2010年09期(总第69期
)作者简介：高治剑(1980-)，男，湖南株洲人，工程师，主要从事高速公路路线总体和互通式立交设计。
1案例项目概况
国家重点公路杭州至兰州线是交通部《国家重点干线公路布局规划
》国道重点公路网中的一横，是连接我国东部、中部及西南地区的重要横干线。其中在重庆境内的奉节至云阳高速公路同时也是重庆市规划的高等级公路网的重要组成部分。
奉节东互通式立交是杭兰公路进入重庆境的第一个互通，距上一立交（青莲铺立交）约11.5km ，距下一立交（奉节西立交）约15.5km 。该互通的一期工程与渝巴公路
连接，主要是解决奉节县城交通出入本项目；二期工程需再与规划中的奉节至巫溪高速公路连接，成为奉溪高速与本项目间交通转换的枢纽立交，并保留一期功能。
奉节东互通式立交位于梅溪河东岸，东接4.5km 长的财神梁隧道，西紧接跨梅溪河的斜拉桥，并且还临近担负区域供油的中石化油库，横向地形也十分陡峻，因此立交的型式选择及布设都十分困难。
2立交方案规划与设计
2.1立交位置选择
奉节东互通式立交规划与方案设计
高治剑，刘建武，燕建民
（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西
西安
710075）
摘
要：复杂地形条件下的互通式立交越来越趋向于灵活选择各类变异型方案。随着山区高速公路逐步连接成
网，已建成的变异型互通需改造或续建成为复合型互通。按一次设计、多期建设的模式十分符合山区高速公路的互通设计。本文分析一处典型的复合型互通的设计，总结了复杂地形条件下的互通式立交一次设计、分期建设的设计要点和经验教训。
关键词：互通式立交；复杂地形；分期修建；设计要点中图分类号：U41
文献标识码：
B
图1奉节东立交设置位置
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初步设计阶段，前期主要考虑立交选址。奉节至云阳高速公路设计时，规划与之交叉衔接的奉节至
巫溪高速公路尚在可行性研究阶段，还没有形成比较确定的总体方案。因此奉节东立交设计时对奉溪高速的路线走廊方案进行了深入的研究，以保证立交的总体方案设计符合规划的要求。
根据奉溪高速走廊的地形地质条件，对奉溪高速的路线走廊进行了对比，研究认为梅溪河东岸方案虽路线里程较长，但地形和地质条件略好，且对现有道路干扰较小，工程规模较小，因此奉溪高速采用东岸方案较为合适，基本确定枢纽立交应设于梅溪河东岸，该立交位置也较好地满足奉云高速上立交间距的要求，如图1所示。
2.2立交方案布设2.2.1分期复合形式
确定枢纽立交位置后，针对近期方案切合地形减小工程规模，远期形成复合型立交的功能需求，布设了方案一、方案四和方案九，如图2所示。2.2.2
分离组合形式
考虑到梅溪河东岸地形复杂，财神梁隧道与梅溪河特大桥间路线长度仅不足1km ，且以桥梁为主并临近中石化油库，布设复合型互通式立交的条件十分受限。因
此考虑在梅溪河只设置枢纽立交，将上下高速功能的匝道设于西岸，形成分离组合的方案三，如图3所示。2.2.3
灵活变异形式
因工程规模方面的限制，设计考虑采用变异的立交型式，围绕吻合地形、与油库间的安全距离、与隧道间的安全距离、斜拉桥布设等各方面因素，在以上各方案基础上灵活组织匝道，又形成了方案六和方案七，如图4所示。
图4奉节东立交设计过程方案（灵活变异形式）
2.3方案比选2.
