山区高速公路互通立交设计

王甲勇，马 霞，陈丽丽，胡 磊

（1.山东省交通规划设计院集团有限公司，山东 济南 250031；2.山东高速交通建设集团股份有限公司，山东 济南 250031）

引言

随着经济发展与交通强国战略的提出，高速公路建设进入了新阶段。与以往不同的是，高速公路建设场地由较好的平原地区转移到山区，其建设环境与制约条件更加多样、复杂，这些制约因素在互通立交设计中需着重考虑。

1 工程概况

拟建互通立交地处山区，主线在M 村所处峡谷北侧通过，互通所处区域地势向东相对较平，分布有河流、被交路和部分村庄以及引水渡槽。互通需要在被交路和主线之间布设，主线与被交路相交位置高差约为41 m。

主线在互通前后布设两处隧道，两隧道净距3.05 km，根据《公路立体交叉设计细则》（JTG/T D21—2014）立体交叉与隧道之间距离≮700 m[1]，互通可选范围沿主线长度约为1.65 km，互通建设条件见图1。

图1 互通建设条件

2 交通量预测

从互通立交远景预测交通量分布图来看，本项目主线与被交路北向的交通量相对较大，向南的交通量相对较小；最大转向交通量为东北象限，为4 149 pcu/d，见图2。

图2 远景预测交通量分配/（pcu·d-1）

3 方案拟定

主线与被交路高差达41 m，如何利用区域地形进行匝道展线爬坡是互通设计的难点。根据互通所处区域，提出6 个方案进行比选。

方案一为三岔T 型外交叉方案，见图3。主线南幅车辆由西向东驶出匝道与向东进入主线南幅的匝道在主线南侧呈三岔T 型外交叉形式，该方案匝道充分利用北侧的山谷布线，所有匝道均下穿主线，匝道之间设置3 处交叉构造物。

图3 互通方案一

方案二为单喇叭方案，见图4。主匝道下穿主线后向北侧布线，绕行山谷设置回头曲线继续向南布设其余连接匝道，该方案立交转向为常规A 型喇叭形式，匝道布局较为紧凑，匝道之间设置1 处交叉构造物。方案三为左转弯匝道迂回T 型方案，见图5。该方案主线南幅向东进入主线的匝道设置为左转弯迂回型型式，与方案一相比可减少匝道之间的一次交叉，但该方案匝道绕行相对较远，且迂回部分对主线北侧的山体开挖较大，局部挖方高度接近100 m，工程规模较大，后期运营养护难度较大。方案四为匝道设置隧道方案，见图6。主匝道部分利用山体布设隧道，之后在山谷附近驶出隧道，利于主匝道布线，与其他方案相比，匝道挖方数量和高度相对较小，但需要增加隧道，其工程规模较大，且实施难度和后期运营养护难度相对较大。

图4 互通方案二

图5 互通方案三

图6 互通方案四

方案五为交叉口上设置在南北向被交路上，见图7。由于该区域主线与被交路高差较大，互通匝道需要展线克服高差大约50 m，匝道展线长度长，北侧匝道与收费站处整体挖方工程规模大，拆迁量相对较小。方案六将交叉口设在M 村南侧东西向被交路上，见图8。可有效减少主线与被交路高差约12 m，部分匝道利用山谷展线，部分匝道紧邻北侧山体布设拆迁量相对较小。

图7 互通方案五

图8 互通方案六

4 方案比选

方案比选重点主要针对拆迁数量、填挖方数量、桥梁长度等工程规模进行[2]。方案六设置匝道与主线连接，需要的匝道长度更长，虽拆迁相对较小，但由于匝道较长，与主线连接的部分匝道进入M 村附近区域。从整体拆迁规模来看，方案五、六规模相对较大，且部分匝道紧邻北侧山体布设，无法利用南北向山谷布线，所以不推荐采用。由于方案三、四、五边坡挖方高度较大，且拆迁数量相对较大，结构物或隧道工程规模较大，不具备明显优势，仅作定性比较。方案一、二做同深度定量比选见表1。

表1 方案比较

5 结语

综合考虑平纵设计指标、与交通量匹配性、地物拆迁及工程规模和造价等因素，初步设计阶段推荐采用方案一。