山区高速公路台阶式服务区设计方案研究

翟文光

(云南交发元创交通工程技术咨询有限公司,云南 昆明 650103)

0 引言

近年来,随着山区高速路网的完善和建设理念的创新,山区高速公路服务区建设取得了迅速发展,在规划选址、设计、建设、运营、养护等方面取得巨大成绩,并逐渐形成了我国山区高速公路服务区的特点[1]。然而,由于山区高速地势险峻、沟壑纵横,服务区选址困难、工程造价高、占地规模大以及实施难度高等问题成为业界共识。因此,山区服务区设计应予以高度重视,选择规模适用、形式实用和位置适宜的服务区是设计的关键。基于此,本文以云南省玉溪至楚雄高速黄草岭台阶式服务区设计方案及相关技术参数为例进行探讨。

1 山区高速服务区选址原则与布局思路

1.1 山区高速服务区选址原则

(1)服务区选址应符合区域路网规划和公路总体设计要求,同时应结合路线线形、地形地貌、环境条件及运营管理模式等因素进行选址。

(2)服务区选址应坚持以生态环保为前提,以地势圈地、最大限度集约节约利用土地为原则。

(3)服务区设计技术指标、与互通或其他服务区等其他设施间距等,应严格按照相关标准规范设计。

(4)服务区设计应最大限度地与当地风景旅游资源、自然景观相结合,避免“建设性景观破坏”。

1.2 山区高速服务区布局思路

1.2.1 服务区间距设置

《公路工程技术标准》规定高速公路服务区间距宜为50 km,停车区与服务区或停车区之间的间距宜为15～25 km[2]。主要依据行车安全、生理需求、汽车耗油量、事故救援、城镇(乡镇)分布、区域路网规划、交通发展趋势等因素进行综合考虑。但在上述因素前提下,还需结合高速公路总体设计、路线线形、地形地貌、地质条件等因素,考虑经济性、适用性、安全性,服务区间距可适当调整[3]。

1.2.2 服务区地点设置

山区高速公路服务区设置受地形地貌影响较大。以云南省“互联互通”工程的78个项目为例,平均桥隧比为65%,有些高速公路路段达到93%。在间断且有限的路基路段内,不仅要考虑服务区、停车区间距和选址,还要兼顾互通立交的布设,这是一项需合理统筹、综合分析的复杂工作。一般来说,服务区设置地点需综合考虑自然环境因素,最大限度地利用城市、城镇周边有利环境条件,有利于修建和养护管理,并具备良好的交通技术条件。

2 项目概况

玉溪至楚雄高速公路是国家高速公路网中G80广州至昆明高速公路联络线G8012弥勒至楚雄高速公路的一段。项目建设对于改善沿线地区行车条件、提高运输效益以及加快区域社会经济发展具有重大意义。其中第3标段主线技术标准采用双向四车道,设计时速为100 km/h,路基宽度为26 m,全线里程约95 km,设服务区2处。黄草岭服务区距离前后服务区的间距分别为39 km和22 km,采用单向单车道匝道,匝道设计时速为40 km/h,路基宽度为9 m,服务区间设通道相互连通。

3 台阶式服务区方案设计实例分析

3.1 周边环境因素

路线沿V谷山脚布设,左右侧各有机耕道沿坡脚设置,机耕道旁敷设约3 m×3 m明沟,用于排出降水和农田灌溉。服务区布设不可避免地占用原沟渠,排水设计(包括施工期间的排水)是该服务区设计的重点。黄草岭村寨位于沿线右侧山坡,村寨有10 kV和220 V电线若干,设计需综合考虑拆迁问题。黄草岭服务区依地形而设,左右侧服务区错位布置。因此,围绕如何排水及最大限度地减少拆迁,考虑了三种方案:方案一:明沟+台阶式方案;方案二:纵涵方案;方案三:过水隧道方案。

3.2 方案对比研究

3.2.1 明沟+台阶式方案

左右侧服务区前均设置一道明沟,两明沟间设置暗沟进行连接,平面设计见图1。明沟为梯形,尺寸为4 m×4 m,总长880 m,沟底纵坡-0.8%,沟体采用钢筋混凝土进行浇筑,并每间隔2 m设置横梁支撑,见图2。暗沟共设三道,尺寸为6 m×5 m,总长400 m。由于明沟沟底高程较低,且服务区两侧均为高大山体,若直接在明沟沟顶高程处设置服务区场坪,则会造成大量山体开挖,产生高陡边坡,增加工程造价和实施风险,同时会造成大量房屋拆迁,增加改移老路工程。因此为减小工程实施风险,将服务区外侧整体抬高,两侧服务区场坪均采用上下台阶式方案,在服务区内部各设置一排挡土墙,同时采用2%的横坡将场坪外侧边缘抬高,在利于排水的同时,进一步降低挖方边坡高度。左侧服务区上下台阶最大高差为6 m,右侧最大高差为5 m。由于明沟限制,两侧服务区均不设置贯通车道。

图1 明沟+台阶式方案平面设计图

图2 支撑横梁断面设计图(m)

3.2.2 纵涵方案

纵涵基本沿原沟渠走向布设,总长1 005 m,平均纵坡-1.153%,尺寸为6 m×5 m,纵涵起终点顺接原沟渠,左右侧服务区均设置贯通车道。纵涵方案平面设计图见图3。

图3 纵涵方案平面设计图

3.2.3 过水隧道方案

过水隧道沿左侧服务区边缘边坡堑顶外进行设置,总长约875 m,平均纵坡-1.209%,尺寸为5 m×5 m,过水隧道起终点顺接原沟渠,左右侧服务区均设置贯通车道,过水隧道方案平面设计图见图4。

图4 过水隧道方案平面设计图

3.3 方案对比分析(表1)

表1 方案对比分析表

经过表1对比分析可知,明沟+台阶式服务区方案在降低工程实施风险、便于后期养护维修、增加立体美感等方面具有优势,推荐本服务区设计方案采用该方案。

4 结语

玉楚高速公路黄草岭服务区在方案布置过程中,受总体规划、走廊带、地形地质等条件影响,采用台阶式设计方案,具有独特的设计风格。台阶式服务区设计不仅节约用地,减少征地拆迁规模,同时可有效降低项目实施风险,增加服务区立体美感。实现满足旅客使用需求、增加高速公路经营者收益、有效助推当地交旅融合发展等多重目标。