山區高速公路臺階式服務區設計方案研究

翟文光

(云南交發元創交通工程技術咨詢有限公司,云南 昆明 650103)

0 引言

近年來,隨著山區高速路網的完善和建設理念的創新,山區高速公路服務區建設取得了迅速發展,在規劃選址、設計、建設、運營、養護等方面取得巨大成績,并逐漸形成了我國山區高速公路服務區的特點[1]。然而,由于山區高速地勢險峻、溝壑縱橫,服務區選址困難、工程造價高、占地規模大以及實施難度高等問題成為業界共識。因此,山區服務區設計應予以高度重視,選擇規模適用、形式實用和位置適宜的服務區是設計的關鍵。基于此,本文以云南省玉溪至楚雄高速黃草嶺臺階式服務區設計方案及相關技術參數為例進行探討。

1 山區高速服務區選址原則與布局思路

1.1 山區高速服務區選址原則

(1)服務區選址應符合區域路網規劃和公路總體設計要求,同時應結合路線線形、地形地貌、環境條件及運營管理模式等因素進行選址。

(2)服務區選址應堅持以生態環保為前提,以地勢圈地、最大限度集約節約利用土地為原則。

(3)服務區設計技術指標、與互通或其他服務區等其他設施間距等,應嚴格按照相關標準規范設計。

(4)服務區設計應最大限度地與當地風景旅游資源、自然景觀相結合,避免“建設性景觀破壞”。

1.2 山區高速服務區布局思路

1.2.1 服務區間距設置

《公路工程技術標準》規定高速公路服務區間距宜為50 km,停車區與服務區或停車區之間的間距宜為15～25 km[2]。主要依據行車安全、生理需求、汽車耗油量、事故救援、城鎮(鄉鎮)分布、區域路網規劃、交通發展趨勢等因素進行綜合考慮。但在上述因素前提下,還需結合高速公路總體設計、路線線形、地形地貌、地質條件等因素,考慮經濟性、適用性、安全性,服務區間距可適當調整[3]。

1.2.2 服務區地點設置

山區高速公路服務區設置受地形地貌影響較大。以云南省“互聯互通”工程的78個項目為例,平均橋隧比為65%,有些高速公路路段達到93%。在間斷且有限的路基路段內,不僅要考慮服務區、停車區間距和選址,還要兼顧互通立交的布設,這是一項需合理統籌、綜合分析的復雜工作。一般來說,服務區設置地點需綜合考慮自然環境因素,最大限度地利用城市、城鎮周邊有利環境條件,有利于修建和養護管理,并具備良好的交通技術條件。

2 項目概況

玉溪至楚雄高速公路是國家高速公路網中G80廣州至昆明高速公路聯絡線G8012彌勒至楚雄高速公路的一段。項目建設對于改善沿線地區行車條件、提高運輸效益以及加快區域社會經濟發展具有重大意義。其中第3標段主線技術標準采用雙向四車道,設計時速為100 km/h,路基寬度為26 m,全線里程約95 km,設服務區2處。黃草嶺服務區距離前后服務區的間距分別為39 km和22 km,采用單向單車道匝道,匝道設計時速為40 km/h,路基寬度為9 m,服務區間設通道相互連通。

3 臺階式服務區方案設計實例分析

3.1 周邊環境因素

路線沿V谷山腳布設,左右側各有機耕道沿坡腳設置,機耕道旁敷設約3 m×3 m明溝,用于排出降水和農田灌溉。服務區布設不可避免地占用原溝渠,排水設計(包括施工期間的排水)是該服務區設計的重點。黃草嶺村寨位于沿線右側山坡,村寨有10 kV和220 V電線若干,設計需綜合考慮拆遷問題。黃草嶺服務區依地形而設,左右側服務區錯位布置。因此,圍繞如何排水及最大限度地減少拆遷,考慮了三種方案:方案一:明溝+臺階式方案;方案二:縱涵方案;方案三:過水隧道方案。

3.2 方案對比研究

3.2.1 明溝+臺階式方案

左右側服務區前均設置一道明溝,兩明溝間設置暗溝進行連接,平面設計見圖1。明溝為梯形,尺寸為4 m×4 m,總長880 m,溝底縱坡-0.8%,溝體采用鋼筋混凝土進行澆筑,并每間隔2 m設置橫梁支撐,見圖2。暗溝共設三道,尺寸為6 m×5 m,總長400 m。由于明溝溝底高程較低,且服務區兩側均為高大山體,若直接在明溝溝頂高程處設置服務區場坪,則會造成大量山體開挖,產生高陡邊坡,增加工程造價和實施風險,同時會造成大量房屋拆遷,增加改移老路工程。因此為減小工程實施風險,將服務區外側整體抬高,兩側服務區場坪均采用上下臺階式方案,在服務區內部各設置一排擋土墻,同時采用2%的橫坡將場坪外側邊緣抬高,在利于排水的同時,進一步降低挖方邊坡高度。左側服務區上下臺階最大高差為6 m,右側最大高差為5 m。由于明溝限制,兩側服務區均不設置貫通車道。

圖1 明溝+臺階式方案平面設計圖

圖2 支撐橫梁斷面設計圖(m)

3.2.2 縱涵方案

縱涵基本沿原溝渠走向布設,總長1 005 m,平均縱坡-1.153%,尺寸為6 m×5 m,縱涵起終點順接原溝渠,左右側服務區均設置貫通車道。縱涵方案平面設計圖見圖3。

圖3 縱涵方案平面設計圖

3.2.3 過水隧道方案

過水隧道沿左側服務區邊緣邊坡塹頂外進行設置,總長約875 m,平均縱坡-1.209%,尺寸為5 m×5 m,過水隧道起終點順接原溝渠,左右側服務區均設置貫通車道,過水隧道方案平面設計圖見圖4。

圖4 過水隧道方案平面設計圖

3.3 方案對比分析(表1)

表1 方案對比分析表

經過表1對比分析可知,明溝+臺階式服務區方案在降低工程實施風險、便于后期養護維修、增加立體美感等方面具有優勢,推薦本服務區設計方案采用該方案。

4 結語

玉楚高速公路黃草嶺服務區在方案布置過程中,受總體規劃、走廊帶、地形地質等條件影響,采用臺階式設計方案,具有獨特的設計風格。臺階式服務區設計不僅節約用地,減少征地拆遷規模,同時可有效降低項目實施風險,增加服務區立體美感。實現滿足旅客使用需求、增加高速公路經營者收益、有效助推當地交旅融合發展等多重目標。