摘要：天巴高速公路鳳山互通受地形、地質(zhì)條件影響，主線明線段落較短，橋隧構(gòu)造物多，工程建設(shè)受控因素較多。文章從地形、地質(zhì)條件、限制因素、交通量分析、互通方案設(shè)計(jì)及比選、對(duì)規(guī)范相關(guān)條文適配程度等方面系統(tǒng)總結(jié)了鳳山互通總體設(shè)計(jì)方案的研究情況，針對(duì)隧道與互通出口凈距較短問(wèn)題進(jìn)行互通方案論證及比選分析，可為類(lèi)似條件下互通設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：道路工程；高速公路；互通立交設(shè)計(jì)；凈距；方案比選

中圖分類(lèi)號(hào)：U412.35+2.1A270893

0 引言

山嶺重丘區(qū)高速公路受地形、地質(zhì)條件約束，橋隧比高，其中隧道對(duì)互通布設(shè)存在較大制約，主要表現(xiàn)在隧道與互通出口凈距較短，而駕駛員在駛離高速公路的過(guò)程中，需完成出洞明適應(yīng)、尋找車(chē)頭間隙、變換車(chē)道、確認(rèn)出口、駛離高速公路等動(dòng)作，過(guò)短的凈距導(dǎo)致駛離車(chē)輛與直行車(chē)輛在受限空間內(nèi)交織，相互干擾，容易引發(fā)交通事故。

根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20-2017）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《路線規(guī)范》）11.1.6條，規(guī)定了隧道出口距前方互通出口起點(diǎn)的凈距l(xiāng)t;1 000 m時(shí)應(yīng)在隧道入口前或者隧道內(nèi)設(shè)置預(yù)告標(biāo)志。根據(jù)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21-2014）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《交叉細(xì)則》）5.4.5條規(guī)定，隧道與互通出口起點(diǎn)的最小凈距宜≥250 m（按主線設(shè)計(jì)速度、車(chē)道數(shù)），互通入口終點(diǎn)與隧道之間的最小凈距宜≥100 m。

當(dāng)客觀條件受限時(shí)，常規(guī)的喇叭形常表現(xiàn)出不能平衡標(biāo)準(zhǔn)和工程量及造價(jià)的弊端，此時(shí)互通的優(yōu)化選型尤為重要，良好的結(jié)構(gòu)形式可以充分?jǐn)U展隧道與互通出口之間的凈距，改善交織路段過(guò)短的弊端，配合以適當(dāng)?shù)慕煌ńM織設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足安全行車(chē)的需求。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)況

天峨至北海公路天峨經(jīng)鳳山至巴馬段（以下簡(jiǎn)稱(chēng)天巴高速）起于廣西河池市天峨縣六排鎮(zhèn)，項(xiàng)目總體呈南北走向，經(jīng)東蘭縣、鳳山縣，終點(diǎn)位于巴馬縣巴馬鎮(zhèn)，路線全長(zhǎng)104.700 km，設(shè)計(jì)速度為100 km/h（主線常規(guī)路段按最高限速為110 km/h設(shè)置限速標(biāo)志），其中K0+000～K98+200路段為雙向六車(chē)道，路基寬33.5 m；K98+200～終點(diǎn)K104+700段為雙向四車(chē)道，路基寬26 m。

天巴高速在鳳山縣境內(nèi)全長(zhǎng)約44.1 km，在鳳城鎮(zhèn)弄者村附近設(shè)置鳳山互通式立交（服務(wù)性互通），連接鳳山連接線（二級(jí)公路），以解決鳳山縣城及其東部、南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通流進(jìn)出高速公路。

鳳山互通位于天巴高速K66+000～K67+300路段，主線為雙向六車(chē)道高速公路。因受地形、地質(zhì)條件制約，主線走向及控制點(diǎn)具有唯一性，使得該互通處于隧道路段，其中銀竹坡隧道（270 m）與蓮花山隧道（1 025 m）之間明線路段僅1.358 km，互通布設(shè)較為局促。

