■宋瑞寬

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，福州 350004）

廈蓉線漳龍高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃“七橫”中廈門至成都高速公路（G76）的重要組成部分，也是福建省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的重要路段。 原有漳龍高速公路（以下簡(jiǎn)稱“老路”）龍巖境內(nèi)先行段于2000 年1 月建成通車，全線于2004 年12 月建成通車，是福建省建設(shè)的第一條沿海通往山區(qū)的高速公路，也是連接廈門與漳州、龍巖的經(jīng)濟(jì)主動(dòng)脈。 福建省漳州天寶至龍巖蛟洋高速公路改擴(kuò)建工程（以下簡(jiǎn)稱“本項(xiàng)目”）見圖1，是福建省第一條兼具山海特色的高速公路改擴(kuò)建工程。本項(xiàng)目起于漳州市南靖縣天寶鎮(zhèn)，終于龍巖市上杭縣蛟洋鄉(xiāng)，全長(zhǎng)123.6 km。

圖1 項(xiàng)目地理位置示意圖

本項(xiàng)目沿線地形起伏大，地質(zhì)條件復(fù)雜；沿線分布著公路、鐵路、高壓電力走廊、管網(wǎng)、建筑物、礦區(qū)等，項(xiàng)目受控因素極其復(fù)雜。 綜合考慮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、建設(shè)條件、工程造價(jià)、交通組織與交通安全、環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約等因素， 因地制宜采用改擴(kuò)建方案。改擴(kuò)建包含了原路擴(kuò)建和局部新建走廊兩種方案，原路擴(kuò)建涵蓋從兩側(cè)拼寬、 單側(cè)拼寬到分離增建、組合增建等多種高速公路加寬形式。

本研究對(duì)適中至莒舟路段（以下簡(jiǎn)稱“本路段”）改擴(kuò)建方案進(jìn)行深入探討，按照本項(xiàng)目擬定的改擴(kuò)建基本原則[1]，即交通流向明確、安全行車有利、通行能力提升、交通組織合理、隧道擴(kuò)建可行，對(duì)多方案進(jìn)行綜合比較，選定最合適的工程方案。

1 工程概況

本路段（K124+240～K130+240，文中樁號(hào)為設(shè)計(jì)樁號(hào)，下同）6 km 范圍，主要控制要素有：原有適中加水區(qū)（中心K124+840）、原有適中互通（中心K125+938）、原有后祠隧道（2+2 車道分離式隧道，進(jìn)口K126+480， 出口K127+500）、 原有合溪隧道（進(jìn)口K130+300），原有高速公路最小平曲線半徑R＝350 m 2 處（分別為適中互通區(qū)主線1 處，后祠隧道出口1 處），最大縱坡為5.974%，坡長(zhǎng)760 m，位于后祠隧道出口。

原有適中加水區(qū)布局較為局促，難以適應(yīng)遠(yuǎn)期交通發(fā)展的需求。 經(jīng)與省、市業(yè)主溝通，本次改擴(kuò)建將適中加水區(qū)改建為適中服務(wù)區(qū)（以下稱“適中服務(wù)區(qū)”）。

原有適中互通（圖2）位于龍巖市適中鎮(zhèn)，互通型式為主線上跨的B 型單喇叭， 與國(guó)道319 線平交，互通中心距原有適中服務(wù)區(qū)約1.1 km，老路互通區(qū)主線半徑為350 m（僅滿足V＝60 km/h 的互通區(qū)主線最小圓曲線半徑極限值），最大縱坡2%。 原有互通立交當(dāng)時(shí)基本能滿足通行能力要求，運(yùn)營(yíng)情況較好。

圖2 原有適中互通影像圖

適中互通主線采用左側(cè)分離的擴(kuò)建方式，擬按照主線V＝80 km/h 的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)老路進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)匝道流出段落滿足互通區(qū)主線平縱指標(biāo)要求。

莒舟樞紐互通為增建工程（相對(duì)于“老路”，增建工程簡(jiǎn)稱“新路”，下同），位于適中鎮(zhèn)莒舟村，采用主線分岔的立交型式。 通過該互通，老路和溪至適中（莒舟）作為4 車道上行線（指漳州往龍巖方向行車道，下同）+新建4 車道下行線（指龍巖往漳州方向行車道，下同），轉(zhuǎn)換為莒舟至龍門老路雙向4車道+新建莒舟至紅坊雙向6 車道。

