穿過，設置始興東互通與S244相連，而后沿著S244西側山坡布線，于東風陂東側再次跨越S244，而后往北，經蛇骨寨，于紅梨村東北側跨越韶贛鐵路，后設置樞紐互通連接韶贛高速。路線全長29.68 km。

A線起點段比選方案為AK0+000～AK7+500，全長7.5 km。

K線方案（北側起點）：位于筆架山隧道和坪田隧道之間，隧道間距約1.98 km。路線在清化河北側丘陵區布設，于K3+793=AK7+500之后與A線共線。

K線起點段比選方案為K0+000～K3+793，全長3.793 km。

審查認為：K線起點位于武深高速筆架山隧道和坪田隧道之間，設置互通立交存在問題較多，如被交路武深高速縱坡較大，且匝道遷回、平面指標較低，存在安全隱患;A線方案雖然建設里程較K線長，造價相對較高，但互通立交設置條件較好，平縱指標較高，安全性較好。經綜合比選，同意推薦采用A線方案。

3 互通方案

3.1 概況及控制因素

經比選，確定舍棄K線后，在A線位置基礎上，進一步深化立交方案。

A線深渡水樞紐互通位于坪田隧道與荔竹壩隧道之間的深渡水互通處，受坪田隧道和荔竹壩隧道控制，深渡水立交南北側均無法設置獨立的立交，故A線方案深渡水樞紐互通立交只能與現狀深渡水立交（單喇叭互通方案）進行疊加。

立交附近主要控制因素為現狀武深高速坪田隧道、荔竹壩隧道、現狀深渡水互通立交、古樹、沿線民居、山體、高邊坡等。

3.2 交通量預測

根據路網結構及工可交通量預測，深渡水樞紐互通主流方向為贛州往返深圳方向，而本項目往返仁化方向的交通量僅占總交通量的4.2%，且此方向立交布置受隧道、山體限制較多。工可階段未設置該方向匝道，為半互通立交。

考慮到仁化往本項目方向交通需求弱且造價較高，推薦仁化往本項目方向近期采用出深渡水收費站后掉頭上高速實現，遠期在深渡水收費站前設置調頭匝道實現本樞紐立交的全方向互通。

3.3 互通方案比選

互通范圍為基本為高陡山體、高邊坡，并受北側隧道、古樹、民居限制，根據相交公路等級、交通量預測結果，結合沿線地形、地物和評審意見等情況，設計共擬定了五個方案進行比選。

3.3.1 方案一

A線深渡水樞紐互通主流向匝道設計速度均為80 km/h，武深高速設計速度100 km/h。

主流向匝道A、B匝道均上跨現狀匝道后與武深主線分合流，立交復合后，為雙入口+單出口的型式，但采用單出口需對現狀深圳往省道S244方向的右轉匝道進行改建，改建長度約320 m。

增加了地方上下本項目的D、E匝道。E匝道上跨武深高速后下穿B匝道，因武深高速西側均為深挖高邊坡，E匝道緊貼現狀匝道布設，與現狀匝道合流后出收費站?？紤]到本項目往返仁化方向交通需求少且匝道實施困難，方案一缺少該方向匝道，但該方向可通過出收費站后調頭間接實現交通轉向。

方案一（單出口）方案主匝道最小圓曲線半徑為R=500 m，變速車道段最小半徑R=1 000 m，除C匝道需進行重建，其余現狀匝道僅進行平面搭接，現狀匝道改造較少，施工組織相對簡單。但缺少仁化往返本項目的匝道缺失，交通轉向功能不全（可間接實現）;E匝道與現狀匝道合流處位于平面指標較低，現狀仁化至深渡水方向匝道位于跨線橋后，且距離小于150 m，需適當提高跨線橋凈高并加強交通引導保證交通安全。

方案一（單出口）匝道總長度為5 231 m，其中橋梁長度4 164 m，建安費約為3.09億元，對比全互通方案（方案二）少6 400萬元。本方案B匝道與武深高速雙入口合流段西側二次開挖邊坡范圍較長，邊坡高度大，基本為6～7級邊坡。

3.3.2 方案二

方案二在方案一的基礎上增加本項目上下武深高速北的兩條匝道，為滿足所有交通轉向需求的全互通立交。

F匝道（武深高速北往贛州）上跨現狀武深高速、現狀及新建匝道后接入本項目主線。

受匝道連續分流鼻端間距、現狀深渡水立交平縱等因素控制，方案二需對現狀環圈匝道、主線分流鼻端進行改造，其中環圈匝道半徑由60 m調整至50 m，坪田隧道出口凈距由665 m調整至600 m。

該方案E、I、F匝道分合流間距近，且平縱指標均較低（I匝道圓曲線半徑R=150m，縱坡為4%接-4%，凸形豎曲線R=1000m）;F、I匝道分流鼻端位于小半徑凸曲線后;I匝道分流鼻端位于跨線橋后，距離小于150m;現狀環圈匝道由60m調整至50m，平面指標較低。相對方案一，交通安全隱患多。同時對現狀匝道改造多，施工組織復雜。