1.2 區(qū)域內(nèi)地形、地質(zhì)概況

互通區(qū)域?yàn)闃?gòu)造溶蝕峰叢洼地地貌，路線由北向南發(fā)展，沿線地勢(shì)起伏大，地面高程在654～993 m，相對(duì)高差為339 m，屬山嶺重丘區(qū)?；ネ▓?chǎng)地內(nèi)峰叢山峰基巖裸露，山體高大挺拔，表面植被零星分布，多為稀疏草灌。洼地底部被第四系殘坡積層覆蓋，多開(kāi)墾為旱地，主要種植玉米。

互通區(qū)未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性斷裂構(gòu)造，基本地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度，基本地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性一般?；ネ▍^(qū)地層巖性主要為第四系溶蝕殘余堆積層（Qcl）紅黏土、含紅黏土碎石及二疊系下統(tǒng)（P1m）石灰?guī)r，下伏基巖為石灰?guī)r。場(chǎng)區(qū)內(nèi)存在巖溶、天坑等不良地質(zhì)，其中西北區(qū)域分布有大型溶洞，屬中等巖溶發(fā)育區(qū)，除此未見(jiàn)其他不良地質(zhì)現(xiàn)象。

2 互通設(shè)計(jì)

2.1 交通量分析

至2044年，立交匝道預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向交通量為：天峨（貴陽(yáng)）—鳳山5 763 pcu/d，巴馬（南寧）—鳳山7 959 pcu/d，巴馬（南寧）—鳳山為主要通行方向，但差別不大，高峰小時(shí)交通量分別為361 pcu/h、498 pcu/h，采用常規(guī)的喇叭形互通及單車(chē)道設(shè)計(jì)即可滿(mǎn)足通行要求，如圖1所示。

2.2 互通方案設(shè)計(jì)

鳳山互通受技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、地形、地質(zhì)、環(huán)保、造價(jià)等因素綜合控制，主要包括：

（1）主線為六車(chē)道高速公路，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求高。根據(jù)《交叉細(xì)則》，隧道與互通出口起點(diǎn)的最小凈距不宜lt;600 m（設(shè)計(jì)速度100 km/h，3車(chē)道），互通入口終點(diǎn)與隧道之間的最小凈距不宜lt;100 m。

（2）互通場(chǎng)地內(nèi)地形高差較大，需設(shè)置高墩橋梁，斜彎橋梁對(duì)設(shè)計(jì)和施工均不利，互通平面布設(shè)應(yīng)盡可能避免采用小半徑。

（3）互通范圍內(nèi)分布有基本農(nóng)田及民房，為附近居民賴(lài)以生存的寶貴資源，應(yīng)盡可能減少占用。

（4）互通范圍內(nèi)分布有多座高大石灰?guī)r山峰，應(yīng)盡可能避免深挖產(chǎn)生超高邊坡。

互通設(shè)計(jì)遵循以下原則：

（1）平縱盡可能采用較高指標(biāo)，滿(mǎn)足交通量需求及保持較高的服務(wù)水平，同時(shí)有利于施工。

（2）盡可能增加隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距，確保行車(chē)安全。

（3）采用緊湊型互通，控制工程規(guī)模，降低造價(jià)。

（4）減少用地及拆遷，保障社會(huì)穩(wěn)定。

互通方案設(shè)計(jì)提出4個(gè)方案進(jìn)行同深度比選，分別為：方案一：?jiǎn)卫華型；方案二：?jiǎn)卫菳型；方案三：?jiǎn)卫菳型（迂回）；方案四：半定向T型（迂回）。

2.2.1 方案一：?jiǎn)卫華型（圖2）

方案一采用常規(guī)的單喇叭A型，以控制互通規(guī)模及工程量，采用匝道上跨主線。各匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h，平面圓曲線最小半徑R=60 m（1處），最大縱坡為3.923%（出口上坡）。除環(huán)圈匝道采用單車(chē)道外，其余匝道采用單向雙車(chē)道（單車(chē)道出入口），以滿(mǎn)足超車(chē)需要及維修期保持通行。行車(chē)道寬3.5 m，路基寬10.5 m。受地形條件控制，隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距分別為332 m、282 m，不能滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求?；ネㄈ肟诮K點(diǎn)與隧道的凈距分別為403 m、196 m，滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求。