2 工程方案分析

本路段原有適中服務(wù)區(qū)、適中互通、后祠隧道、莒舟樞紐互通，4 個(gè)節(jié)點(diǎn)距離很近，好比一串“糖葫蘆”，見圖3。 由于該路段需要完成主線交通的合流與分流；需要完成互通、服務(wù)區(qū)交通的流入與流出；且受后祠隧道限制，設(shè)計(jì)方案極為復(fù)雜[2]。 根據(jù)各項(xiàng)受控因素以及采取不同的解決方案（表1）可以組合出多種改擴(kuò)建方案。

圖3 節(jié)點(diǎn)位置相互關(guān)系圖

表1 受控因素及解決方案

2.1 第I 類方案（服務(wù)區(qū)原位改建）

2.1.1 方案1

方案出發(fā)點(diǎn)：上行線主線分流設(shè)置于莒舟（后祠隧道出口后），兼顧隧道擴(kuò)建，交通流向明確；下行線主線合流設(shè)置于適中（后祠隧道進(jìn)口前），有利于互通流出，控制隧道風(fēng)險(xiǎn)；服務(wù)區(qū)與互通采用集散車道處理[3]，見圖4。

圖4 方案1 平面示意圖

上行部分：將原有后祠隧道右洞由2 車道擴(kuò)建為4 車道， 消除漳州至紅坊方向3 車道+漳州至龍巖方向2 車道主線合流再分流的交織不利因素。 單向整體式4 車道進(jìn)行主線分岔，轉(zhuǎn)換為新建漳州至紅坊方向3 車道（Y 主線）+漳州至龍巖方向2 車道（YY 主線），主線分流距原有后祠隧道886 m，平縱面指標(biāo)較好，視距良好，分流后漳州至紅坊、漳州至龍巖方向的交通流向明確。

下行部分：將主線合流設(shè)置于適中服務(wù)區(qū)主線路段，紅坊至漳州3 車道（ZZ 主線）與龍巖至漳州方向2 車道（Z 主線）在后祠隧道段落先各行其道，消除主線合流與隧道的干擾，之后通過主線合流為單向整體式4 車道，老路龍巖下行方向需要進(jìn)入服務(wù)區(qū)和適中互通的車輛由莒舟樞紐互通B 匝道轉(zhuǎn)換至新建高速公路后進(jìn)入。

鑒于本路段6 km 范圍內(nèi)要實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)功能、主線分合流、匝道分流、同向交織等交通轉(zhuǎn)換，交通組織較為復(fù)雜，為保證節(jié)點(diǎn)行車安全，提高通行能力， 適中互通往漳州方向車輛由匝道進(jìn)入服務(wù)區(qū)后，經(jīng)由服務(wù)區(qū)穿出至主線。

2.1.2 方案2

方案出發(fā)點(diǎn)：上行線主線分流設(shè)置于莒舟，老路隧道作為上行線完全利用，2+2 斷面通過先和后分的方式，利用在主線上設(shè)置交織段來實(shí)現(xiàn)車道數(shù)的平衡；下行線主線合流設(shè)置于莒舟，新建下行4 車道單洞，見圖5。

圖5 方案2 平面示意圖

上行部分：完全利用原有后祠隧道，將漳州至紅坊、漳州至龍巖方向的主線分岔點(diǎn)設(shè)置于后祠隧道出口之后段落，原有適中互通段落主線僅對(duì)不滿足規(guī)范要求的平面進(jìn)行改造。 改造工程考慮到減少廢棄工程，盡量利用原有路基，將漳州下適中的匝道流出點(diǎn)移至主線平面為直線的段落，滿足互通區(qū)主線平縱指標(biāo)要求，匝道流出利用原有老路右幅路基，改造的YY 主線盡量利用原有老路左幅路基，并于后祠隧道進(jìn)口前順接原有老路右幅，改造的Y 主線于后祠隧道進(jìn)口前順接原有老路左幅。

完全利用后祠隧道左右洞之后，分離式路基進(jìn)行合流， 結(jié)合改造主線R＝350 m、 最大縱坡為5.974%的平縱線形。主線合流之后通過主線分岔為漳州至紅坊方向3 車道（Y 主線）+漳州至龍巖方向2 車道（R 匝道），主線分合流交織長(zhǎng)度為562 m。

下行部分：在原有后祠隧道左側(cè)，新建4 車道后祠隧道， 紅坊至漳州3 車道ZZ 主線與龍巖至漳州方向2 車道Z 主線，于莒舟（該4 車道隧道出口方）匯流。

2.1.3 方案3

方案出發(fā)點(diǎn)： 上行線主線分流設(shè)置于適中，但上行線2+2 斷面采用增設(shè)匝道，通過設(shè)置變速車道來實(shí)現(xiàn)車道數(shù)的平衡， 老路后祠隧道完全利用，避免原洞擴(kuò)建；下行線主線合流設(shè)置于莒舟，新建下行4 車道單洞，見圖6。

