肇明高速三堂車互通式立交方案比選探究

季廣鵬

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075）

一、項目背景

互通式立交的選形，應綜合考慮相交道路的等級、在路網中的功能定位和與之相應的匝道設計速度、立交場址的地形地物、征地拆遷、交通流量分布及工程規模和造價等因素合理確定。

肇慶至高明高速公路工程是《廣東省高速公路網規劃（2017-2030）》中的第九縱清遠連州（粵湘界）至江門臺山的一段。項目連接了肇慶廣寧、高要，是二廣、廣佛肇、廣昆、廣明高速公路之間的縱向聯絡線，與高恩高速公路共同構筑了肇慶通往珠三角南部地區的便捷通道。工程的建設有利于加強肇慶與珠三角南部地區的聯系，對肇慶及以西地區快速融入粵港澳大灣區，將肇慶打造成為珠三角連接大西南樞紐門戶城市，擴大珠江西岸經濟輻射能力具有重要意義。

肇慶至高明高速公路（一期）工程包括肇慶市廣寧縣賓亨鎮至高要區蓮塘鎮段主線和機場支線，路線總長約98.5km，其中主線起于廣寧縣賓亨鎮（接二廣高速公路），往南經高要區水南鎮、小湘鎮、大灣鎮、新橋鎮，終于蓮塘鎮，長約70.9km；機場支線起于高要區蓮塘鎮（接主線），往東止于高要區回龍鎮（接江肇高速公路），長約27.6km。

肇明高速三堂車樞紐互通式立交位于肇慶市高要區水南鎮，與汕湛高速交叉，是高速公路間的樞紐互通式立交。

二、主要控制因素

三堂車樞紐互通式立交主要控制因素如下。

（一）被交路

汕湛高速線路大致呈東西走向，東起汕頭市，途經梅州市、揭陽市、河源市、惠州市、廣州市、清遠市、肇慶市、云浮市、陽江市和茂名市，西至湛江市，依次串聯粵東、粵北和粵西地區。2020年1月1日汕湛高速公路清遠至云浮段正式通車，設計時速100km，為雙向四車道，路基寬度26m。

（二）汕湛高速羅文隧道

肇明高速與汕湛高速交叉位置距離東側汕湛高速羅文隧道洞口2189m，匝道布設需保證變速車道漸變段起終點與隧道洞口凈距大小符合要求。汕湛高速為雙向四車道高速公路，其中加速車道漸變段終點與前方隧道洞口距離不宜小于100m，隧道洞口與前方減速車道漸變段起點距離不宜小于400m。

（三）水南服務區

肇明高速與汕湛高速交叉位置，與水南服務區進出匝道變速車道在豎向空間上重合，三堂車樞紐互通式立交銜接汕湛高速側匝道，需保證與水南服務區匝道的凈距大小符合要求[1]。汕湛高速為雙向四車道高速公路，變速車道漸變段起終點與前方水南服務區的出入口匝道變速車道漸變段起終點距離不宜小于650m。

（四）水南互通式立交

水南服務區西側0.74km，汕湛高速設置水南立交銜接水南鎮中心區。三堂車樞紐互通式立交匝道接入接出汕湛高速時，需保證與水南互通式立交的凈距大小符合要求。若凈距大小小于700m，需采用輔助車道貫通，并保證輔助車道的最小長度不小于900m。

（五）民房及基本農田分布

匝道布設時，盡量利用山坡布設，減少房屋拆遷和占用基本農田[2]。

（六）交通量分布

根據交通量預測結果，該互通式立交的主要交通流向為高明往返廣寧方向，其2003年轉換交通量為6138pcu/d；高明往返清遠方向為5209pcu/d，云浮往返廣寧方向為3480pcu/d；清遠往返廣寧方向為685pcu/d。該互通式立交整體交通量較小，具備采用非常規樞紐立交的前提條件。

