汕頭市海灣隧道地下互通立交選型研究

王洪剛，徐瑩暉

（1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 天津市300133；2.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣州市 510000）

汕頭市海灣隧道地下互通立交選型研究

王洪剛1，徐瑩暉2

（1.中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 天津市300133；2.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣州市 510000）

以廣東省汕頭市海灣隧道中山東路地下互通立交為例，對(duì)地下互通立交匝道選型進(jìn)行研究，提出幾種不同的設(shè)計(jì)方案，統(tǒng)籌考慮不同方案的功能特點(diǎn)、占地面積、環(huán)境影響、交通安全、工程經(jīng)濟(jì)等因素，對(duì)立交的形式進(jìn)行多方案比選，確定合理的立交設(shè)計(jì)方案，為今后水下隧道地下互通立交設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

地下互通立交；立交選型；方案設(shè)計(jì)；功能特點(diǎn)；工程經(jīng)濟(jì)

1　引言

汕頭市海灣隧道工程是一項(xiàng)規(guī)模宏大的跨海工程，跨越汕頭內(nèi)海灣，海域長約3.5km，是《汕頭市城市總體規(guī)劃》［1］中確定的四條跨海通道之一，是《汕頭市干線公路網(wǎng)》規(guī)劃縱線之一，也是國道G324汕頭市區(qū)段的復(fù)線，位于已建的海灣大橋和礐石大橋之間，上下游相距約8km。

海灣隧道為雙向六車道大直徑盾構(gòu)海底隧道，起點(diǎn)位于龍湖區(qū)天山南路與金砂東路平交口，終點(diǎn)位于虎頭山腳，與規(guī)劃的安海路相接，線路全長6.68km，設(shè)特長隧道1座（5.3km），互通立交2處，管控中心1處，收費(fèi)站1處，風(fēng)塔2座。

北岸中山東路地下互通立交位于華僑公園與長平東路之間，是連接海灣隧道與中山東路、長平東路的地下連接線。距離北岸項(xiàng)目起點(diǎn)約1.1km，距汕頭灣約0.8km。

該項(xiàng)目的地理位置見圖1。

2　互通式立交設(shè)計(jì)原則

互通立交設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮路網(wǎng)情況、交叉道路、交通量、交通組成、收費(fèi)制式、地形、地物、地質(zhì)、環(huán)境條件、是否預(yù)留等各種因素。本項(xiàng)目互通立交設(shè)計(jì)主要依據(jù)以下設(shè)計(jì)原則［2］：

（1）根據(jù)沿線互通立交布置情況，結(jié)合路網(wǎng)現(xiàn)狀和遠(yuǎn)期規(guī)劃以及片區(qū)發(fā)展規(guī)劃，選擇合適的被交叉道路，合理確定各互通立交的轉(zhuǎn)向交通流及立交型式，滿足各交通流轉(zhuǎn)向的交通功能需求，統(tǒng)一考慮區(qū)間的交通組織與轉(zhuǎn)換；

（2）立交布線與現(xiàn)場(chǎng)地形、地物相協(xié)調(diào)，盡量減少高挖高填、少占土地、少拆遷民房及電力、電訊等設(shè)施；

（3）注重立交造型，線形流暢，立交幾何布線力求簡單，盡量避免匝道間的過多纏繞，交通流向清晰，力求造型美觀、大方；

（4）根據(jù)遠(yuǎn)景年預(yù)測(cè)交通量、被交道路等級(jí)確定合理的互通立交類型、匝道設(shè)計(jì)速度、匝道車道數(shù)及互通立交設(shè)計(jì)所需的一些相關(guān)參數(shù)；

（5）在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的前提下，合理選取設(shè)計(jì)指標(biāo)，從而達(dá)到盡量降低造價(jià)的目的；