2.2.2 方案二：?jiǎn)卫菳型（圖3）

考慮到巴馬（南寧）—鳳山為主要通行方向，且為增加隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距，方案二采用單喇叭B型，匝道上跨主線。為控制互通規(guī)模，避免建設(shè)匝道橋梁，環(huán)圈布設(shè)在弄者村右側(cè)的坡地上，避免位于低洼之處。

各匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h，平面圓曲線最小半徑R=60 m（1處），最大縱坡為3.948%（出口上坡）。除環(huán)圈匝道采用單車(chē)道外，其余匝道采用單向雙車(chē)道（單車(chē)道出入口），行車(chē)道寬3.5 m，路基寬10.5 m。受地形條件控制，隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距分別為417 m、372 m，不能滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求，但較方案一有所改善。互通入口終點(diǎn)與隧道的凈距分別為242 m、153 m，滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求。

2.2.3 方案三：?jiǎn)卫菳型（迂回）（圖4）

方案三結(jié)合地形、交通量分布等因素，按照滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求的思路，采用單喇叭B型（迂回），匝道上跨主線。受地形條件及隧道至互通出口凈距要求的控制，匝道采用錯(cuò)位布置，導(dǎo)致匝道建設(shè)里程增加。B、C匝道布設(shè)于洼地上，產(chǎn)生平面小半徑高墩斜彎坡橋梁。D、E、C等匝道布設(shè)于高大石山上（高程951 m），產(chǎn)生超高邊坡及巨量挖方，邊坡最大高度為153 m。

各匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h，平面圓曲線最小半徑R=60 m（4處），最大縱坡為4.912%（入口下坡）。除環(huán)圈匝道采用單車(chē)道外，其余匝道采用單向雙車(chē)道（單車(chē)道出入口），行車(chē)道寬3.5 m，路基寬10.5 m。方案三隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距分別為602 m、600 m，互通入口終點(diǎn)與隧道的凈距分別為101 m、100 m，滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求。

2.2.4 方案四：半定向T型（迂回）（圖5）

方案一、二采用單喇叭形，互通規(guī)模較小，但存在隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距較短，行車(chē)安全性較差的缺點(diǎn)。方案三可滿(mǎn)足隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距相關(guān)要求，但工程規(guī)模巨大?？紤]到互通轉(zhuǎn)向交通量均較小，結(jié)合地形、造價(jià)、環(huán)保、基本農(nóng)田等因素，對(duì)互通方案設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。

方案四采用半定向T型（迂回），C匝道上跨主線，B匝道下穿主線。各匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h，平面圓曲線最小半徑R=60 m（1處），最大縱坡為3.973%（出口上坡），出口下坡最大縱坡為3%。除環(huán)圈匝道采用單車(chē)道外，其余匝道采用單向雙車(chē)道（單車(chē)道出入口），行車(chē)道寬3.5 m，路基寬10.5 m。受地形條件控制，隧道與互通出口起點(diǎn)的凈距分別為442 m、400 m，不能滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求，但較方案一、方案二均有所改善。互通入口終點(diǎn)與隧道的凈距分別為192 m、184 m，滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求。

3 方案對(duì)比及分析

各方案工程數(shù)量及造價(jià)對(duì)比如表1所示。經(jīng)濟(jì)學(xué)評(píng)價(jià)采用方案四。

4 交通組織與誘導(dǎo)設(shè)計(jì)

鳳山互通出口起點(diǎn)與隧道的凈距分別為442 m、400 m，不能滿(mǎn)足《交叉細(xì)則》相關(guān)要求，通過(guò)加強(qiáng)交通組織及誘導(dǎo)設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足行車(chē)安全要求?；诒韭范蔚慕煌ㄌ匦?，將互通與兩端隧道作為一個(gè)整體，從隧道入口前、隧道內(nèi)和隧道出口至互通出口段三個(gè)路段加強(qiáng)交通組織設(shè)計(jì)。

