山海高速公路終點接線及互通方案研究

唐登科，蘭旭，張鍇

(中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

隨著高速公路路網(wǎng)的加密，設(shè)計中路線走向與地方規(guī)劃、征地拆遷、路網(wǎng)銜接等方面的沖突與矛盾也越來越多，特別是路線終點與現(xiàn)有高速公路銜接位置的確定，既要考慮路線在路網(wǎng)布局中的總體走向，又要兼顧現(xiàn)有高速公路上已建互通的位置、形式及節(jié)點附近地形地物、規(guī)劃、互通設(shè)置條件及建設(shè)規(guī)模等多方面因素。對于終點接線及樞紐互通設(shè)計的重難點，已有很多專家學者及設(shè)計人員對此作了相應(yīng)的研究與工程實踐，如吳善根等在樂昌市廣州公路終點接線方案研究中，通過不同位置的“T”形相接和直接對接的方案，對高速公路大通道接入大型城市存在多條公路相接條件下的節(jié)點位置和方式選擇提供了參考；劉景生等在大廣高速公路里仁復合式互通設(shè)計實踐中，分析了復合式互通設(shè)計中出現(xiàn)的交織段長度、通行能力及老互通改造利用的問題；梁海文通過渝黔高速公路南桐復合式互通設(shè)計實踐，探討了復雜地形和鐵路立交交叉條件下選型的思路和方法；盧耀軍等通過對古田樞紐互通的建設(shè)條件與設(shè)計難點的分析，闡述了對受限制因素較多的情況下城市互通立交方案的設(shè)計。總的來說，已有終點接線及樞紐互通的研究與設(shè)計實踐成果，主要集中在單一的對終點接線如何并入復雜城市路網(wǎng)的研究，或者是在各種限制條件下對復雜互通的方案設(shè)計如何滿足功能及造價方面的考慮，對于如何將終點接線與終點互通方案結(jié)合起來考慮的論述相對較少。

該文結(jié)合海南省五指山至保亭至海棠灣高速公路(簡稱“山海高速”)的終點接線及互通方案的研究過程，將終點接線位置的選擇與終點互通方案的布設(shè)統(tǒng)籌考慮，以達到接線位置優(yōu)、互通布設(shè)合理、社會影響小、工程造價省的目的。

1 工程概況

“山海高速”是海南中線高速公路及海南省田字形高速公路網(wǎng)的重要補充部分，設(shè)計速度為100 km/h，路基寬度為26 m，雙向四車道。路線起于五指山市暢好農(nóng)場九隊，順接國高網(wǎng)G9811(中線高速公路)五指山連接線，經(jīng)五指山、保亭，終于三亞市海棠灣區(qū)藤橋鎮(zhèn)，與東線高速公路對接，路線全長55.865 km。項目終點干擾因素多，主要有三亞市海棠灣區(qū)規(guī)劃、東環(huán)鐵路、東線高速公路及現(xiàn)有互通分布、國道G223線、生態(tài)紅線區(qū)、基本農(nóng)田、地形地物等諸多影響因素，終點接線位置及終點互通方案的擬定是該項目的重難點，詳見圖1。

圖1 終點接線方案示意圖

2 終點接線方案研究

根據(jù)項目立項批復和服務(wù)終端的需求，并結(jié)合三亞市總體規(guī)劃和海棠灣區(qū)規(guī)劃，項目終點確定為對接海棠區(qū)的東線高速公路。該區(qū)域內(nèi)東線高速公路有3處互通，分別為海棠灣互通、藤橋互通及土福灣互通(圖1)。

土福灣互通位于陵水縣，距離三亞約30 km，如對接土福灣互通路線需連續(xù)跨越藤橋東河和東環(huán)鐵路，橋梁規(guī)模、施工難度及拆遷量巨大，同時該互通正在進行接國道G223的十字樞紐改造，該項目節(jié)點無法直接利用改建中的互通，因此該節(jié)點方案直接舍棄(圖1中方案4)；海棠灣互通北側(cè)為山嶺、檳榔谷景區(qū)及東環(huán)鐵路，東環(huán)鐵路為隧道，路線與海棠灣互通對接不僅隧道規(guī)模大，與東環(huán)鐵路交叉難度也較大，海棠灣互通與藤橋互通之間受生態(tài)紅線、赤田水庫、仲田水庫、沙牛坡水庫、基本農(nóng)田、特殊用地的限制(南田溫泉、水廠、部隊用地等)，路線布設(shè)困難，同時線位與東線高速公路并行，工程目的不明確(圖1中方案5)，予以舍棄。因此，工可終點的接點主要考慮藤橋互通與土福灣互通之間，經(jīng)研究共布設(shè)了2個終點節(jié)點3條接線方案，如圖2所示。

