山區復雜地形高速公路出入口立交與服務區合建方案研究

姜有鑫，郭旺旺

(甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅 蘭州 730030)

1 工程概況

S44康縣至略陽高速公路望關至白河溝段(以下簡稱“本項目”)主線起點位于望關鎮寨子村，以樞紐互通式立交與G8513平綿高速相接，向東設望關隧道繞避望關鎮區后沿長壩河布設路線，從北側繞避長壩鎮區至吳家壩經黑馬關特長隧道穿越黑馬關梁至楊家河壩、設關防山隧道避讓金礦范圍，在江家灣設康縣西互通后沿黑馬關河布設路線至香子壩，設隧道從康縣縣城北側過境至雙水磨在左家莊設置康縣東互通翻越金家埡梁，過王壩鎮至雞山壩設王壩互通，止于白河溝(甘陜界)。

主線設計速度80 km/h，路基寬度25.5 m，主線總長41.819 km，橋梁總長14 941.8 m/29座，其中特大橋5 869.63 m/3座，大橋8 892.17 m/24座，中橋180 m/2座；隧道總長16 259 m/7座，其中特長隧道5 233 m/1座，長隧道9 569 m/4座，中隧道1 457 m/2座。互通立交5座；服務區1處，停車區1處，隧道管理所1處、養護工區1處、監控通信分中心1處。康縣連接線長4.62 km，其中中橋86.6 m/座，隧道3 176 m/座。

康縣歷史悠久，因特殊的地理位置，形成多元文化交融的地區，康縣位于隴南和四川交界處，文化受到隴南文化和四川巴蜀文化影響，建筑和民俗均有兩方文化的影子；因為地理位置，康縣歷來是隴右通往陜西和四川的要道和咽喉，形成了茶馬古道文化；同時康縣地處陜甘川交界，氐羌少數民族早期活動的地域，形成了獨特的民俗民間文化，如康南地區的民間音樂舞蹈打鑼鼓草、康南花鼓、婚姻習俗女娶男嫁、民間飲食二腦殼酒等富有民俗文化魅力。隴南市共規劃六大旅游線，其中一條為S44康略高速，漢中入隴南可直達九寨溝，康縣東服務區位于S44康略高速K36+400處，地理位置優越，可帶動片區經濟發展，串聯周邊景區資源。

康縣東立交、服務區位于隴南市康縣王壩鎮朱家莊，立交出入口與G345線銜接，主要服務于王壩鎮、康縣工業園、何家莊4A級景區及周邊村鎮車輛上下高速公路；服務區占地200畝(1畝≈666.67 m)，服務區綜合考慮交旅融合發展，與地方國道共享服務區。

2 控制因素

2.1 建設條件

(1)地形地貌

隴南地處中國大陸二級階梯向三級階梯的過渡地帶，位于秦巴山區、青藏高原、黃土高原三大地形交匯區域，西部向青藏高原北側過渡，北部向隴中黃土高原過渡，東與西秦嶺和漢中盆地連接，南部向四川盆地過渡，整個地形西北高東南低，境內呈現崇山峻嶺與峽谷盆地相間的復雜地形。區域內山勢雄偉，河谷狹窄，海拔高程變化大。王壩河由東向西穿越王壩鎮，溝谷狹長，王壩河兩岸山勢陡峭，階地海拔約1 160～1 220 m，南北兩側山峰海拔約1 316～1 762 m，階地平緩，最寬處約560 m，最窄處約130 m，東西長約5.9 km。項目地處隴南西秦嶺山區，地形地貌復雜、橋隧比高，尤其是長隧道、特長隧道及隧道群密集，工程艱巨、量大，工期長。同時受不利地質條件影響，崩塌、泥石流等地質病害多發。

(2)氣候條件

康縣境內氣候屬亞熱帶向暖溫帶過渡區域。總的氣候特點是：雨量充沛，氣候濕潤，光照充足。年平均降水量807.5 mm，受地形、植被等因素的影響，降水量分布很不均勻，總的趨勢是自東南向西北遞減，受季風影響，一年中降水夏多冬少，夏季降水量占年降水量的48%。年均氣溫11.0 ℃，年極端最高氣溫34.5 ℃，極端最低氣溫-14.6 ℃。年總日照時數1 801.5 h，無霜期213 d，適宜多種作物生長，發展特色農業前景廣闊。