圖6 方案3 莒舟路段平面示意圖

上行部分：完全利用原有后祠隧道以及老路上行部分， 新路老路的上行線之間通過匝道連接，上行線于后祠隧道進(jìn)口前分流為2+2 車道的兩幅，右幅作為新路上行線使用，于原有隧道出口跨越老路左幅（作為老路上行線使用）進(jìn)入新線莒舟隧道；原有適中互通段落主線僅對(duì)不滿足規(guī)范要求的平面進(jìn)行改造。 將漳州下適中的匝道流出點(diǎn)移至主線平面為直線的段落， 滿足互通區(qū)主線平縱指標(biāo)要求，匝道流出利用原有老路右幅路基，改造的YY 主線盡量利用原有老路左幅路基，于后祠隧道進(jìn)口前順接原有老路右幅，改造的Y 主線于后祠隧道進(jìn)口前順接原有老路左幅。

下行部分：同方案2。

2.1.4 第I 類方案對(duì)比

3 個(gè)方案分別從上行線主線分流位置、 下行線主線合流位置，以及對(duì)應(yīng)的后祠隧道不同的改擴(kuò)建方案，進(jìn)行方案組合，見表2。

表2 第I 類方案比較

方案1：上行線主線分流位于莒舟（距后祠隧道出口886 m），分流后交通流向明確。 該方案兼顧各控制因素，交通組織合理，隧道實(shí)施方案可行；下行線的主線合流位于適中， 后祠隧道段落紅坊至漳州、龍巖至漳州主線車輛各行其道，互不干擾，利于行車安全。

方案2：上行線完全利用原有后祠隧道左右洞，將主線分流點(diǎn)設(shè)置于莒舟， 充分利用原有道路，減少了改擴(kuò)建工程，但后祠隧道出口之后主線必須進(jìn)行先合流再分岔，存在同向交織；下行線新建整體式4 車道隧道長(zhǎng)1 600 m，施工風(fēng)險(xiǎn)大、難度高。

方案3：上行線完全利用原有后祠隧道左右洞，不采用主線分岔，新老路之間采用匝道連接，部分利用原有道路，減少了改擴(kuò)建工程，但區(qū)間內(nèi)主線車道數(shù)不連續(xù)，該方案通過設(shè)置變速車道來實(shí)現(xiàn)車道數(shù)平衡，指標(biāo)偏低；下行線同方案2。

經(jīng)過綜合比選，方案1 相較其他方案，具有交通流向明確、安全行車有利、通行能力提升、交通組織合理、隧道擴(kuò)建可行，因此方案1 作為推薦方案。

2.2 第II 類方案（服務(wù)區(qū)移位重建）

2.2.1 方案4

上行線需將后祠隧道老洞單洞二車道擴(kuò)為單洞三車道，原洞擴(kuò)建僅增加一個(gè)車道，代價(jià)較大；下行線布設(shè)雙洞，地形條件局促，見圖7。

圖7 方案4 適中路段平面示意圖

2.2.2 方案5

上行線完全利用后祠隧道原左右洞，莒舟分流端交織長(zhǎng)度較緊張，不利于道路安全行車及通行能力提升；下行線同方案4。

2.2.3 方案6

上行線同方案4；下行線布設(shè)單洞，隧道較長(zhǎng)，施工及運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)大，同時(shí)主線合流位于后祠隧道出口段落完成，由于合流點(diǎn)接近后祠隧道出口，出于交通安全需要，隧道洞內(nèi)車輛不可變道，因此將造成單向四車道洞內(nèi)大小車混行，主線與下適中的車輛交織嚴(yán)重，對(duì)運(yùn)營(yíng)不利。

2.2.4 方案7

上行線同方案5，莒舟分流端交織長(zhǎng)度較緊張；下行線同方案6，布設(shè)單洞，主線合流點(diǎn)接近后祠隧道出口，對(duì)安全運(yùn)營(yíng)不利。

2.2.5 第II 類方案對(duì)比4 個(gè)主線改擴(kuò)建方案對(duì)比見表3。

表3 第II 類方案比較

對(duì)照前文的改擴(kuò)建基本原則，對(duì)以上方案4、5、6、7 進(jìn)行分析，4 個(gè)方案適應(yīng)性不強(qiáng)， 且需對(duì)適中服務(wù)區(qū)進(jìn)行移位重建，無明顯優(yōu)勢(shì)，因此不進(jìn)行同深度比選。