4.1 加強(qiáng)交通組織與控制

（1）對(duì)互通及前后隧道范圍路段進(jìn)行分車(chē)型、分車(chē)道控制管理。設(shè)置版面信息為“大型車(chē)靠右”的交通標(biāo)志，其作用為防止大型車(chē)變換車(chē)道引起交織干擾。隧道內(nèi)同向車(chē)道之間用白色實(shí)線分隔，禁止車(chē)輛變換車(chē)道，并設(shè)置版面信息為“實(shí)線路段禁止變道”的交通標(biāo)志，其作用為提示駕駛?cè)嗽趯?shí)線路段禁止車(chē)輛變換車(chē)道。

（2）在隧道出口后100 m范圍內(nèi)同向車(chē)道用白色實(shí)線分隔，其目的是防止駕駛?cè)嗽诿鬟m應(yīng)反應(yīng)的洞口進(jìn)行車(chē)道變換。

（3）在互通出口減速車(chē)道對(duì)應(yīng)的主線同向車(chē)道用白色實(shí)線分隔，其目的是防止車(chē)輛錯(cuò)過(guò)分流點(diǎn)后采取強(qiáng)行變道措施駛?cè)氤隹谠训馈?/p>

（4）在互通主線及前后隧道范圍路段設(shè)置最高限速100 km/h標(biāo)志，在互通出口及匝道分別設(shè)置最高限速80 km/h、60 km/h、40 km/h標(biāo)志。

4.2 加強(qiáng)交通預(yù)告與誘導(dǎo)

（1）在隧道前適宜路段增設(shè)互通出口預(yù)告標(biāo)志，版面信息為“鳳山+距離+導(dǎo)向箭頭”、“鳳山方向提前靠右”，誘導(dǎo)欲駛離主線的車(chē)輛提前行駛至外側(cè)車(chē)道。

（2）在兩端隧道入口前及隧道內(nèi)分別增設(shè)互通出口預(yù)告標(biāo)志，標(biāo)志中的距離信息按照標(biāo)志距互通出口減速車(chē)道漸變段起點(diǎn)的實(shí)際距離設(shè)置。

（3）在隧道出口至互通出口起點(diǎn)路段行車(chē)道增設(shè)2組路面文字與導(dǎo)向箭頭，內(nèi)側(cè)及中間車(chē)道分別為“巴馬（或天峨）+直行導(dǎo)向箭頭”，外側(cè)車(chē)道為“鳳山+右彎導(dǎo)向箭頭”。

5 結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)新建高速公路多位于山嶺重丘區(qū)，橋隧比較高，隧道與互通出口凈距常不滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)互通布設(shè)形成較大制約?；ネǚ桨秆芯繎?yīng)開(kāi)放思路，綜合考慮自然條件、社會(huì)條件、經(jīng)濟(jì)條件、公路用地、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等因素進(jìn)行方案研究比選，確定最優(yōu)方案。

互通設(shè)計(jì)中不應(yīng)生搬硬套相關(guān)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用靈活設(shè)計(jì)的方法，分析控制性指標(biāo)和一般性指標(biāo)，并對(duì)其做出綜合評(píng)判取舍，處理好堅(jiān)持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和控制工程規(guī)模、保護(hù)環(huán)境等之間的關(guān)系。對(duì)不能滿(mǎn)足凈距要求的路段應(yīng)加強(qiáng)互通的選型及比選，選擇綜合最佳方案，同時(shí)完善交通組織設(shè)計(jì)，采取針對(duì)性的措施，確保行車(chē)安全。

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收稿日期：2023-10-18

作者簡(jiǎn)介：吳 鈞（1973—），碩士，高級(jí)工程師，主要從事道路工程勘察設(shè)計(jì)工作。