(3)區域地震

根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306—2015)，并結合《甘肅省地震災后重建工作隴南、甘南地區地震動峰值加速度區劃圖》和《甘肅省地震災后重建工作隴南、甘南地區地震動峰值反映譜特征周期區劃圖》并結合現場調查，全線地震動峰值加速度0.20 g，反應譜特征周期0.40 s，相當于地震基本烈度Ⅷ度。

(4)河流水文

本項目涉及的主要河流屬長江流域嘉陵江水系，項目區河流屬嘉陵江水系，以萬家大梁為界，分成了西漢水水系和燕子河水系。本項目工程區內根據地下水形成的自然條件和水理性質及水力特征，地下水可分為基巖裂隙水、碳酸鹽巖(含碎屬巖)巖溶裂隙水、松散巖類孔隙水及斷層脈狀水四大類型。

2.2 城鎮規劃

受限于隴南地區復雜的地形條件，當地建設用地極為緊張。王壩鎮河谷階段為康縣少有的土地平整且集中的地區，因此成為康縣集中工業園規劃區。本項目主線沿規劃區南側邊緣的山腳布設線位，康縣東立交、服務區選擇建設用地較少的山坡地設置，盡量避免或減少對規劃區的占用。

2.3 環境影響

在地形條件困難的山區布設高速公路立交及服務區，由于通道一般均比較狹窄，立交、服務區的布設不可避免地對周圍山體產生一定挖方，在綜合考慮投資、城鎮規劃等因素的同時，還需避免對環境產生較大破壞，注重生態環境的保護與恢復。隴南地區生態環境優美，植被覆蓋率高，注重生態保護、減少環境破壞也是本項目設計考慮的重點。

2.4 交旅融合

根據當地人文環境和歷史文化，本項目的建設著重從房建、交通工程、環境保護與景觀工程的規劃與設計與當地自然與人文景觀相結合，處處體現當地的地域特征，施工圖階段對交旅融合進行專項專篇設計。本項目的建設對深化交通運輸與旅游融合發展，可以更好地挖掘康縣旅游的潛能，加快旅游景點的建設，快速帶動康縣社會經濟的發展，通過旅游來提高道路利用率，通過旅游交通建設部門來實現拓展新的業務領域，做到交通運輸與旅游融合發展。本次服務區設計注重“服務區+”理念，逐步實現由單一傳統模式向多元發展模式的轉變，通過對服務區商業綜合體的打造，帶動周邊及沿線經濟的快速發展，形成一條以高速公路沿線服務區為核心的經濟走廊，以此盤活路衍經濟資源，增加經營收入，實現經濟效益和社會效益的雙豐收。

2.5 交通量預測

根據交通量預測，該立交2043年預測轉換交通量總計20 218輛小客車/日，根據《工程可行性研究報告》，方向不均勻系數取0.51，設計小時交通量系數取0.135。主要交通流向為王壩～康縣方向的往返交通，2043年年平均日交通量為11 266輛小客車/日，設計小時交通量為776 pcu/h。次要交通流向為王壩～略陽方向的往返交通，2043年年平均日交通量為8 952輛小客車/日，設計小時交通量為616 pcu/h。

3 立交、服務區方案設計

初步設計康縣東立位于王壩鎮東南側吳家莊附近，被交路為G345，主要服務于王壩鎮、康縣工業集中區、何家莊4A級景區級周邊村鎮車輛上下本項目。初步設計根據地形、規劃布設了B型單喇叭，主線上跨，該方案橋梁工程規模較大。

康縣東服務區設置于王壩鎮王壩村王壩河南岸，該服務區具有兩大功能，為車服務和為人服務，為車服務的功能包括停車、加油、洗車、維修等；為人服務的功能包括綠地、廣場、休息、餐飲、商店、廁所、通訊、娛樂等。服務區的建設目的是為使用者提供一個輕松、舒適、方便、安全的休息場所，同時為公路沿線提供一處清新、宜人、醒目的人文景觀。王壩服務區位于王壩鎮王壩村王壩河南岸的矮小丘陵區，南、東、西三面青山環抱，北鄰王壩河，環境優美，是過往游客休息欣賞濕地美景的絕佳之處。結合地形條件，為降低工程規模，增強服務區景觀效果，服務區南北側場區采用錯臺式布設，增設“交旅融合”設施。北側場區占地100畝(1畝≈666.67 m)，采用錯臺式布設，共設2級；南側場區占地100畝。初步設計立交與服務區分開設置，服務區采用長條形布設，東西長600 m，南北寬60～70 m，且北側場區采用分級布設，但每級寬度僅30 m，房建布設難度大，景觀效果差。

