山海高速公路终点接线及互通方案研究

唐登科，兰旭，张锴

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056)

随着高速公路路网的加密，设计中路线走向与地方规划、征地拆迁、路网衔接等方面的冲突与矛盾也越来越多，特别是路线终点与现有高速公路衔接位置的确定，既要考虑路线在路网布局中的总体走向，又要兼顾现有高速公路上已建互通的位置、形式及节点附近地形地物、规划、互通设置条件及建设规模等多方面因素。对于终点接线及枢纽互通设计的重难点，已有很多专家学者及设计人员对此作了相应的研究与工程实践，如吴善根等在乐昌市广州公路终点接线方案研究中，通过不同位置的“T”形相接和直接对接的方案，对高速公路大通道接入大型城市存在多条公路相接条件下的节点位置和方式选择提供了参考；刘景生等在大广高速公路里仁复合式互通设计实践中，分析了复合式互通设计中出现的交织段长度、通行能力及老互通改造利用的问题；梁海文通过渝黔高速公路南桐复合式互通设计实践，探讨了复杂地形和铁路立交交叉条件下选型的思路和方法；卢耀军等通过对古田枢纽互通的建设条件与设计难点的分析，阐述了对受限制因素较多的情况下城市互通立交方案的设计。总的来说，已有终点接线及枢纽互通的研究与设计实践成果，主要集中在单一的对终点接线如何并入复杂城市路网的研究，或者是在各种限制条件下对复杂互通的方案设计如何满足功能及造价方面的考虑，对于如何将终点接线与终点互通方案结合起来考虑的论述相对较少。

该文结合海南省五指山至保亭至海棠湾高速公路(简称“山海高速”)的终点接线及互通方案的研究过程，将终点接线位置的选择与终点互通方案的布设统筹考虑，以达到接线位置优、互通布设合理、社会影响小、工程造价省的目的。

1 工程概况

“山海高速”是海南中线高速公路及海南省田字形高速公路网的重要补充部分，设计速度为100 km/h，路基宽度为26 m，双向四车道。路线起于五指山市畅好农场九队，顺接国高网G9811(中线高速公路)五指山连接线，经五指山、保亭，终于三亚市海棠湾区藤桥镇，与东线高速公路对接，路线全长55.865 km。项目终点干扰因素多，主要有三亚市海棠湾区规划、东环铁路、东线高速公路及现有互通分布、国道G223线、生态红线区、基本农田、地形地物等诸多影响因素，终点接线位置及终点互通方案的拟定是该项目的重难点，详见图1。

图1 终点接线方案示意图

2 终点接线方案研究

根据项目立项批复和服务终端的需求，并结合三亚市总体规划和海棠湾区规划，项目终点确定为对接海棠区的东线高速公路。该区域内东线高速公路有3处互通，分别为海棠湾互通、藤桥互通及土福湾互通(图1)。

土福湾互通位于陵水县，距离三亚约30 km，如对接土福湾互通路线需连续跨越藤桥东河和东环铁路，桥梁规模、施工难度及拆迁量巨大，同时该互通正在进行接国道G223的十字枢纽改造，该项目节点无法直接利用改建中的互通，因此该节点方案直接舍弃(图1中方案4)；海棠湾互通北侧为山岭、槟榔谷景区及东环铁路，东环铁路为隧道，路线与海棠湾互通对接不仅隧道规模大，与东环铁路交叉难度也较大，海棠湾互通与藤桥互通之间受生态红线、赤田水库、仲田水库、沙牛坡水库、基本农田、特殊用地的限制(南田温泉、水厂、部队用地等)，路线布设困难，同时线位与东线高速公路并行，工程目的不明确(图1中方案5)，予以舍弃。因此，工可终点的接点主要考虑藤桥互通与土福湾互通之间，经研究共布设了2个终点节点3条接线方案，如图2所示。

图2 藤桥互通节点详图

接线方案1：项目终点与龙海路对接。该方案优点：高速公路直接对接海棠湾互通，路线走向顺适，与五指山往返三亚的主交通流向相匹配，同时兼顾海棠湾区上下山海高速的便利条件。主要缺点：主线对接龙海路后现有龙海路交通中断，需增设互通落地，另外山海高速与东线高速的交通转换必须通过现状全苜蓿叶互通和单喇叭互通进行，转换效率低，路网衔接不合理，交通组织复杂，需对整个海棠湾互通进行升级改造，工程造价高、社会影响大，同时占用基本农田较多。

接线方案2：项目终点与原藤桥互通的A匝道对接，是方案1的优化。方案优点：与A匝道对接避免对龙海路的干扰，同时仅通过单喇叭连接东线高速，交通转换相对方案1顺畅。主要缺点：① 主线与A匝道对接，因A匝道为双向双车道，需对整个互通进行改造，同时交通组织复杂易导致交通事故及拥堵，互通改造工程规模大、社会影响大；② 主线需同时下穿渡槽及东环铁路，净空和净宽不够，需对渡槽进行拆桥，规模巨大；③ 路线完全布设于农田区，与耕地保护政策相违背；④ 改造后国道G223车辆无法通过该节点上下东线高速，需要增设互通。

接线方案3：根据终点附近地形、地方路网规划等情况，在升昌水库附近接东线高速，适当加大了与土福湾互通距离，避免终点互通与土福湾互通设置为复合互通。方案优点：① “高高”直接对接，交通转换顺畅，效率高；② 互通布设相对简单，工程造价低、对地方影响小。主要缺点：互通距离隧道较近，设计时需控制互通出入口与隧道的距离。

