山区复杂地形变异互通设计浅谈

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　　摘要：山区地形、地质条件复杂、起伏大，高速公路建设困难，特别是互通立交，场地选址和型式确定十分困难。选型上更多会结合地形、地质条件采用变异设计。
　　 关键词：变异互通立交设计
　　Abstract: the mountainous landscape, complex geological conditions, rolling, highway construction difficulties, especially exchanging the overpass, the location and the type sure very difficult. The selection of the benefit of more topography and geology conditions with variance design.
　　Keywords: variation interchange communication design
　　
　　
　　 中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
　　
　　 多年来我国高速公路发展迅速，高速公路逐步由东、中部向西南地区延伸。其中西南中部的贵州省，以山区为主，地形、地质条件复杂、起伏大，高速公路建设困难，特别是互通立交，场地选址和型式确定十分困难。在选型上更多会结合地形、地质条件采用变异设计。但从目前设计来看，受投资、地形、传统理念的制约，真正采用变异互通较少，本文结合贵州毕节至威宁高速公路中赫章互通对山区复杂地形下变异互通的设计进行探讨。
　　一、项目背景及互通位置的确定
　　 毕节至威宁高速公路位于贵州省毕节地区，是黔西北重要的通道，是加强贵州省与云南北部连接，改善当地出行条件的重要通道。途径毕节、赫章和威宁， K90～K98路段为赫章县城过境段，需设置赫章互通一座。
　　 根据预测交通量和现场调查，2032年毕节至赫章双方向转向交通量为5671pcu/d，威宁至赫章为4356pcu/d，差异不大。赫章县城位于山间谷底，南北两侧高出赫章县城400m，互通选址困难。经过反复踏勘，最终确定了赫章县城东北3km茶园垭口马桑坪作为本互通的场地。并通过连接线与G326相接。
　　二、互通场地和互通立交选型
　　 互通区高差达60m，自然坡降为38%，但经过人工开凿，有一横向60～70m相对平缓的走廊。互通区内分布有马桑坪村和赫章垃圾填埋场，同时省道S212由西南向北穿越互通区。
　　
　　 结合主线、地形、地质条件，赫章互通如采用传统的单喇叭型式，存在以下问题：对交通量的适应性较差；单喇叭互通匝道布设较为固定，难以充分利用地形；为克服高差，难以实现单喇叭互通匝道长度有限、工程量小的特点。因此，经过初步设计阶段的论证和比选，最终采用了变异T型互通。
　　三、互通设计要点
　　 施工图阶段，在确定采用变异T型方案后，对本互通设计的要点进行分析。主线为设计速度80km/h，路基宽度21.5m的双向4车道高速公路；匝道采用40km/h匝道宽度根据分别采用（B、C匝道）8.5m和10.5m（D、E匝道）的单向单车道和双车道，连接线采用60km/h路基宽12m二级公路，为克服高差采用连续上坡，最大纵坡5.9%（3处）；主线、互通及连接线压占了既有S212线位，需对其进行改造，改造标准按40km/h路基宽7.5m三级公路。互通出入口设计、连接线、S212改造及收费站等属常规设计，本文不再对其进行必要分析，主要针对互通匝道布设进行探讨。
　　 1、主线布设
　　 互通区主线平曲线组成为R-720m+直线+R-1300m，主线为连续上坡，最大纵坡为3.328%。主线在既有S212线北侧20米布设，在跨越既有垃圾填埋场时设置了15X40+5X30（左幅）的赫章互通主线桥。
　　 2、匝道布设
　　 主线与被交道高差达140米，通过连接线连续上坡克服了约100米高差。毕节至赫章双方向（B、C匝道）相对高差较小（19米），地形起伏小，布设空间较大，难度较低。威宁至赫章双方向（D、E匝道），高差大（40米），地形起伏大，空间狭窄，除布设D、E匝道外，还需布设A匝道和S212改线，需在105米的横向空间布设多条线路，同时，各线路之间存在一定的高差，其中D匝道与S212之间最大高差达17米，而平面距离仅20米。本互通的设计难点有两处：1）对D匝道进行展线布设，解决高差问题；2）通过对平、纵、横、路基支档及构造物的布设，充分利用空间，减少施工难度，同时降低工程造价和工程规模。
　　 1）匝道布设
　　 本互通布设中，D匝道布设最为困难。D匝道与主线衔接处主线纵坡为3.328%（坡长1000米），如D匝道直接采用较大纵坡衔接，将不满足规范对坡长的要求，需对主线纵坡进行必要的调整。但经过分析，D匝道分流鼻前后位于主线凹型竖曲线范围，D匝道与主线衔接处实际纵坡为2.717%，属于缓坡的范围，因此在流出主线后，D匝道可采用较大纵坡实现快速有限的克服高差。赫章地区冻雨较为普遍，冬季路面结冰严重，为保证行车安全，虽为困难地形，但设计中未增加1%的纵坡。为保证克服高差的需要，结合主线桥的布设情况，充分适应地形和主线桥下空间进行布设，最终平面最小半径为50米，纵断面采用以下的2.717%+3.95%+2.904%+3.6%+0.28%的连续下坡，匝道长度为1180m，根据规范规定采用了单车道出入口的双车道设计。
　　 2）总体横向布设
　　 布设的另一个难点在为横向布设，通过下面的模型可以看出，从左往右分别布设了E匝道、主线、D匝道、S212、D匝道、A匝道。各线路之间最大高差为D匝道与S212之间的17米，平面间距为20米。设计中，对多条线路同时进行平、纵、横设计总体互动的设计手段，有效的保证了该互通方案的可行。通视，参考地勘资料，互通范围内全部为灰岩，地基承载力较大，采用了桩板墙、路堤墙、路肩墙等多种路基支档相结合的方案，避免采用桥梁方案，缩小了工程及投资规模。
　　
　　四、结束语
　　 变异互通受地形制约横向布设空间十分紧张，特别是在相邻线路之间横向高差的处理上，难度较大。因此，动态的多线路互动设计十分重要，本次互通设计，有效的采用了计算机数模等先进手段，对各线路进行了动态设计，有效的控制了互通规模，目前，该互通即将实施完成。
　　参考文献：
　　中华人民共和国行业标准.JTG D20-2006 公路路线设计规范 北京：人民交通出版社 2006年。
　　高速公路丛书编委会 高速公路立交工程北京：人民交通出版社 2000年11月。
　　公路设计指南北京：人民交通出版社 2000年4月。
　　交通部公路司 降低造价（2005版）公路设计指南北京：人民交通出版社 2005年。
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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