（6）在滿足立交交通功能需求的前提下，通過方案比選盡量采用工程造價(jià)低、實(shí)施難度小、利于可持續(xù)發(fā)展的方案。

3　設(shè)計(jì)條件

3.1交通流量分析

中山東路互通立交主要實(shí)現(xiàn)海灣隧道與中山東路的交通轉(zhuǎn)換，隧道主線連接天山南路，通過各匝道設(shè)置實(shí)現(xiàn)與中山東路的聯(lián)系。根據(jù)海灣隧道交通專項(xiàng)規(guī)劃成果，中山東路地下互通立交建成20年后的交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見圖2。根據(jù)交通流特點(diǎn)，進(jìn)出匝道均可設(shè)置為單車道。

3.2地形、地質(zhì)條件分析

海灣隧道工程地跨汕頭市區(qū)、汕頭港灣和南岸濠江區(qū)，從地貌特征分析，項(xiàng)目跨越三個(gè)不同的地貌單元，南部為丘陵區(qū)，基巖埋藏淺，地形高低起伏，建筑物少。北部為濱海三角洲平原區(qū)，基巖埋深大，地勢(shì)低平，為居民區(qū)，其間高樓林立，巷道縱橫。中部為海區(qū)，其中汕頭國際集裝箱碼頭占據(jù)部分地域。航道區(qū)水運(yùn)交通發(fā)達(dá)，為出入榕江水系的黃金水道，水深3～13.5m。

中山東路地下互通立交地處濱海三角洲沖積海積平原區(qū)（Ⅰ區(qū)），絕對(duì)標(biāo)高2～4m，相對(duì)高度1～2m。松散層由人工填土、海相沉積、海陸交互相沉積的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、細(xì)～粗砂、礫砂組成。淤泥、淤泥質(zhì)土為軟土層，具高壓縮性、低承載力特點(diǎn)；細(xì)～粗砂、礫砂層厚，含水量豐富，水頭高，易發(fā)生突涌水。地勢(shì)均較平坦，水系發(fā)育，河流總體呈北西-南東走向，流向出?？凇?/p>

隧道北岸地質(zhì)縱斷面如圖3所示。

4　互通立交設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)分析

本立交主線（海灣隧道）為一級(jí)公路，被交路（中山東路）為城市主干路，而鑒于本立交位置位于城市中心區(qū)，故本立交的匝道與主線分合流段采用公路標(biāo)準(zhǔn)，與主線分離后采用市政標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）匝道設(shè)計(jì)速度

本立交主線和被交路的設(shè)計(jì)速度均為60km/h，故立交匝道的設(shè)計(jì)速度采用30～40km/h（注：其中內(nèi)環(huán)匝道的設(shè)計(jì)速度采用30km/h；其余匝道的設(shè)計(jì)速度采用40km/h）。

（2）匝道斷面型式

根據(jù)交流量預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際情況（隧道內(nèi)禁止超車），匝道斷面選用單車道斷面，如圖4所示。

（3）匝道設(shè)計(jì)線位置

單車道匝道設(shè)計(jì)線為行車道中心線。

（4）變速車道、漸變段設(shè)置

變速車道、漸變段采用形式及長度設(shè)置主要由主線、被交道路設(shè)計(jì)速度和匝道斷面型式確定。加、減速車道長度、輔助車道長度、以及漸變段長度不應(yīng)小于表1所列數(shù)值。為保證行車安全，均采用平行式。

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果和交通部頒發(fā)的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）［3］、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2006）［4］、《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》（CJJ 152-2010）［5］的規(guī)定，結(jié)合本項(xiàng)目所處位置的特點(diǎn)和立交功能，確定中山東路地下立交采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［6］見表2。

表1　變速車道長度及有關(guān)參數(shù)

表2　中山東路立交采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

5　立交方案及優(yōu)缺點(diǎn)分析

綜合考慮本立交的交通流特性、立交應(yīng)滿足的交通功能、地形地物的限制等因素，在初步設(shè)計(jì)階段對(duì)中山東路互通立交共提出了5個(gè)方案，其中方案一和方案二為同深度比較方案，方案三、方案四及方案五為定性分析方案。