施工圖階段根據本項目沿線地形、地質條件及城鎮規劃等情況，康略高速公路與原有國道及地方道路共用線位資源，通過調整和優化線位布設，充分利用G345等通道資源，減少縱、橫向便道數量。該段主線前后主要為橋梁相接路段，僅有王壩鎮附近有條件設置出入口立交及服務區，但該段主要地形平緩區域為康縣規劃區，溝谷狹長。若出入口立交及服務區分別設置，立交及服務區凈距根據《公路路線設計規范》第11.1.6條不應小于1 000 m，小于1 000 m且經論證比選設置時，應按復合式互通式立體交叉的方式處理。按此規定分設立交及服務區，造成規劃區建設用地征用面積較大，填挖規模較大，環境破壞嚴重；亦或使得服務區場地設計為狹長形，不利于服務區功能發揮，使用極為不便。因此擬定出入口立交與服務區進行合建，以最大程度減少對城鎮規劃區及環境的影響，同時便于車輛上下高速公路及服務區的設置。

3.1 立交、服務區位置選定

結合王壩鎮地形及規劃情況，王壩鎮朱家莊附近規劃建設用地較少，地塊較為規整，地形相對開闊，僅地勢高差較大，因此選定朱家莊為立交、服務區合建位置。服務區建成后與在建的G345國道相鄰，便于共同開發。施工圖占用工業用地50畝，占用物流用地20畝，但不會對物流園區造成切割。相比初設，占地有所減少。

3.2 立交、服務區方案比選

根據朱家莊所在地形為三面環水，南側靠山。主線為避免對規劃區的分割占用，沿南側山坡布設，因此選用服務區集中設于主線一側的形式。基于此種立交、服務區合建形式，結合收費廣場設置、交通組織、工程規模等情況，布設了兩個方案進行比選。方案一為收費廣場出口與入口分設，方案二位收費廣場出口與入口合并設置。

朱家莊地塊雖較為完整，但外側有王壩河及規劃建設的新G345線，空間限制因素多，考慮收費廣場與被交路的間距需大于150 m，集中布設收費廣場雖然便于運營管理，但存在車輛迂回繞行、易造成駕駛員誤判、匝道交織區長度過短、工程規模大等問題。方案一除管理略有不便外，交通組織更為合理，工程規模較小，車輛行駛更為安全。綜合以上因素，立交出入口采用分設的形式。

在對服務區所在地形進一步研究發現，立交服務區北低南高，地形高差較大，北側G345線路面高程約1 199 m，南側主線附近地形最大高程約1 286 m，高差近87 m，按照兩級布設服務區場地無法完全克服自然地形高差，要形成北側G345服務區與高速服務區的共享聯通，則兩者高差不宜過大，由此造成高速服務區場地標高較低，挖方工程量巨大，環境破壞嚴重。因此，結合地形條件，因地制宜，對服務區場地再次進行劃分調整，平整后場地高程為1 201～1 224 m，高差約23 m，最北側場地高程約為1 201～1 218 m，用于國道共享，中間臺地高程1 218～1 219 m，主要服務略陽至康縣方向車輛，最南側臺地高程約為1 223～1 224 m，主要服務康縣至略陽方向車輛；采用三級布設方案，保留微地形借勢造景，減少挖方約200萬方，大大減少了本項目棄方，對周圍環境影響降到了最低。

4 結 語

山區高速公路在復雜地形條件下，由于路線走廊帶狹窄，通道資源稀缺寶貴，立交服務區設計受限因素較多，需要綜合考慮安全、經濟、環境等方面的因素，在確保其安全性的前提下合理取舍，以確定最優的立服務區合建方案。康縣東立交、服務區結合地形地質條件、路網及規劃情況，選擇有利位置，依山就勢，立交及服務區同側合建，集約節約用地，減少對規劃分割占用；高速服務區與地方服務區共享設置，充分發揮高速公路與地方經濟的相互促進與帶動作用；公路管理設施集中布設于服務區，便于運營管理，提高運管效率；服務區采用新穎的設計風格及理念，以茶馬古道文化為背景，結合地方優美的自然景觀及深厚的人文資源，打造了甘肅最美服務區。

綜上所述，基于高速公路服務區+旅游融合發展的前提下，通過工程設計實例，提出山區高速公路在地形限制條件下，單側立交服務區合建的設計方案，可為類似山區地形困難地段立交服務區合建方案的選擇提供參考。