峽谷山區高速公路互通立交方案研究

摘要 峽谷山區高速公路建設受地形地質復雜、地勢起伏大等因素的影響，互通立交設計時存在位置困難、選型困難、場地影響因素多等特點。該文結合實際工程案例，圍繞山區高速公路互通式立交設計方案進行了探討、分析，總結提煉了山區高速互通立交設計的要點，主要包括避讓法律法規合理選擇互通位置，科學選擇互通型式，合理控制隧道與互通出口的距離，根據場區條件，多方案比選確認設計方案等設計要點。研究成果對于互通方案優化設計、節約用地、降低造價、保護環境等方面，具有一定的參考價值。

關鍵詞 山區高速公路；互通立交；設計要點

中圖分類號 U412 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0034-03

0 引言

高速公路建設逐漸向山區延伸，通常沿江布線，與現有的國省道同走廊帶布線，存在走廊帶狹窄、線形指標低、高差大、橋隧比高等特點?；ネǚ桨甘苌絽^地形、地質、氣候等條件影響，互通方案的選址選型困難、工程規模大、平縱面線形設計復雜等問題突出。該文以川主寺至汶川高速公路為例，通過互通立交方案的分析研究，結合設計經驗，總結提煉峽谷山區高速互通設計要點，以期為同類工程設計提供參考。

1 項目背景

川主寺至汶川高速公路是《國家公路網規劃（2013—2030年）》中北京－拉薩（G6）聯絡線（張掖－汶川）的重要組成部分，是我國甘青新等西北地區與云貴川等西南地區連接重要的省際運輸大通道，項目南接都汶高速，并與汶馬高速、綿九高速，共同構成阿壩州高速路快速通道，在國家和區域路網中占有十分重要的地位。全線采用設計速度80 km/h的雙向四車道高速公路，整體式路基寬度25.5 m。

2 互通位置的選擇

川主寺互通設置于松潘縣川主寺鎮，主要解決成都及甘肅等地通往川主寺鎮和九寨溝旅游風景區的交通。主線沿川主寺鎮西側布線，設虹橋關隧道（3.9 km）繞避川主寺鎮規劃區，出隧道后采用橋梁穿越堆積體，并以路基、橋梁穿越斷裂帶，跨越國道后，沿岷江河谷布線，于河灘地開闊位置（K19+000）設置松潘北互通。根據沿線地形地質情況及互通間距要求，虹橋關隧道出口段位于斜坡及堆積體，互通布設條件差，且距離下一處松潘北互通距離過近。只能將互通設置在虹橋關隧道進口前（K10+000），距離松潘北互通9 km，距起點黃勝關互通約9 km，互通位置合理。由此可看出對于峽谷山區高速公路互通位置的選擇，受場區內地形狹窄、橋隧比高、不良地質復雜、泥石流溝發育、生態環境脆弱等眾多因素影響，位置選擇異常困難，有時具有唯一性的特點。

3 互通方案研究

互通區域屬高原山原地貌，整個場區地形呈寬緩的“U”形槽谷，兩岸高中間低，地形起伏大，坡面山高坡陡?；ネ▍^有川主寺2號斷層，屬于非全新活動斷裂帶，線路以橋梁正交方式通過，對工程影響不大。場區羊洞河水系屬岷江水系，對互通區橋梁行洪有較大影響?；ネㄖ骶€沿川青鐵路西側通過，與鐵路無交叉，對鐵路無干擾。

根據交通量預測，該互通節點主流向為汶川至川主寺鎮方向12 989 pcu/d，次流向為川主寺至郎木寺方向4 886 pcu/d。根據主線路線方案布設情況，結合立交區域場地及地形地物條件，在充分考慮互通式立交功能性的基礎上，擬定多個方案，以探討高山峽谷區高速公路互通方案研究。

