山區(qū)復(fù)雜地形變異互通設(shè)計淺談

高巖 程華東

摘要：山區(qū)地形、地質(zhì)條件復(fù)雜、起伏大，高速公路建設(shè)困難，特別是互通立交，場地選址和型式確定十分困難。選型上更多會結(jié)合地形、地質(zhì)條件采用變異設(shè)計。

關(guān)鍵詞：變異互通立交設(shè)計

Abstract: the mountainous landscape, complex geological conditions, rolling, highway construction difficulties, especially exchanging the overpass, the location and the type sure very difficult. The selection of the benefit of more topography and geology conditions with variance design.

Keywords: variation interchange communication design

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

多年來我國高速公路發(fā)展迅速，高速公路逐步由東、中部向西南地區(qū)延伸。其中西南中部的貴州省，以山區(qū)為主，地形、地質(zhì)條件復(fù)雜、起伏大，高速公路建設(shè)困難，特別是互通立交，場地選址和型式確定十分困難。在選型上更多會結(jié)合地形、地質(zhì)條件采用變異設(shè)計。但從目前設(shè)計來看，受投資、地形、傳統(tǒng)理念的制約，真正采用變異互通較少，本文結(jié)合貴州畢節(jié)至威寧高速公路中赫章互通對山區(qū)復(fù)雜地形下變異互通的設(shè)計進行探討。

一、項目背景及互通位置的確定

畢節(jié)至威寧高速公路位于貴州省畢節(jié)地區(qū)，是黔西北重要的通道，是加強貴州省與云南北部連接，改善當?shù)爻鲂袟l件的重要通道。途徑畢節(jié)、赫章和威寧， K90～K98路段為赫章縣城過境段，需設(shè)置赫章互通一座。

根據(jù)預(yù)測交通量和現(xiàn)場調(diào)查，2032年畢節(jié)至赫章雙方向轉(zhuǎn)向交通量為5671pcu/d，威寧至赫章為4356pcu/d，差異不大。赫章縣城位于山間谷底，南北兩側(cè)高出赫章縣城400m，互通選址困難。經(jīng)過反復(fù)踏勘，最終確定了赫章縣城東北3km茶園埡口馬桑坪作為本互通的場地。并通過連接線與G326相接。

二、互通場地和互通立交選型

互通區(qū)高差達60m，自然坡降為38%，但經(jīng)過人工開鑿，有一橫向60～70m相對平緩的走廊?；ネ▍^(qū)內(nèi)分布有馬桑坪村和赫章垃圾填埋場，同時省道S212由西南向北穿越互通區(qū)。

結(jié)合主線、地形、地質(zhì)條件，赫章互通如采用傳統(tǒng)的單喇叭型式，存在以下問題：對交通量的適應(yīng)性較差；單喇叭互通匝道布設(shè)較為固定，難以充分利用地形；為克服高差，難以實現(xiàn)單喇叭互通匝道長度有限、工程量小的特點。因此，經(jīng)過初步設(shè)計階段的論證和比選，最終采用了變異T型互通。

三、互通設(shè)計要點

施工圖階段，在確定采用變異T型方案后，對本互通設(shè)計的要點進行分析。主線為設(shè)計速度80km/h，路基寬度21.5m的雙向4車道高速公路；匝道采用40km/h匝道寬度根據(jù)分別采用（B、C匝道）8.5m和10.5m（D、E匝道）的單向單車道和雙車道，連接線采用60km/h路基寬12m二級公路，為克服高差采用連續(xù)上坡，最大縱坡5.9%（3處）；主線、互通及連接線壓占了既有S212線位，需對其進行改造，改造標準按40km/h路基寬7.5m三級公路?；ネǔ鋈肟谠O(shè)計、連接線、S212改造及收費站等屬常規(guī)設(shè)計，本文不再對其進行必要分析，主要針對互通匝道布設(shè)進行探討。

1、主線布設(shè)

互通區(qū)主線平曲線組成為R-720m+直線+R-1300m，主線為連續(xù)上坡，最大縱坡為3.328%。主線在既有S212線北側(cè)20米布設(shè)，在跨越既有垃圾填埋場時設(shè)置了15X40+5X30（左幅）的赫章互通主線橋。

2、匝道布設(shè)

主線與被交道高差達140米，通過連接線連續(xù)上坡克服了約100米高差。畢節(jié)至赫章雙方向（B、C匝道）相對高差較?。?9米），地形起伏小，布設(shè)空間較大，難度較低。威寧至赫章雙方向（D、E匝道），高差大（40米），地形起伏大，空間狹窄，除布設(shè)D、E匝道外，還需布設(shè)A匝道和S212改線，需在105米的橫向空間布設(shè)多條線路，同時，各線路之間存在一定的高差，其中D匝道與S212之間最大高差達17米，而平面距離僅20米。本互通的設(shè)計難點有兩處：1）對D匝道進行展線布設(shè)，解決高差問題；2）通過對平、縱、橫、路基支檔及構(gòu)造物的布設(shè)，充分利用空間，減少施工難度，同時降低工程造價和工程規(guī)模。

1）匝道布設(shè)

本互通布設(shè)中，D匝道布設(shè)最為困難。D匝道與主線銜接處主線縱坡為3.328%（坡長1000米），如D匝道直接采用較大縱坡銜接，將不滿足規(guī)范對坡長的要求，需對主線縱坡進行必要的調(diào)整。但經(jīng)過分析，D匝道分流鼻前后位于主線凹型豎曲線范圍，D匝道與主線銜接處實際縱坡為2.717%，屬于緩坡的范圍，因此在流出主線后，D匝道可采用較大縱坡實現(xiàn)快速有限的克服高差。赫章地區(qū)凍雨較為普遍，冬季路面結(jié)冰嚴重，為保證行車安全，雖為困難地形，但設(shè)計中未增加1%的縱坡。為保證克服高差的需要，結(jié)合主線橋的布設(shè)情況，充分適應(yīng)地形和主線橋下空間進行布設(shè)，最終平面最小半徑為50米，縱斷面采用以下的2.717%+3.95%+2.904%+3.6%+0.28%的連續(xù)下坡，匝道長度為1180m，根據(jù)規(guī)范規(guī)定采用了單車道出入口的雙車道設(shè)計。

2）總體橫向布設(shè)

布設(shè)的另一個難點在為橫向布設(shè)，通過下面的模型可以看出，從左往右分別布設(shè)了E匝道、主線、D匝道、S212、D匝道、A匝道。各線路之間最大高差為D匝道與S212之間的17米，平面間距為20米。設(shè)計中，對多條線路同時進行平、縱、橫設(shè)計總體互動的設(shè)計手段，有效的保證了該互通方案的可行。通視，參考地勘資料，互通范圍內(nèi)全部為灰?guī)r，地基承載力較大，采用了樁板墻、路堤墻、路肩墻等多種路基支檔相結(jié)合的方案，避免采用橋梁方案，縮小了工程及投資規(guī)模。

四、結(jié)束語

變異互通受地形制約橫向布設(shè)空間十分緊張，特別是在相鄰線路之間橫向高差的處理上，難度較大。因此，動態(tài)的多線路互動設(shè)計十分重要，本次互通設(shè)計，有效的采用了計算機數(shù)模等先進手段，對各線路進行了動態(tài)設(shè)計，有效的控制了互通規(guī)模，目前，該互通即將實施完成。

參考文獻：

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交通部公路司 降低造價（2005版）公路設(shè)計指南北京：人民交通出版社 2005年。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。