5.1方案一（圖5）

北岸立交采用多級(jí)分流理念布設(shè)匝道，于中山東路設(shè)置一進(jìn)一出匝道，于中山東路與長平東路之間的天山南路設(shè)一進(jìn)一出平行匝道，于長平東路北側(cè)設(shè)置隧道主線敞開段，通過多匝道的設(shè)置以疏解北岸交通。匝道設(shè)計(jì)速度均為40km/h，最小曲線半徑為75m。敞開段匝道縱坡為6%，暗埋段最大縱坡為2.0%。

（1）優(yōu)點(diǎn)

①多級(jí)分流，交通組織簡單、方便；

②充分利用可用空間，無房屋拆遷；

③占地面積??；

④造價(jià)較低。

（2）缺點(diǎn)

①中山東路北側(cè)的隧道敞開段需永久占用龍湖溝約14m，且此段敞開段對(duì)景觀有影響；

②中山東路與隧道的左轉(zhuǎn)聯(lián)系不順暢，需通過地面掉頭實(shí)現(xiàn)。

5.2方案二（圖6）

在方案一基礎(chǔ)上增加橋梁回頭匝道，實(shí)現(xiàn)變異型中山東路互通立交方案。中山東路右進(jìn)右出匝道以及出口C匝道與方案一類似，不同之處在于天山南路進(jìn)口D匝道出地面后以橋梁形式上跨龍湖溝，采用回頭匝道形式接入天山南路，而后與中山東路相連。其中將中山東路與長平東路間的天山南路改為由南向北的單行道，以解決C匝道與天山南路的對(duì)向交通問題。本方案A、B、C匝道設(shè)計(jì)速度為40km/h，D匝道設(shè)計(jì)速度為30km/h。隧道最小半徑72m，最大縱坡敞開段6%、暗埋段4%；橋梁最小半徑50m，最大縱坡5%。

（1）優(yōu)點(diǎn)

①變異型互通立交，將地下匝道改為地上匝道，安全性提高；

②充分利用可用空間，無房屋拆遷。

（2）缺點(diǎn)

①中山東路北側(cè)的隧道敞開段需永久占用龍湖溝約14m，且此段敞開段對(duì)景觀有影響；

②無法實(shí)現(xiàn)多級(jí)分流；

③主線洞口位于大跨段，且為匝道分合流位置，存在安全隱患；

④橋梁段對(duì)景觀有影響；

⑤中山東路與長平東路間的天山南路需改為由南向北的單行道，對(duì)現(xiàn)狀交通有影響。

5.3方案三（圖7）

本方案A、B匝道設(shè)計(jì)速度為40km/h，C、D匝道設(shè)計(jì)速度為30km/h。A、B匝道為正常右進(jìn)右出匝道；進(jìn)口C匝道下穿隧道主線而后并入主線；出口D匝道出地面后，通過地面道路掉頭沿龍湖溝東側(cè)道路南行，而后轉(zhuǎn)入中山東路。A匝道曲線半徑為70m；B匝道曲線半徑為160m；C匝道曲線半徑為80m、55m；D匝道為平行匝道，接地后地面道路曲線半徑為30m。敞開段匝道縱坡為6%，暗埋段最大縱坡為4.2%。

（1）優(yōu)點(diǎn)

①右進(jìn)右出方式實(shí)現(xiàn)全互通，交通組織簡單方便；

②充分利用了有效綠地空間，無房屋拆遷；

③對(duì)周邊環(huán)境影響小。

（2）缺點(diǎn)

①中山東路左轉(zhuǎn)進(jìn)隧道的匝道為地下小半徑，存在安全隱患；

②地面回頭道路需架設(shè)一段橋梁于龍湖溝頂，約100m長、15m寬。

由于此方案存在地下小半徑回頭匝道，因此僅作為定性比選方案。

5.4方案四（圖8）

中山東路采用雙Y型互通立交，進(jìn)出匝道洞門均位于中山東路。

（1）優(yōu)點(diǎn)