圖2 藤橋互通節(jié)點詳圖

接線方案1：項目終點與龍海路對接。該方案優(yōu)點：高速公路直接對接海棠灣互通，路線走向順適，與五指山往返三亞的主交通流向相匹配，同時兼顧海棠灣區(qū)上下山海高速的便利條件。主要缺點：主線對接龍海路后現(xiàn)有龍海路交通中斷，需增設(shè)互通落地，另外山海高速與東線高速的交通轉(zhuǎn)換必須通過現(xiàn)狀全苜蓿葉互通和單喇叭互通進行，轉(zhuǎn)換效率低，路網(wǎng)銜接不合理，交通組織復雜，需對整個海棠灣互通進行升級改造，工程造價高、社會影響大，同時占用基本農(nóng)田較多。

接線方案2：項目終點與原藤橋互通的A匝道對接，是方案1的優(yōu)化。方案優(yōu)點：與A匝道對接避免對龍海路的干擾，同時僅通過單喇叭連接東線高速，交通轉(zhuǎn)換相對方案1順暢。主要缺點：① 主線與A匝道對接，因A匝道為雙向雙車道，需對整個互通進行改造，同時交通組織復雜易導致交通事故及擁堵，互通改造工程規(guī)模大、社會影響大；② 主線需同時下穿渡槽及東環(huán)鐵路，凈空和凈寬不夠，需對渡槽進行拆橋，規(guī)模巨大；③ 路線完全布設(shè)于農(nóng)田區(qū)，與耕地保護政策相違背；④ 改造后國道G223車輛無法通過該節(jié)點上下東線高速，需要增設(shè)互通。

接線方案3：根據(jù)終點附近地形、地方路網(wǎng)規(guī)劃等情況，在升昌水庫附近接東線高速，適當加大了與土福灣互通距離，避免終點互通與土福灣互通設(shè)置為復合互通。方案優(yōu)點：① “高高”直接對接，交通轉(zhuǎn)換順暢，效率高；② 互通布設(shè)相對簡單，工程造價低、對地方影響小。主要缺點：互通距離隧道較近，設(shè)計時需控制互通出入口與隧道的距離。

經(jīng)綜合比較，從路線布設(shè)的控制因素、交通轉(zhuǎn)換便捷性、建設(shè)規(guī)模、占用基本農(nóng)田、社會影響、工程造價等方面考慮，推薦采用方案3，即終點位于升昌水庫附近。

3 終點互通方案研究

該項目終點互通即海棠灣北樞紐互通位于三亞市海棠灣區(qū)海棠灣鎮(zhèn)東側(cè)，為路線終點與東線高速相接的樞紐互通，項目主線設(shè)計車速為100 km/h，路基寬度為26 m，東線高速設(shè)計車速為100 km/h，路基寬度為24.5 m。根據(jù)前期研究成果，2040年底五指山至?？诤腿齺喎较蚪煌糠謩e為5 245和10 649 pcu/d，互通中主交通量為五指山往返三亞方向，次要交通量為五指山往返?？诜较颍训涝O(shè)計速度為40～70 km/h。

從互通形式以及互通是否與地方路連接的方面考慮共布設(shè)了3種互通形式，分別為T形互通、完全十字形互通和不完全十字形互通。T形互通為“高高”相接的互通，不考慮互通接海棠灣區(qū)地方道路；完全十字形互通為接地方路的全方向樞紐互通；不完全十字形互通在T形互通基礎(chǔ)上增加地方路上下山海高速的匝道，并結(jié)合東線高速上現(xiàn)有互通位置(圖1)，考慮到該項目終點互通距離藤橋互通4.3 km，距離土福灣互通2.4 km，海棠灣區(qū)往返三亞及?？诜较蚪煌骺赏ㄟ^藤橋互通、土福灣互通解決，因此不設(shè)置地方路上下東線高速的匝道。

3.1 互通方案1(左轉(zhuǎn)迂回型T形互通)

根據(jù)JTG/T D21-2014《立體交叉設(shè)計細則》5.6.2中關(guān)于出口形式的規(guī)定：“當分流交通量主次分明時，次交通流宜統(tǒng)一于主交通流的右側(cè)分流”，該互通五指山往?？诜较蚪煌考s為往三亞方向的一半，同時考慮到互通東側(cè)升昌水庫的位置，將互通方案布置為左轉(zhuǎn)迂回型T形互通。一方面使五指山至?？诜较虻淖筠D(zhuǎn)匝道采用右出左進的形式，與交通量相匹配；另一方面也避免了匝道布設(shè)于升昌水庫內(nèi)，導致匝道橋梁規(guī)模大，對水庫干擾大的不足。該方案三亞往返五指山匝道按照70 km/h設(shè)計車速，采用較高的平面指標，以適應(yīng)主要轉(zhuǎn)向交通量需要，其余匝道設(shè)計車速為40～50 km/h。方案1平面圖見圖3。