3.1
比选条件和要点
图2奉节东立交设计过程方案(分期复合形式
）
图3奉节东立交设计过程方案（分离组合形式
）
道路工程
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)经过各种因素的研究和论证，认为奉节东立交应满足如下条件：
(1)变速车道（尤其是减速车道）与财神梁隧道间须留够安全距离。
(2)匝道、变速车道等不能影响到梅溪河特大桥的设计施工，即斜拉桥须避免特殊的几何设计。
(3)一期工程与二期工程界面明确，保证二期实施过程中不影响公路营运。
(4)尽可能切合地形布设，减小工程规模。综合以上条件及周边路网规划的特点，本立交的比选从以下几个方面入手：
(1)工程规模比较分两期工程分别比较，注重二期工程规模的比较，选择综合规模较小的方案。
(2)立交型式应注重集约布设，合理地合并匝道，提高匝道利用效率，从而减小工程规模。
(3)注重交通安全设计，但必要时经过研究论证也可突破规范的部分要求，在工程规模和安全设计规定两者间进行论证和比较。
(4)不宜在有限的条件下为远期预留和考虑过多的路网规划可能性，导致现阶段的奢侈设计。2.3.2方案论述和比选
以上各方案中，方案一一期工程为完整的半定向梨形方案，二期结合奉溪高速公路主线的实施可改为半定向＋单喇叭组合的枢纽互通，且保证了奉溪高速主线的高指标贯通。但该方案一期工程中的两个匝道进入了财神梁隧道，导致隧道须大孔径特殊设计和施工，且运营中极不利于交通安全，不满足上述的条件1。
方案二在方案一基础上改善而来，为避免出口匝道及其减速车道位于隧道内，但奉节往巫山方向的入口匝道依然进入隧道，没有杜绝对交通安全的影响。且互通主体布设于郭家池沟内，匝道桥梁工程规模过大。
方案九一期工程利用地形展布匝道，有效减小了匝道工程规模，较方案二有所改善。但该方案仍未解决奉节往巫山方向的入口匝道进入隧道的问题。
以上三个方案中，二期工程中奉溪高速公路主线必须设置沿梅溪河东岸的纵向桥或者长隧道，工程规模均十分巨大，且若远期规划该高速公路继续向南跨长江延伸，则奉节东立交将成为单纯枢纽立交，还须为奉节县另设立交出入高速公路。综上所述。这三个方案既有不利于交通安全的隐患，又使得远期规划实施代价太大，因此设计中予以放弃。
方案三分离布设于梅溪河两岸，须分别设置完整功能的匝道，因此工程规模过大。
方案六、方案七灵活组合、集约布设匝道使得不同
方向的交通流得以共用部分匝道，奉溪高速主线沿梅溪河岸布设明线，从而两期实施的工程规模均得以减小。另一方面又彻底避免了匝道及其变速车道进入隧道，利于交通安全，在功能上总体较为合理。但该两个方案中奉溪高速公路主线以匝道形式直接接入奉节东立交，不能以贯通主线向南延伸。
方案六的一期工程是变异的单喇叭立交方案，二期工程增加四处匝道后成为混合形式，可实现各方向交通的顺利转换，但行车组织相当混乱，交通转换绕行距离大，行驶方向不明确。
方案七是变异的环形立交方案，交织、绕行情况比较严重，但变速车道避免了进入财神梁隧道，行车方向亦相对比较明确。其总体工程规模较小，二期工程只需增加E 、F 两个匝道即可实现完整功能，与方案六相比有优势。
考虑到奉节至巫溪高速公路作为区域高速公路，其设计建设以通达为主，工程经济方面限制较大，目前往南跨江延伸尚无规划。因此研究认为方案七存在的问题影响不大，是较理想的集约型立交方案。根据以上比选，最终确定采用方案七作为实施方案进行施工图设计。
3设计要点总结
奉节东立交最终采用的设计方案主体部分如图5所示，该方案一方面有效地在特长隧道和特大桥之间较短的距离内完整地布设了出口与入口变速车道，避免了变速车道进入隧道和特大桥范围而产生复杂设计和施工；另一方面由于外部匝道只与环形匝道连接，分期实施界面清晰，二期工程的实施对交通运营影响极小。
通过对奉节东互通式立交规划设计的总结，地形复杂条件下的立交规划和方案设计应该要把握以下要点。3.1互通方案融入路网规划
