楊 郴

(湖南省張桑高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南 張家界 427000)

1 工程概況

桑張高速公路起點(diǎn)為桑植縣城西北的南岔附近，止于張家界市永定區(qū)尹家溪鎮(zhèn)巖榨村，途經(jīng)桑植縣洪家關(guān)鄉(xiāng)、澧源鎮(zhèn)、劉家坪鄉(xiāng)、瑞塔鋪、利福塔鎮(zhèn)，永定區(qū)橋頭鄉(xiāng)，教字埡鎮(zhèn)、茅溪河管理處，尹家溪鎮(zhèn)。全長47.049 km，設(shè)計速度為80 km/h，主線標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為雙向四車道，路基寬24.5 m。武陵源西互通式立體交叉出口匝道接G353(原省道S228，為設(shè)計速度40 km/h、路基寬度8.5 m 的二級公路，是目前桑植縣通往張家界市的主要通道)，除聯(lián)系周邊橋頭、教字埡、羅水、溫塘、中湖等鄉(xiāng)鎮(zhèn)外，主要可通過G353、S305(擬建為設(shè)計速度60 km/h、路基寬度12 m 的二級公路)，通往張家界市武陵源風(fēng)景區(qū)西大門。

2 互通式立體交叉選型的一般原則

互通立體交叉型式的選定［1，2］需要考慮的因素甚多，主要有:技術(shù)指標(biāo)(設(shè)計車速、用地范圍、征用土地、土石方數(shù)量等)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(投資額)、被交道路性質(zhì)、通行能力(交通量、交通組成、交通條件等)、地形與地物的影響、收費(fèi)島與站房的設(shè)置、對環(huán)境市容的影響等。主要依據(jù)以下原則［3］:

1)型式的選定應(yīng)為主交通發(fā)生源提供最便捷的服務(wù);

2)型式的選定應(yīng)為交通流提供安全、順暢的運(yùn)行條件，應(yīng)與特征年預(yù)測交通量相匹配;

3)型式的選定應(yīng)考慮被交道路的等級，保持協(xié)調(diào)的服務(wù)水平，使互通及其附近路段交通平穩(wěn)流暢;

4)型式的選定應(yīng)有良好的方向識別性，盡量滿足一條公路上互通立體交叉出入口型式的一致性;

5)型式的選定應(yīng)考慮交叉處的地形、地物、地質(zhì)條件，在互通立體交叉布局合理的前提下盡量降低工程造價。

3 交通量預(yù)測

根據(jù)交通量預(yù)測，2015年及2034年桑植至張家界主交通量、桑植至G353 轉(zhuǎn)向交通量和張家界至G353 轉(zhuǎn)向交通量見圖1。近期及遠(yuǎn)景交通主流方向均為武陵源往返桑植方向。

4 武陵源西互通方案及比選

在方案研究階段對于本項目的特點(diǎn)和互通叉心位置進(jìn)行了詳細(xì)的研究，經(jīng)分析特點(diǎn)如下:

1)桑張高速主線途經(jīng)區(qū)域多以低山、丘陵為主，地形復(fù)雜，地勢起伏較大，半填半挖路段較多;又因溝谷密布，水系發(fā)達(dá)，主線設(shè)置橋梁、隧道較多，橋隧比達(dá)到40%。

2)沿線各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地面積少，其中山谷之間冷浸田較多，良田面積更低，如橋頭、教字埡人均水田面積僅 6～7 分左右。

綜上所述，本互通既要滿足交通流安全、順暢的運(yùn)行，又要盡可能降低工程數(shù)量，減少征地拆遷數(shù)量，叉心位置的選擇相對較復(fù)雜，沿線可供選擇的位置不多。經(jīng)反復(fù)研究，可供選擇的叉心位置在中灣口村朝日峪水庫至覃家拐段較為合適。該段主線所經(jīng)地形較為平緩，互通主體工程可設(shè)于山上，盡可能少占良田。在設(shè)計階段對該處進(jìn)行了3 個互通布設(shè)方案的必選，分述如下。