該方案匝道總長度為6 444m，其中橋梁長度5020m，建安費約為3.73億元，對比半互通方案（方案一）增加6400萬元。

3.3.3 方案三

方案三考慮避免對現狀環圈和北往南匝道出口的改造，F匝道利用現狀匝道行至收費站前右轉接入本項目主線。由于F匝道需克服24 m高差，匝道采用螺旋式展線，繞行距離較大，基本與車輛出收費站后，再進收費站通過D匝道上本項目的距離相當。該方案對比方案一工程規模增加大，匝道繞行并未明顯改善，前期設計階段僅做定性比較。

3.3.4 方案四

方案五的F匝道需要改造武漢方向往省道S244的匝道鼻端，導致坪田隧道與主線出口凈距縮短到600 m（原為660 m），同時F匝道需在第四層跨越A、B、D匝道以及現狀武深高速、深渡水互通匝道，橋梁規模大，匝道縱斷面線形指標較差，且要開挖較高的西側山體。為避免以上缺點，方案四在方案五的基礎上將F匝道沿現狀匝道過了A匝道后再加寬流出，展線后上跨收費站匝道，最后接入C匝道再一起接入本項目主線。該方案對比A線方案五，工程規模相當。但F匝道的分流鼻端與現狀的匝道合流鼻端之間存在交織段，長度僅為170 m，需要對此路段限速到30 km/h（原為40 km/h）、交織段位縱坡為3.4%且車輛由較大縱斷面匝道匯入、分合流附近上跨橋多影響視距，同時F匝道比方案五繞行距離長了約800 m，比利用現狀匝道出了收費站后再調頭行駛的方案距離長了約600 m。

方案四總匝道長度7 267 m，其中橋梁長度5 832 m，建安費3.94億，比方案五減少建安費1 388.4萬元。

3.3.5 方案五

為避免對現狀環圈匝道的改造，F匝道沿現狀匝道外側展線后上跨武深高速、主流向匝道，接入本項目主線。

方案五總匝道長度7 534 m，其中橋梁長度6 099 m，建安費4.08億，比方案二增加建安費4 500萬元。

審查認為，方案四匝道繞行較遠，且匝道存在交織，交通轉換不順暢，方案五工程規模較大，均不宜采用。方案一工程規模較小，造價較低，但功能不全，交通轉換不便。建議優化方案三武深高速武漢方向往本項目贛州方向左轉匝道的布設;適當減小方案一A，B匝道平曲線半徑（為改善D匝道布設創造條件），并增加本項目往武深高速武漢方向的右轉匝道。

建議進一步對優化后的方案一、三作同深度技術經濟比選，擇優推薦。

優化后的方案如下：

（1）優化后方案一：框架墩方案

A線深渡水樞紐互通與現有武深高速深渡水互通立交復合設置，主流向A、B匝道采用雙車道出入口的雙車道匝道，設計速度均為80 km/h。

為避免開挖武深高速西側七級邊坡，B匝道采用框架墩上跨武深高速及現有匝道后再并入武深高速。改造現有深渡水深圳往收費站方向C匝道，與A匝道合并為單出口。

增加了地方上下本項目的D、E匝道。近期武漢往返韶贛高速方向通過車輛出收費站后調頭上高速實現，韶贛高速往武漢方向的F匝道和在深渡水收費站前調頭G匝道預留遠期實施，以實現遠期本立交各方向的全互通。F匝道與武深高速坪田隧道凈距為167 m。

優點：采用框架墩橋梁避開現有七級邊坡，減少施工期間的安全隱患;

缺點：橋梁規模較大，在高速上做大量框架墩影響美觀。

（2）優化后方案三：開挖七級邊坡方案

鑒于方案一B匝道門架墩方案門架墩橋梁上跨武深高速景觀效果較差，橋梁規模較大，方案三考慮將B匝道上跨武深高速位置北移約400 m提早并入武深高速主線，從而避免設置較大規模的門架墩橋梁，最小圓曲線半徑R=400 m。但B匝道需開挖現狀武深高速西側的七級邊坡，施工期間對正在通車運行的武深高速存在安全風險。

優點：橋梁規模較小;

缺點：需開挖現有七級坡，施工期間對正在運行的高速公路存在安全隱患。

綜合工程規模、實施難度、匝道繞行等因素比較，方案一雖橋梁規模大，采用大量框架墩對武深高速景觀有一定的影響，但可以避開武深高速西側現有的七級高邊坡，保證了施工期間武深高速的安全運行，最終推薦采用方案一。

4 結語

綜上所述，在隧道口及現狀互通附近的樞紐互通式立交設計時應重點把握主要控制因素，避免遺漏重大方案。深入調查研究和分析論證，首先結合既有控制物選擇主線平面位置方案;合理調整主線縱斷和高程，以確定互通范圍的高程;位于兩隧道之間，凈距不足的話，設置互通存在安全隱患，應盡量避開;寧愿選擇路線長度較長且與現狀互通疊加的復雜方案;最后通過點位互通的多種型式的工程認真篩選，不斷優化，設計出安全、功能完善、規模恰當、同時與環境相融合的最佳方案;本研究成果能夠為復雜條件下隧道口及現狀互通附近的高速公路的立交方案設計提供指導作用。

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