本案例项目中，奉节东立交的选址论证主要基于奉溪高速的规划走廊研究，选址过程中重点对奉溪高速的可行性研究结论进行解读，对接线段的路线方案进行勘察设计深度的布设和比选。奉溪高速的最佳走廊与奉云高速的交叉位置是奉节东立交布设位置的惟一选择。
而奉溪高速作为通达性区域高速公路，其规划没有跨越长江往南延伸的工程必要性和可行性。在另一层面上使得奉节东立交的型式选择倾向于采用T 形枢纽交叉的复合型立交方案。
互通式立交以独立工点的形式，将高速公路主线沿线的乡镇厂矿等交通源联接起来，也将相关道路尤其是高速公路联接成网。其规划设计是集互通式立交设计与
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高速免费到几号全局宏观控制为一体的研究过程。对于预留为后期续建或改建的立交，更需要深入研究其相关路网的远期规划，在互通选址和选型上进行宏观的总体把握。
规划路网中的各条道路的规划设计进度的有先后，先实施的项目设计中需要在研究本项目基础上，对后期建设项目进行路线走廊方案、路线平纵面方案甚至更深层次的研究，以使得设计方案符合远期规划的总体要求，符合后期续建或改建的技术要求。3.2选取集约设计的立交型式
本案例项目中地形极度复杂，布设匝道均为高墩桥梁或者深挖路堑。因此集约布设不同方向的匝道、增大匝道断面以减少匝道数可有效减小工程规模，奉节东立交最终采用了变异的环形立交方案，设置的两处U 形回转匝道与主线两侧设置的集散车道闭合形成环形匝道，集散车道与主线间以变速车道衔接，外部匝道则分别连接于环形匝道。从而实现了不同方向的交通流共用转向匝道，提高了环形匝道的综合利用效率，因此有效地减小了工程规模。
由于山区地形陡峻，沿高速公路主线横向少有平坦地形，互通式立交方案一方面应采用横向宽度尽量小的立交型式，才能减小外侧的桥梁规模和内侧的挖方深度。另一方面应尽量合并匝道，实现不同方向匝道的集约设计，虽然将导致收费和监控管理上的难度，但山区高速公路多数主要以通达为主要目的，互通式立交的转换交通量较小，适当的绕行和交织对交通运营影响程度较小。
3.3立交总体设计重点考虑分期修建，明确分期界面
在案例项目中，一期工程完成后，形成奉节县出入奉云高速的完整功能立交；二期工程完成后增加了与奉溪高速公路的连接，成为T 形枢纽互通，并保留一期功能。互通总体设计满足上述完整的枢纽+功能互通，一期实施环形匝道和奉节县方向的连接匝道及收费站、平
交口；二期实施与奉溪高速公路连接的E 、F 匝道。分期界面仅有E 、F 匝道与环形匝道的两处连接部，二期实施不需改建一期工程，对交通运营影响小。
分期修建的互通式立交在不同的阶段需要满足不同的交通转换需求，且应续建或改建的重复建设工程量小，对交通运营影响小。因此在路网规划层次清晰的基础上选择合适的型式，总体设计中重点考虑分期修建，明确分期修建界面界面，一期设计应对后实施部分进行足够深度的勘察设计。
4结语
随着我国公路规划和建设的快速进展，越来越多的高速公路进入地形复杂的山区并逐步联接成网，很多高速公路项目设计中需要按规划路网预留枢纽互通，也有很多已建成的复杂立交需要改造成为枢纽立交或复合型立交。因此地形复杂条件下的互通设计对高速公路项目总体规划设计的影响越来越大，在高速公路规划设计初期开始统筹考虑立交的规划和方案设计显得尤为重要。本文依托于正在建设中的设计案例，粗浅论述了地形复杂条件下的立交规划和方案设计要点。
参考文献：
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[10]
孙家驷.道路立交规划与设计.北京：人民交通出版社，
2009.
图5奉节东立交实施方案（主体部分）
道路工程
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