4.1 方案一

見圖2，方案一主線比較段起訖樁號為K27+180～K32+137.1，該方案互通立交位于中灣口村朝日峪水庫附近，互通型式為A 型單喇叭，匝道下穿主線，叉心樁號 K28+399.85，交叉角度105°，匝道設(shè)計速度40 km/h，內(nèi)環(huán)匝道半徑50 m，最大縱坡4%，L 匝道在覃家拐村與G353 呈T 型交叉，交角73°。互通范圍內(nèi)主線技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，豎曲線滿足視距要求，互通線形較流暢，范圍內(nèi)通視狀況良好，與交通流向適應(yīng)性較好，有利于主流方向(桑植—教字埡)的車輛上下高速。

圖2 方案一互通型式

4.1.1 優(yōu)點(diǎn)

1)利用地形展線，各匝道高填深挖路段短，填挖數(shù)量少;匝道僅在與桑植端主線相接處及跨甘溪河支流設(shè)有橋梁，其余均為路基，匝道橋梁長度146 m。

2)匝道與G353 平交處至互通匝道合流端距離為920 m，利于收費(fèi)島和站房布設(shè)。

3)該互通方案造價較低，初步測算為建安費(fèi)40 877.69 萬元(包括主線4.957 km)。

4.1.2 缺點(diǎn)

1)占用水田7.82 hm2，其中互通匝道及收費(fèi)島占用水田約4.88 hm2。

2)該互通占用了朝日峪水庫，經(jīng)調(diào)查，該水庫水面約為0.8 hm2，匯水面積約為0.13 km2，灌溉下游約6.67 hm2的水田。占用該水庫后，若僅靠從甘溪河支流抽水進(jìn)行灌溉，不能完全滿足要求，需在該水庫以南約260 m 處新設(shè)一處水庫，匯水面積約0.17 km2。

4.2 方案二

見圖3，方案二主線起訖樁號為 K27+180～K32+139.07，該方案互通立交位于覃家拐村附近，區(qū)內(nèi)G353 省道與甘溪河支流之間為農(nóng)田，河流西側(cè)山丘分布較多，高差較大，且覃家拐村至教字埡鎮(zhèn)分布有較多民房?；ネㄐ褪綖锳 型單喇叭，匝道下穿主線，叉心樁號K29+641.2，交叉角度67°，匝道設(shè)計速度40 km/h，內(nèi)環(huán)匝道半徑50 m，最大縱坡5%，L 匝道在覃家拐村與G353 呈T 型交叉，交角70°。互通范圍內(nèi)主線技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，豎曲線滿足視距要求，互通線形較流暢，范圍內(nèi)通視狀況良好。

圖3 方案二互通型式

4.2.1 優(yōu)點(diǎn)

1)避開了朝日峪水庫，占用水田少3 hm2。

2)L 匝道建設(shè)里程較方案一短468 m。

4.2.2 缺點(diǎn)

1)出口匝道從與G353 相接處至匝道合流端僅390 m，收費(fèi)島布設(shè)比較緊湊，且收費(fèi)島東側(cè)為居民密集區(qū)，西側(cè)為甘溪河支流，若收費(fèi)站房、養(yǎng)護(hù)工區(qū)、管理工區(qū)合建，征地拆遷數(shù)量較大，且需要改河約470 m，改移G353 公路1.1 km，改移機(jī)耕道820 m，對近百戶居民的出行會產(chǎn)生一定的影響。

2)由于出口匝道與G353 相接處標(biāo)高H =292 m，與最低處相差約22 m，收費(fèi)島平均填高為16 m左右，導(dǎo)致匝道橋梁、土石方等數(shù)量均較大。