2.3 第III 類方案（原互通、服務(wù)區(qū)利用）

2.3.1 方案8

上行線利用原有漳龍高速公路主線，平面半徑R=350 m，僅滿足設(shè)計(jì)速度60 km/h 互通區(qū)極限半徑要求，莒舟分流端交織長(zhǎng)度較緊張；下行線布設(shè)4 車道單洞，隧道較長(zhǎng)，主線合流點(diǎn)接近后祠隧道出口，將造成單向四車道洞內(nèi)大小車混行，主線與下適中的車輛交織嚴(yán)重，對(duì)運(yùn)營(yíng)不利，見圖8。

圖8 方案8 適中路段平面示意圖

2.3.2 方案9

上行線同方案8。 下行部分通過新建后祠隧道3+2 斷面形式，合流于后祠隧道進(jìn)口前，新建匝道作為龍門方向通往適中及適中服務(wù)區(qū)的轉(zhuǎn)換匝道。

2.3.3 方案10

上行線主線分流設(shè)于適中，將適中服務(wù)區(qū)、適中互通、后祠隧道、莒舟樞紐互通上行部分綜合考慮，上行線利用現(xiàn)有漳龍高速公路主線，不滿足設(shè)計(jì)速度80 km/h 互通區(qū)規(guī)范要求；下行線布設(shè)單洞，隧道較長(zhǎng)，主線與下適中的車輛交織嚴(yán)重，對(duì)運(yùn)營(yíng)不利。

2.3.4 第III 類方案對(duì)比

3 個(gè)主線改擴(kuò)建方案比較見表4。 以上方案8、9、10，對(duì)照改擴(kuò)建基本原則分析，方案適應(yīng)性不強(qiáng)，無明顯優(yōu)勢(shì)，因此不進(jìn)行同深度比選。

表4 第III 類方案比較

4 工程適應(yīng)性分析

本路段通過各種改擴(kuò)建方案的比較，對(duì)于推薦的工程方案1，其適應(yīng)性分析如下：（1）將原有后祠隧道右洞由2 車道擴(kuò)建為4 車道， 消除漳州至紅坊、 漳州至龍巖主線合流再分流的交織不利因素。（2）于單向整體式4 車道后祠隧道出口后進(jìn)行主線分岔，分流點(diǎn)距隧道出口886 m，平縱面指標(biāo)較好，視距良好，分流后漳州至紅坊、漳州至龍巖方向的交通流向明確。 （3）后祠隧道采用左左線3 車道（新建）+左線2 車道（利用）+右線4 車道（2 擴(kuò)4）的擴(kuò)建方案，工程實(shí)施方案可行，有利于交通組織及老路保通。 （4）將主線合流設(shè)置于適中服務(wù)區(qū)主線路段，紅坊至漳州、龍巖至漳州的主線車輛在后祠隧道段落先各行其道， 消除主線合流與隧道的干擾，保證行車安全，提高道路通行能力。 （5）將原有適中加水區(qū)改建為適中服務(wù)區(qū)，滿足遠(yuǎn)期交通量增長(zhǎng)及道路行車需求，適應(yīng)服務(wù)區(qū)功能要求。 （6）本路段交通組織較為復(fù)雜，適中互通（圖9）往漳州方向車輛由匝道進(jìn)入服務(wù)區(qū)后，經(jīng)由服務(wù)區(qū)穿出至主線。 保證節(jié)點(diǎn)行車安全，提高通行能力。 （7）改善老路局部線形指標(biāo)，如最小平曲線半徑R＝350 m 2 處，以及最大縱坡5.974%/坡長(zhǎng)760 m 1 處， 提高道路通行能力，利于行車安全。

圖9 改擴(kuò)建后的適中互通實(shí)景圖

5 結(jié)語

本項(xiàng)目無論是工程規(guī)模、設(shè)計(jì)、施工、保通難度，還是需要突破的技術(shù)難點(diǎn)在全國(guó)高速公路改擴(kuò)建工程中都處于前列，工作中堅(jiān)持科研與設(shè)計(jì)相結(jié)合、工程與環(huán)境相協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)方法與改擴(kuò)建施工工藝相融合，取得了多項(xiàng)科研成果，突破了系列設(shè)計(jì)施工技術(shù)難題，積累了大量的高速公路改擴(kuò)建技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為其他改擴(kuò)建項(xiàng)目提供了寶貴的工程借鑒與技術(shù)積累，主要成果達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。