浅谈山区高速公路互通综合体设计

摘要：互通综合体的设计直接影响山区高速公路的使用功能和工程造价。本文针对雅康高速公路中泸定互通综合体的两种设计方案，从技术经济性、服务功能、出入便捷程度和实施难度等三方面进行详细对比分析，讨论各方案的优缺点，综合选出一个最适宜的方案。该研究可为其他山区互通综合体设计提供参考。

关键词：互通综合体；雅康高速公路；山区

随着我国经济技术的发展、公路建设进程的逐步加快，高速公路逐渐从平微区向山岭区过渡。困难的地形、复杂的地质和艰巨的建设条件对高速公路的建设提出了极大的挑战。互通及服务区作为高速公路上的重要节点，如何在有限的地形条件下合理布局、控制规模、实现最大化的服务功能，已经成为山区高速公路设计中的难重点[1]。本文以雅（安）康（定）高速公路中泸定互通综合体设计为工程实例，简要介绍山区高速互通综合体设计思路，通过对比两种设计方案的技术经济性、服务功能、出入便捷程度和实施难度，选出一个最适宜于雅康高速公路中泸定互通综合体设计的方案。

一、概述

雅康高速公路通往四川省西部藏族地区，是《国家公路网规划》高速公路G42横线“上海―成都”联络线“雅安―叶城”的重要组成部分，是《四川省高速公路网规划》成都引入线“成都―雅安―巴塘―”重要路段。项目的建设对实施西部大开发战略、完善区域路网、改善民族地区发展条件、形成成都至康定重要入藏国防高速通道具有重要意义。

雅康高速项目区位于四川盆地与青藏高原的过渡地带、四川三大断裂带的Y字形构造交汇部位，面临“极其复杂的地形、地质、气候和生态”条件，凸显出“高山、高海拔、高烈度地震区与高速公路建设”之间的矛盾，亟需解决公路安全、抗灾、环保、便捷、经济等一系列复杂技术问题。

泸定互通位于雅康高速二郎山隧道出口，服务于泸定县城及海螺沟风景区旅游，并与G318线连接，是泸定至康定唯一出口，距前一互通（新沟互通）14.47Km，与项目终点距离38.842Km。

二、泸定互通综合体的设置

（一）交通量预测

根据交通量预测（如图1），泸定互通立交2038年设计交通量雅安向339 pcu/h，康定向175 pcu/h，主交通流为雅安方向。

（二）互通位置选择

根据雅安至康定高速公路全线总体设计情况，路线穿越二郎山超特长隧道（13.4km），经五里沟至大渡河，设特大桥（1200m）跨越大渡河，此后进入长大连续纵坡路段，沿大渡河左岸及瓦斯沟两岸展布，均为高线位桥隧群，地形横坡较陡、桥隧比例高，均无设置互通条件。因此从地形条件及满足主线技术指标出发[2]，二郎山隧道与大渡河特大桥之间，仅有五里沟右岸堡子上台地明线段落较长，地形相对平缓，是泸定互通设置的唯一位置。

（三）互通综合体设置

从雅康高速综合服务功能分析，二郎山超特长隧道至康定35.81Km，需设置服务区，以提供车辆检查、维修、加油、旅客休息及观景等服务，为车辆及乘客进入二郎山超特长隧道做好充分的准备，利于减少隧道洞内交通事故，提高行车安全性。

从二郎山超特长隧道服务功能而言，二郎山隧道进口端（雅安向）存在特长纵坡2%/7235m，出口至终点（康定向）之间存在特长连续下坡2.44%/30.786Km，需在二郎山隧道康定端设置安全检查站，对刚行驶完特长连续下坡的车辆进行制动机械、刹车鼓温度自检、冷却和休息，对进入二郎山隧道内超限、违禁车辆强制检查、引导通过或劝返至G318线，避免隧道内发生重大安全事故。

从二郎山超特长隧道后期运营需求出发，需在康定端管理处、路政交警执法队、隧道消防站、变电所等重要附属设施。

受地形条件限制，布设为互通综合体，涵盖互通、服务区、二郎山隧道泸定安全检查站、管理设施等综合功能是必由之路。

三、互通选型

在泸定互通立交位置明确的前提下，综合多方面要素，设计中提出了2个方案进行比选。

（一）方案1：双环道毗邻的变异单喇叭形（如图2）

结合地形，两侧服务区非对称布设，尽量增大服务面积，均为20亩，左侧进出服务区采用与主线平行的集散车道，右侧进出服务区采用环道+平行集散车道模式，设置联络道实现两侧服务区沟通；设置4条匝道与集散车道相衔接，实现高速出入口功能；泸定管理处与路政交警执法大队、二郎山隧道变电所、消防站合设于服务区外侧五里沟上游，场坪面积分别为12亩、8亩、5亩、4亩。