3)由于L 匝道走向與主要車流相反，導(dǎo)致桑植－教字埡方向車輛運(yùn)行里程長約0.6 km，且與G353 平交處主流方向欠順暢。

4)互通設(shè)于此處，主線平、縱面進(jìn)行了調(diào)整后，主線的土石方會增加18.3 萬m3。

5)該互通方案造價較高，初步測算建安費(fèi)為44 079.03 萬元(包括主線4.959 km)。

4.3 方案三

見圖4，方案三互通立交位于中灣口村的朝日峪水庫附近，互通型式為A 型單喇叭，匝道下穿主線，叉心樁號K28+460，交叉角度70°，匝道設(shè)計速度40 km/h，內(nèi)環(huán)匝道半徑50 m，最大縱坡4.5%(C匝道)，L 匝道在李三坪村與 G353 呈 T 型交叉，交角90°?；ネǚ秶鷥?nèi)主線技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，豎曲線滿足視距要求，互通線形較流暢，范圍內(nèi)通視狀況良好。

4.3.1 優(yōu)點(diǎn)

1)合理利用地形展線，各匝道高填深挖路段短，填挖數(shù)量少;匝道僅在與桑植端主線相接處及跨甘溪河支流設(shè)有橋梁，其余均為路基，匝道橋梁長度126 m。

2)匝道與G353 平交處至互通匝道合流端距離為590 m，利于收費(fèi)島和站房布設(shè)。

3)互通匝道基本避開了朝日峪水庫，對下游水田的灌溉基本沒有多少影響。

4)互通主匝道較方案一短280 m。

4.3.2 缺點(diǎn)

1)管理區(qū)約2.67 hm2用地全部為較好的水田。

2)與G353 平交口離教字埡較遠(yuǎn)，主流方向的車輛繞城距離較長。

4.4 互通立交方案比選

針對各方案優(yōu)缺點(diǎn)的分析，從征用土地、拆遷建筑物、土石方數(shù)量、工程規(guī)模及建安費(fèi)等方面，對各方案進(jìn)行比較［4，5］，見表1。

互通方案二可以解決方案一占用水田、水庫等問題，土石方、防護(hù)排水、路面、涵洞通道等數(shù)量也均略少于方案一，但匝道橋梁增長較多，總體造價較方案一高3 201.34 萬元，加之收費(fèi)站站房難以布設(shè)，并對該區(qū)域內(nèi)居民出行存在一定的影響;互通方案三主匝道較短，橋梁少，總體造價較低，但收費(fèi)站占用良田較多，出口接G353 往武陵源方向主要車流繞行距離長。經(jīng)綜合分析比較，推薦方案一作為武陵源西互通的推薦方案。

圖4 方案三互通型式

表1 武陵源西互通主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較表

5 結(jié)語

互通式立交選型時，應(yīng)從工程實際出發(fā)，因地制宜，對該地區(qū)的交通條件、社會條件、自然條件等進(jìn)行廣泛、深入細(xì)致地調(diào)查和勘測。根據(jù)被交道路的特點(diǎn)、各方向交通量組成和大小以及立交范圍內(nèi)地形、地物分布等情況，在充分分析與研究基礎(chǔ)上進(jìn)行合理布置匝道，組織好各方向交通，使車輛快速順暢通過。

互通式立交方案的確定應(yīng)正確使用各要素指標(biāo)，從環(huán)境適應(yīng)性、安全性、技術(shù)特征、交通適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)效益等因素進(jìn)行綜合比選，最終確定“安全、環(huán)保、舒適、和諧”的互通方案。武陵源西互通立交方案通過交通量的論證分析，從滿足服務(wù)水平、功能要求、工程規(guī)模、征地拆遷等多方面比選，得出了較為經(jīng)濟(jì)合理的 A 型單喇叭推薦方案，節(jié)約造價達(dá)3 201.34 萬元，達(dá)到了預(yù)期目的。

［1］JTG D20—2006，公路路線設(shè)計規(guī)范［S］.

［2］高速公路叢書編委會.高速公路立交工程［M］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］劉智春.武漢市岳家嘴互通式立交選型與設(shè)計［J］.交通科技，2009(3):97 －99.

［4］李 剛.互通立交形式的比較和選擇原則［J］.黑龍江科技信息，2008(14):196 －221.

［5］盧秀娟.弓魚互通設(shè)計方案比選［J］.華東公路，2008(4):15 －17.