3.1 T形互通方案

利用國道G213左側靠山側相對平坦開闊的區域進行收費站的布設，B匝道沿國道旁山體坡腳展線，C匝道利用主線往大樁號2%的下坡的有利條件，上跨主線、G213后與B匝道相接，互通線形順暢。B匝道出口及D匝道入口距隧道洞口凈距滿足規范最小凈距要求。E匝道收費站位置距離國道較近，且右側為深挖方段，考慮采用樁板墻收坡。收費管理站房受場地及基本農田范圍的影響限制，只能采用分設方案。方案如圖1所示。

該方案主次交通流清晰，互通設置貼合地形較好，布局緊湊，占地少，互通線形好，行車安全。但匝道與河流、國道交叉次數較多，匝道跨河流4次，跨G213國道4次，對河流行洪及國道通行影響較大。

3.2 B形單喇叭方案

根據明確的交通流向，同時為減少匝道與主線的交叉次數，研究B形單喇叭互通形式。該方案主匝道E下穿主線，橋梁規模小；環形匝道沿著河管線布設，避免侵占河道。該方案優點為與主線交叉次數少，匝道跨河流3次，跨G213國道3次。缺點為次交通流方向A匝道出口存在主線下坡+小半徑曲線路段，且位于高海拔區，冬天冰凍嚴重，行車安全性稍微差，建議后期加強安全防護措施；同時D匝道與主匝道相距較遠，整個互通不夠緊湊，用地規模稍微增加，可考慮扣除互通環道內用地，精細化設計，節約占地范圍，方案如圖2所示。

3.3 迂回匝道方案

上述方案均與岷江河道干擾較大，特提出迂回型匝道方案。該方案郎木寺至川主寺方向匝道A匝道，采用迂回環形匝道方式，川主寺至汶川方向B匝道利用國道G213與河流中間空地展線，在加油站前方斜交跨越G213，避免與河道干擾。該方案匝道跨河流2次，跨G213國道4次，跨國道為小角度交叉，需采用大跨徑或門架墩橋梁方案，該方案布局緊湊，對河道干擾小，對G213通行有一定影響，同時迂回匝道與D匝道合流段存在深挖方段，工程處置規模稍大。方案如圖3所示：

（4）方案比選結論

綜合各方案優缺點，根據互通交通流分布，結合項目測區內地形條件、河流管理線、國道G213、用地、工程規模、行車安全性等因素條件，B形單喇叭互通方案和迂回匝道方案較優，具有與交流匹配，與河流及國道G213交叉次數少，橋梁跨徑小，不占用加油站，拆遷規模小等優點。

4 互通式立交設計要點

山區高速公路建設受走廊帶狹窄、地形地質復雜、地勢起伏大等因素的影響，存在選址困難、選型困難、工程規模大等特點。如何有效利用場區地形地質條件、科學進行互通方案設計，對高速公路的建設及運營安全的影響顯著，論文根據以上互通方案實例進行分析總結，同時結合多年實踐經驗，提煉出峽谷山區高速公路互通方案設計要點如下：

（1）避讓法律法規障礙，合理選擇互通位置：在新環境下，高速公路設計理念逐漸形成以“安全選線、環保選線、地質選線、地形選線”為核心的總體路線設計原則，在此原則的指導下，進行互通位置的選擇時應充分結合沿線地形、地物及地質條件的影響，避讓“三區三線”、土地法等法律法規障礙，科學合理地選擇。如匝道收費站、服務區應盡量避讓或少占永久基本農田，養護工區、收費管理站房、監控通訊站等配套用地應完全避讓永久基本農田。

（2）科學選擇互通型式：互通立交型式選擇以功能為導向，以各轉向交通量為基礎，對于常采用的單喇叭互通，若進高速的交通量小于出高速交通量，則可選擇A型，反之就可選B型[1]。交通量相差不大時，優先選用安全性更高的A型。

峽谷山區高速公路受地形限制，常規單喇叭互通形式基本不適用?；ネㄔO計中，常依據常規A型和B型單喇叭形式，做變異形式，將某一條或多條匝道做繞行處理（右轉迂回，如圖4所示），以解決主線縱坡大、離隧道口凈距不足、開方山體方量大等山區高速常見的互通設置難點。右轉迂回匝道布設時應避免與另一條右轉匝道存在交叉、干擾，根據匝道的路基放坡距離控制好與其他匝道之間的距離，優點是能很好適應地形，利用繞行回頭展現，克服高差，有效控制與隧道出口的間距，適用于高橋隧比路段。對于峽谷山區高速交通量小的服務型互通，通常還可采用回形針互通（U形掉頭匝道+兩條半定向匝道）、傘形互通、碟形互通等型式[2]。