三、方案比選

在三堂車樞紐互通式立交場址的四個象限中，西北象限分布有連片農田、村莊，水南服務區北側部分，若將互通式立交放在該象限，一是征地拆遷成本高，二是匝道需大量敷設為橋梁，工程規模偏大，三是需與水南互通式立交采用輔助車道復合建設；西南象限分布有水南服務區南側部分和陡坡，若將互通式立交放在該象限，一是土石方和支護工程規模大，二是需與水南互通式立交采用輔助車道復合建設；東南象限全為陡坡，若將互通式立交重心放在此象限，邊坡高度大范圍內為7級以上，土石方和支護工程規模急劇增加；東北象限小范圍分布有村莊及農田，山體高程較低。考慮汕湛高速上分布的羅文隧道、水南服務區及水南互通式立交等控制因素，該立交重心適合布設于東北象限。

根據對控制因素的分析，該互通式立交方案布設場地十分受限，結合功能定位、交通量預測分析及周邊控制因素分布，共布設4個方案備選。

（一）方案一：雙T 形

方案一采用雙T形方案，汕湛高速側為迂回T形，肇明高速側為外交叉T形。匝道平曲線最小半徑100m，設計時速50km～60km。

圖1 方案一平面圖

優點：在多方面控制因素限制下解決了各方向轉向需求，工程規模適中；交織區長度820m，可滿足交通轉換需要；主要利用未開發山嶺區布設互通式立交方案，對水南鎮水南村環境影響小，征地拆遷面積小。

缺點：作為樞紐互通式立交，存在交織且主流向繞行嚴重。

（二）方案二：雙喇叭形

方案二在東北象限采用雙喇叭方案，受地形影響，兩側喇叭均為B形。高明轉云浮的F匝道鼻端與服務區北側入口匝道鼻端距離，即使采用輔助車道貫通也不符合細則要求，需調整清遠方向進入服務區入口，改為增設從D匝道分流的H匝道進入服務區。匝道平曲線最小半徑60m，設計時速40km～60km。

圖2 方案二平面圖

優點：進一步加大與水南村的距離，對村莊環境影響進一步減小。

缺點：匝道里程相比方案一小幅度增大，橋梁工程增大；交織區長度減小為530m，環圈平曲線半徑為60m，設計時速40km，服務水平較差；主流向繞行嚴重。

（三）方案三：交織分離雙T 形

方案一、二均存在交織，方案三在方案一的基礎上，將雙T方案調整為匝道相連立體交叉的交織分離雙T方案。匝道平曲線最小半徑100m，設計時速50km～60km。

圖3 方案三平面圖

優點：取消了交織，服務水平較高。

缺點：工程規模較大幅度增加，相比方案一，匝道里程長度增加4.8km，橋梁增加1.2km；交織段位于路基大開大挖段，土石方規模急劇增加，占地面積增大，對自然環境影響大；主流向繞行問題仍未解決。

（四）方案四：單變異渦輪形

圖4 方案四平面圖

針對方案一、二存在的交織、繞行問題，方案三存在的繞行問題，提出方案四單變異渦輪形方案。匝道平曲線最小半徑120m，設計時速60km。

優點：交通轉換直接，服務水平高。

缺點：受制于地形、水南服務區、水南互通式立交等控制因素，匝道需繞避水南服務區，并與水南互通式立交輔助車道貫通復合建設，工程規模顯著增大，相比方案一，匝道里程長度增加6.5km，橋梁增加2.7km；整個方案新增占用基本農田約3.67萬m2，新增拆遷2554m2。

綜合比選后，方案二工程規模無優勢，且服務水平相對較差；方案三雖取消了交織，但工程規模較大且繞行問題沒有解決；方案四為常規采用的樞紐互通式立交形式，該互通式立交交通量較小，過分追求高指標立交形式，投資效益低；方案一工程規模適中，交織段長度足夠長，基本接近于雙向四車道高速公路基本路段常見的超車車道變換。結合該互通式立交交通量分布、征地拆遷、工程規模和造價及其他控制因素分布，推薦方案一。

四、結語

處在經濟發達地區的粵港澳大灣區，高速公路互通式立交形式選擇容易形成路徑依賴和思維僵化，一味關注互通式立交的交通功能、通行能力和服務水平，而忽視工程造價和與周邊控制因素的協調。互通式立交形式的選擇，應綜合考慮通行能力、運行安全、用地、自然環境和社會環境等因素，在經多方案比選、論證后，靈活合理地選擇互通式立交形式，提出與現場地形地物相適應、工程規模適中且能滿足交通需求的推薦方案，不應過分追求高標準互通式立交形式。