山區高速公路互通立交設計

王甲勇，馬 霞，陳麗麗，胡 磊

（1.山東省交通規劃設計院集團有限公司，山東 濟南 250031；2.山東高速交通建設集團股份有限公司，山東 濟南 250031）

引言

隨著經濟發展與交通強國戰略的提出，高速公路建設進入了新階段。與以往不同的是，高速公路建設場地由較好的平原地區轉移到山區，其建設環境與制約條件更加多樣、復雜，這些制約因素在互通立交設計中需著重考慮。

1 工程概況

擬建互通立交地處山區，主線在M 村所處峽谷北側通過，互通所處區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，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兩處隧道，兩隧道凈距3.05 km，根據《公路立體交叉設計細則》（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，互通建設條件見圖1。

圖1 互通建設條件

2 交通量預測

從互通立交遠景預測交通量分布圖來看，本項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小；最大轉向交通量為東北象限，為4 149 pcu/d，見圖2。

圖2 遠景預測交通量分配/（pcu·d-1）

3 方案擬定

主線與被交路高差達41 m，如何利用區域地形進行匝道展線爬坡是互通設計的難點。根據互通所處區域，提出6 個方案進行比選。

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入主線南幅的匝道在主線南側呈三岔T 型外交叉形式，該方案匝道充分利用北側的山谷布線，所有匝道均下穿主線，匝道之間設置3 處交叉構造物。

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布線，繞行山谷設置回頭曲線繼續向南布設其余連接匝道，該方案立交轉向為常規A 型喇叭形式，匝道布局較為緊湊，匝道之間設置1 處交叉構造物。方案三為左轉彎匝道迂回T 型方案，見圖5。該方案主線南幅向東進入主線的匝道設置為左轉彎迂回型型式，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，且迂回部分對主線北側的山體開挖較大，局部挖方高度接近100 m，工程規模較大，后期運營養護難度較大。方案四為匝道設置隧道方案，見圖6。主匝道部分利用山體布設隧道，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，匝道挖方數量和高度相對較小，但需要增加隧道，其工程規模較大，且實施難度和后期運營養護難度相對較大。

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置在南北向被交路上，見圖7。由于該區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，北側匝道與收費站處整體挖方工程規模大，拆遷量相對較小。方案六將交叉口設在M 村南側東西向被交路上，見圖8。可有效減少主線與被交路高差約12 m，部分匝道利用山谷展線，部分匝道緊鄰北側山體布設拆遷量相對較小。

圖7 互通方案五

圖8 互通方案六

4 方案比選

方案比選重點主要針對拆遷數量、填挖方數量、橋梁長度等工程規模進行[2]。方案六設置匝道與主線連接，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入M 村附近區域。從整體拆遷規模來看，方案五、六規模相對較大，且部分匝道緊鄰北側山體布設，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，且拆遷數量相對較大，結構物或隧道工程規模較大，不具備明顯優勢，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 結語

綜合考慮平縱設計指標、與交通量匹配性、地物拆遷及工程規模和造價等因素，初步設計階段推薦采用方案一。