（3）合理控制隧道與互通出口的距離：對于峽谷山區高速公路的通常具有高橋隧比、地形困難、地質復雜、布設互通的區域狹窄等特點，需要在兩隧道間的短間距內布設互通方案時，隧道與互通凈距控制成為互通方案成立的重要控制因素。《公路立體交叉設計細則》（JTG/T D21—2014）要求，地形特別困難時，隧道出口與互通出口的凈距不滿足規定時，需經綜合分析論證后確定設計方案[3]。同時《公路路線設計規范》（JTG D20—2017）規定，主線分流鼻之前應保證判斷出口所需的識別視距，條件受限制時，識別視距應大于1.25倍停車視距[4]，（滿足隧道明適應距離“3 s”+出口確認距離“3 s”）。由此，對于設計速度80 km/h時，隧道出口距互通出口凈距極限值可采用1.25倍停車視距，即138 m。此值僅適用于地形特別困難的情況，同時應加強安全保障措施。

小凈距互通的安全保障措施。首先隧道距互通出口距離滿足規范值時，車輛可在出隧道后完成互通出口的識別、變道等操作，故車輛可在出隧道后再變道駛離高速。當凈距不足時，隧道為中短隧道（小于1 000 m）應在進入隧道前完成變道，隧道入口前設置警告標志，提醒車輛提前變道，駛出隧道后施劃標線禁止內側車輛變道。若隧道為長隧道或特長隧道，建議在隧道內設置特定范圍內的可變道區間實現駛出互通車輛的變道行駛，隧道內設置主動發光的互通出口預告標志。同時也可采用拓寬隧道出口段車道的方式來滿足凈距要求，拓寬車道寬4.25 m，中短隧道拓寬車道最短長度為150 m，長隧道和特長隧道拓寬車道最短長度為305 m[5]。

（4）根據場區條件，多方案比選確認設計方案：峽谷山區高速沿溝谷河流布設、走廊帶狹窄、地形復雜，地形稍好處又受道路、城鎮、鐵路、高壓線、基本農田等控制因素影響，可供互通選址布設的空間非常有限，同時山區高速縱坡大、橋隧比高、互通與隧道凈距不足等特點突出。設計時充分搜集區域內各種控制因素條件，合理確認上跨或下穿位置，根據場區條件選址收費廣場及連接線走向，多方案比選論證。為控制工程規模，建議盡量采用主線下穿匝道的方式，同時可根據地形地質情況，合理降低平縱指標，選擇指標的極限值，以控制工程規模。

5 結語

峽谷山區高速公路走廊帶狹窄、地形地質復雜、控制因素多、生態環境脆弱等特點，使得互通式立交設計困難，該文結合工程實例互通方案的比選，總結提煉了峽谷山區高速公路互通式立交的設計要點，對于互通方案優化設計、節約用地、降低造價、保護環境等方面，具有一定的參考價值。

參考文獻

[1]張華，楊芬.高速公路互通式立交選型及匝道線形設計方法研究[J].公路交通科技（應用技術版），2019（2）：106-108.

[2]何祿誠，寧選杰，史剛雷.山區高速公路服務型異形互通方案研究[J].公路，2019（11）：70-74.

[3]公路立交交叉設計細則（JTG/T D21—2014）[S].北京：人民交通出版社.2014.

[4]公路路線設計規范（JTG D20—2017）[S].北京：人民交通出版社.2017.

[5]賀偉.山區高速公路隧道出口與互通式立交出口間距過近解決方案研究[J].交通世界，2022（8）：157-159.

收稿日期：2024-04-21

作者簡介：閔強（1988—），男，碩士，工程師，研究方向：互通式立交設計。