①匝道線性指標(biāo)較高，右進(jìn)、右出方式實(shí)現(xiàn)全方位互通；

②無需改變天山南路，對(duì)現(xiàn)狀交通影響小；

③無拆遷，對(duì)周圍環(huán)境影響小。

（2）缺點(diǎn)

①出口匝道侵入汕頭國際集裝箱碼頭西北角，侵入最大距離約34m；

②兩個(gè)進(jìn)口匝道合流為一處再并入主線，合流段存在一定的安全隱患。

由于此方案出口匝道均需下穿碼頭，需與碼頭協(xié)調(diào)，而碼頭協(xié)調(diào)難度極大，若無法協(xié)調(diào)，考慮預(yù)留，則無出口匝道，因此，此方案僅作為定性比選方案。

5.5方案五（圖9）

為減小對(duì)集裝箱碼頭的影響，利用龍湖溝及其東側(cè)的綠地設(shè)置全互通立交，進(jìn)出匝道洞門均設(shè)置在天山南路。

（1）優(yōu)點(diǎn)

①中山東路無需改造；

②對(duì)汕頭國際集裝箱碼頭影響相對(duì)較小。

（2）缺點(diǎn)

①出口匝道侵入汕頭國際集裝箱碼頭西北角，侵入最大距離約16m；

②中山東路進(jìn)出隧道均需要通過天山南路回旋掉頭實(shí)現(xiàn)，交通不便；

③碧霞南街東西向交通阻斷，需繞行；

④地下回頭曲線舒適度和安全性較差。

由于此方案進(jìn)出口匝道均為地下回頭曲線，行車安全性和舒適性較差，且中山東路車流均需轉(zhuǎn)入天山南路才可進(jìn)出隧道，因此，此方案僅作為定性比選方案。

6　立交方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

對(duì)本立交方案一、二進(jìn)行同深度技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案三、四、五僅作為定性比選方案，不再贅述。中山東路地下互通立交技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見表3。

表3　立交方案同深度技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表

兩方案皆充分利用綠地空間，設(shè)置互通立交形式。方案二無法實(shí)現(xiàn)多級(jí)分流，通過橋隧相接實(shí)現(xiàn)中山東路全互通，而此方案主線洞口位于大跨段，且為匝道分合流位置，存在安全隱患，因此不予推薦。綜合考慮交通服務(wù)功能、安全性、造價(jià)等因素，推薦方案一。

7　結(jié)語

本文通過對(duì)廣東省汕頭市海灣隧道工程中的北岸中山東路地下互通立交選型進(jìn)行研究，總結(jié)了立交選型所需要考慮的必要因素，即按照“安全、環(huán)保、舒適、以人為本”的設(shè)計(jì)理念，統(tǒng)籌考慮功能要求、行車安全、工程經(jīng)濟(jì)、占地面積、實(shí)施難度等影響因素，給出推薦方案。

［1］ 汕頭市人民政府.汕頭市城市總體規(guī)劃（2002-2020）［R］，2014.

［2］ 徐家鈺，程家駒.道路工程［M］.2版.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2014.

［3］ 中華人民共和國交通運(yùn)輸部.JTG B01-2014公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［4］ 中華人民共和國交通部.JTG D20-2006公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［5］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.CJJ 152-2010城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［6］ 中華人民共和國交通部.JTG D70-2004公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

Research on Type Selection of Underground Interchange in Shantou Bay Tunnel

WANG Hong-gang1，XU Ying-hui2
（1.China Railway Tunnel Survey&Design Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300133，China；2.Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou 510000）

Based on the Zhongshan East underground interchange in Shantou Bay tunnel in Guangdong Province，the article takes a research about selection of underground interchange，then proposing several different designs with a comprehensive considering on features，area，environment influences，traffic safety and engineering economic factors etc.The reasonable scheme is finally determined after a multiple plans selection of interchange types.This paper may provide a theoretical basis for the future design of underground interchange in underwater tunnel.

Underground interchange；Interchange selection；Plan design；Features；Engineering economy

U452.2

B

1673-6052（2016）03-0133-06

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.039