经综合比较，从路线布设的控制因素、交通转换便捷性、建设规模、占用基本农田、社会影响、工程造价等方面考虑，推荐采用方案3，即终点位于升昌水库附近。

3 终点互通方案研究

该项目终点互通即海棠湾北枢纽互通位于三亚市海棠湾区海棠湾镇东侧，为路线终点与东线高速相接的枢纽互通，项目主线设计车速为100 km/h，路基宽度为26 m，东线高速设计车速为100 km/h，路基宽度为24.5 m。根据前期研究成果，2040年底五指山至海口和三亚方向交通量分别为5 245和10 649 pcu/d，互通中主交通量为五指山往返三亚方向，次要交通量为五指山往返海口方向，匝道设计速度为40～70 km/h。

从互通形式以及互通是否与地方路连接的方面考虑共布设了3种互通形式，分别为T形互通、完全十字形互通和不完全十字形互通。T形互通为“高高”相接的互通，不考虑互通接海棠湾区地方道路；完全十字形互通为接地方路的全方向枢纽互通；不完全十字形互通在T形互通基础上增加地方路上下山海高速的匝道，并结合东线高速上现有互通位置(图1)，考虑到该项目终点互通距离藤桥互通4.3 km，距离土福湾互通2.4 km，海棠湾区往返三亚及海口方向交通流可通过藤桥互通、土福湾互通解决，因此不设置地方路上下东线高速的匝道。

3.1 互通方案1(左转迂回型T形互通)

根据JTG/T D21-2014《立体交叉设计细则》5.6.2中关于出口形式的规定：“当分流交通量主次分明时，次交通流宜统一于主交通流的右侧分流”，该互通五指山往海口方向交通量约为往三亚方向的一半，同时考虑到互通东侧升昌水库的位置，将互通方案布置为左转迂回型T形互通。一方面使五指山至海口方向的左转匝道采用右出左进的形式，与交通量相匹配；另一方面也避免了匝道布设于升昌水库内，导致匝道桥梁规模大，对水库干扰大的不足。该方案三亚往返五指山匝道按照70 km/h设计车速，采用较高的平面指标，以适应主要转向交通量需要，其余匝道设计车速为40～50 km/h。方案1平面图见图3。

图3 海棠湾北枢纽互通方案1平面图

3.2 互通方案2(三环+半定向型全互通)

为了提高该项目与东线高速及地方路(椰州路)的全互通转换效率，拟定了十字三环+半定向型全互通方案。根据各转向交通量的大小，将三亚至五指山方向匝道设置为半定向匝道，其余方向左转匝道均设置为环形匝道，其中五指山方向接地方道路(椰洲路)的匝道根据主次交通流的关系，设计中考虑右侧流出。三亚往返五指山匝道按照60 km/h设计车速，采用较高的平面指标，以适应主要转向交通量需要，其余匝道设计车速为40～50 km/h。方案2平面图见图4。

图4 海棠湾北枢纽互通方案2平面图

3.3 互通方案3(左转迂回+定向匝道接地的不完全互通)

根据东线高速上现有互通位置、交通量大小和终点区域路网情况，从减少对地方规划的干扰、降低工程造价、节省占地、方便征拆的角度考虑，增加了左转迂回+2条定向匝道接地的不完全互通方案，即在方案1的基础上增加了接地匝道，接地匝道设计车速为40 km/h。方案3平面图见图5。

图5 海棠湾北枢纽互通方案3平面图

3.4 互通方案比选

海棠湾北枢纽互通各方案主要工程数量比较如表1所示。

表1 海棠湾北枢纽互通方案比较

分析表1可得3个互通方案的优缺点。

(1)互通方案1。优点：互通规模小，主交通流方向运行快捷顺畅，匝道分流形式符合交通量转向情况，具有较大的通行能力和较高的服务水平且对海棠湾区的规划及升昌水库干扰小。缺点：无法实现与椰州路对接的需求。

(2) 互通方案2。优点：实现了项目与东线高速及海棠湾地区全互通的需求，提高了区域内交通转换效率。缺点：① 互通形式复杂，车辆在互通内容易出现误行，五指山至海棠湾匝道与五指山至三亚匝道分流点距离南田隧道洞口很近(距离仅为333 m)，驾驶者识别及变道距离不足，容易在隧道出口及匝道分流处发生交通事故，安全隐患极大；②互通工程规模大，征地拆迁量大(需拆迁边防派出所及三亚海棠湾敬老院)，另对规划IT产业园和海洋横路干扰大，工程造价高、征拆难度大。

(3) 互通方案3。优点：互通规模适中，与重要控制地物无干扰(如边防派出所、敬老院、规划IT产业园等)，主交通流方向运行快捷顺畅，具有较大的通行能力和较高的服务水平，同时满足了五指山上下海棠湾区域的需求。缺点：较方案1增加两条接地匝道，造价略高。

经综合比选，充分考虑地方规划、征地拆迁、互通规模以及东线高速上现状互通的位置等因素，推荐采用方案3，即左转迂回+定向匝道接地的不完全十字形互通方案，兼顾工程造价与地方交通需求，海棠湾区域上下东线高速的交通流，向海口方向可经椰州路由现状土福湾互通(2.4 km)上下，向三亚方向可由现状藤桥互通(4.3 km)或海棠湾互通上下，车辆基本上不绕行。

4 结语

高速公路终点方案的确定不仅要考虑接线方案还要兼顾互通的布设条件，在论证过程中要把路线和互通方案结合起来进行多方案比选。该文通过对山海高速公路终点接线和互通方案的研究，较好地解决了受地形、控制性地物、规划、土地性质、现状路网及互通位置等多因素限制条件下终点接线和互通的布设问题，并通过现状东线高速上互通的位置，灵活选用互通形式，采用左转迂回+2条定向匝道接地的不完全互通，既满足了地方交通需求，又兼顾了地方规划和建设规模，取得了良好效果。