圖3 海棠灣北樞紐互通方案1平面圖

3.2 互通方案2(三環(huán)+半定向型全互通)

為了提高該項目與東線高速及地方路(椰州路)的全互通轉(zhuǎn)換效率，擬定了十字三環(huán)+半定向型全互通方案。根據(jù)各轉(zhuǎn)向交通量的大小，將三亞至五指山方向匝道設(shè)置為半定向匝道，其余方向左轉(zhuǎn)匝道均設(shè)置為環(huán)形匝道，其中五指山方向接地方道路(椰洲路)的匝道根據(jù)主次交通流的關(guān)系，設(shè)計中考慮右側(cè)流出。三亞往返五指山匝道按照60 km/h設(shè)計車速，采用較高的平面指標，以適應(yīng)主要轉(zhuǎn)向交通量需要，其余匝道設(shè)計車速為40～50 km/h。方案2平面圖見圖4。

圖4 海棠灣北樞紐互通方案2平面圖

3.3 互通方案3(左轉(zhuǎn)迂回+定向匝道接地的不完全互通)

根據(jù)東線高速上現(xiàn)有互通位置、交通量大小和終點區(qū)域路網(wǎng)情況，從減少對地方規(guī)劃的干擾、降低工程造價、節(jié)省占地、方便征拆的角度考慮，增加了左轉(zhuǎn)迂回+2條定向匝道接地的不完全互通方案，即在方案1的基礎(chǔ)上增加了接地匝道，接地匝道設(shè)計車速為40 km/h。方案3平面圖見圖5。

圖5 海棠灣北樞紐互通方案3平面圖

3.4 互通方案比選

海棠灣北樞紐互通各方案主要工程數(shù)量比較如表1所示。

表1 海棠灣北樞紐互通方案比較

分析表1可得3個互通方案的優(yōu)缺點。

(1)互通方案1。優(yōu)點：互通規(guī)模小，主交通流方向運行快捷順暢，匝道分流形式符合交通量轉(zhuǎn)向情況，具有較大的通行能力和較高的服務(wù)水平且對海棠灣區(qū)的規(guī)劃及升昌水庫干擾小。缺點：無法實現(xiàn)與椰州路對接的需求。

(2) 互通方案2。優(yōu)點：實現(xiàn)了項目與東線高速及海棠灣地區(qū)全互通的需求，提高了區(qū)域內(nèi)交通轉(zhuǎn)換效率。缺點：① 互通形式復雜，車輛在互通內(nèi)容易出現(xiàn)誤行，五指山至海棠灣匝道與五指山至三亞匝道分流點距離南田隧道洞口很近(距離僅為333 m)，駕駛者識別及變道距離不足，容易在隧道出口及匝道分流處發(fā)生交通事故，安全隱患極大；②互通工程規(guī)模大，征地拆遷量大(需拆遷邊防派出所及三亞海棠灣敬老院)，另對規(guī)劃IT產(chǎn)業(yè)園和海洋橫路干擾大，工程造價高、征拆難度大。

(3) 互通方案3。優(yōu)點：互通規(guī)模適中，與重要控制地物無干擾(如邊防派出所、敬老院、規(guī)劃IT產(chǎn)業(yè)園等)，主交通流方向運行快捷順暢，具有較大的通行能力和較高的服務(wù)水平，同時滿足了五指山上下海棠灣區(qū)域的需求。缺點：較方案1增加兩條接地匝道，造價略高。

經(jīng)綜合比選，充分考慮地方規(guī)劃、征地拆遷、互通規(guī)模以及東線高速上現(xiàn)狀互通的位置等因素，推薦采用方案3，即左轉(zhuǎn)迂回+定向匝道接地的不完全十字形互通方案，兼顧工程造價與地方交通需求，海棠灣區(qū)域上下東線高速的交通流，向海口方向可經(jīng)椰州路由現(xiàn)狀土福灣互通(2.4 km)上下，向三亞方向可由現(xiàn)狀藤橋互通(4.3 km)或海棠灣互通上下，車輛基本上不繞行。

4 結(jié)語

高速公路終點方案的確定不僅要考慮接線方案還要兼顧互通的布設(shè)條件，在論證過程中要把路線和互通方案結(jié)合起來進行多方案比選。該文通過對山海高速公路終點接線和互通方案的研究，較好地解決了受地形、控制性地物、規(guī)劃、土地性質(zhì)、現(xiàn)狀路網(wǎng)及互通位置等多因素限制條件下終點接線和互通的布設(shè)問題，并通過現(xiàn)狀東線高速上互通的位置，靈活選用互通形式，采用左轉(zhuǎn)迂回+2條定向匝道接地的不完全互通，既滿足了地方交通需求，又兼顧了地方規(guī)劃和建設(shè)規(guī)模，取得了良好效果。