匝道及联络道设计速度30～40Km/h，最小平曲线半径40m，最大纵坡4.0%。

（二）方案2――双环道分散的变异单喇叭形（如图3）

完全利用五里沟现状平台，两侧服务区对称布设，均为12亩，两侧进出服务区均采用与主线平行的集散车道，通过地下通道实现两侧服务区沟通，另E匝道与收费站之间作为可扩展服务区预留；设置4条匝道与集散车道相衔接，实现高速出入口功能；其余附属设施设置与方案1相同。

匝道及联络道设计速度30～40Km/h，最小平曲线半径40m，最大纵坡4.0%。

（三）方案比较

1.技术经济比较

依据以上方案布设，从线形指标、特殊路基、公路占地、工程规模及造价等方面，对两种方案进行比较，结果如表1所示。

由于方案1与地形吻合程度更高，互通整体布局充分绕避了不良地质，因此在工程规模及土地占用上均有所节约。

2.服务功能及出入便捷程度

方案1服务区面积适中，服务功能较强，各转向交通流与交通量预测相匹配，上下高速更为便捷。但出口环形匝道紧临隧道，不利于主线右侧进出服务区。

方案2通过两侧平行集散车道出入服务区，利于主线进出服务区。但两侧服务区面积小、服务功能减弱；且由于互通重心更靠近大里程，转向交通流绕行里程长，相对方案1：雅安泸定主流交通方向增加绕行1080m，泸定康定方向增加绕行485m。

从综合服务功能出发，方案一更为合理。

3.实施难度

两方案相比，最大差异为对五里沟台地右侧断层破碎带糜粒岩挖方的处理，方案1绕避了该不良地质路段，方案2右侧服务区穿越该区域，导致挖方边坡高，并由此造成泥石流沟流通槽下挖深、岸坡高，处治极其困难。

4.比选结论

方案1综合体功能完善，与地形、地质条件相协调，总体方案合理，工程规模及造价低，因此推荐双环道毗邻的方案1。

四、互通综合体设计

（一）服务功能实现

泸定互通与服务区、安全检测站合设，兼具各方功能，其交通组织主要由3类功能构成：进出服务区、上下地方、二郎山隧道进口向安全检测，功能如图4所示：

上下地方功能：

雅安至泸定方向（双向）：经A匝道出，经F+E+D匝道入；

康定至泸定方向（双向）：经C+E+G匝道出，经F+B匝道入。

进出服务区：

雅安至康定向（主线）：经A匝道至右侧服务区，经I匝道返回主线；

康定至雅安向（主线）：经左侧贯通车道（H匝道）进出左侧服务区；

雅安至泸定方向：经A匝道进出右侧服务区；

泸定至雅安方向：经D匝道进出左侧服务区；

康定至泸定方向：经A匝道进出右侧服务区；

泸定至康定方向：不能进出服务区

二郎山隧道进口安全检查：

主线安监站：设置于左侧贯通车道（H匝道），匝道安监站与收费广场合设。

（二）建设功能实现

泸定互通综合体利用五里沟地形特点，结合二郎山超特长隧道大量弃渣现状，采用沟口设置锁口大坝，填筑基础场坪，并在填筑的场坪上设置主线或匝道桥梁。

（1）建设程序

按照二郎山隧道掘进出渣互通综合体填筑桥梁预制场建设控制。

（2）工程界面划分

①大坝工程

以大坝坝顶为锁口大坝和互通区工程界面划分线。

②坝内填平工程

大坝内沿五里沟沟心设置沟心设计轴线，基本与两岸等高线平行，横向填平，纵向采用不陡于1：2的边坡坡率至原地表。

③互通工程

在坝内填平的基础上进行各匝道设计，坝内填平范围涉及的匝道以填平高程作为基准高程，进行横断面设计；位于填平范围外的匝道采用地面实测资料，进行横断面设计。

五、结语

山区互通综合体的设计是一项包含多学科交叉的复杂工作。本文通过泸定互通综合体的方案比选设计，认为在进行山区高速互通综合体设计时一定要深入调查交通量及合理分析交通流，并结合综合体区域的地形地貌特点，尽量为当地经济发展和人民群众生活提供便捷，打破常规，灵活运用技术规程进行设计。同时并应精益求精，吸取优秀设计的精髓，不断优化设计方案，使互通综合体不仅能充分发挥其交通运输及服务功能，而且能使其具有良好的经济性和环境适应性。（作者单位：1.四川大学锦城学院土木工程系；2.四川省交通运输厅交通勘察设计研究院）

参考文献：

[1]李旭.山区高速公路一般互通式立交设计浅析[J].湖南交通科技.2010，36（2）：27-29.

[2]JTG D20-2006，公路路线设计规范[S].

[3]付书颖，张 洋，刘明刚.雅（安）西（昌）高速公路冕宁互通立交的选型与设计[J].公路.2011，（10）：254-256.