廈蓉線漳州天寶至龍巖蛟洋高速公路改擴建工程適中至莒舟路段方案探討

■宋瑞寬

（福建省交通規(guī)劃設計院有限公司，福州 350004）

廈蓉線漳龍高速公路是國家高速公路網規(guī)劃“七橫”中廈門至成都高速公路（G76）的重要組成部分，也是福建省高速公路網規(guī)劃的重要路段。 原有漳龍高速公路（以下簡稱“老路”）龍巖境內先行段于2000 年1 月建成通車，全線于2004 年12 月建成通車，是福建省建設的第一條沿海通往山區(qū)的高速公路，也是連接廈門與漳州、龍巖的經濟主動脈。 福建省漳州天寶至龍巖蛟洋高速公路改擴建工程（以下簡稱“本項目”）見圖1，是福建省第一條兼具山海特色的高速公路改擴建工程。本項目起于漳州市南靖縣天寶鎮(zhèn)，終于龍巖市上杭縣蛟洋鄉(xiāng)，全長123.6 km。

圖1 項目地理位置示意圖

本項目沿線地形起伏大，地質條件復雜；沿線分布著公路、鐵路、高壓電力走廊、管網、建筑物、礦區(qū)等，項目受控因素極其復雜。 綜合考慮技術標準、建設條件、工程造價、交通組織與交通安全、環(huán)境保護與資源節(jié)約等因素， 因地制宜采用改擴建方案。改擴建包含了原路擴建和局部新建走廊兩種方案，原路擴建涵蓋從兩側拼寬、 單側拼寬到分離增建、組合增建等多種高速公路加寬形式。

本研究對適中至莒舟路段（以下簡稱“本路段”）改擴建方案進行深入探討，按照本項目擬定的改擴建基本原則[1]，即交通流向明確、安全行車有利、通行能力提升、交通組織合理、隧道擴建可行，對多方案進行綜合比較，選定最合適的工程方案。

1 工程概況

本路段（K124+240～K130+240，文中樁號為設計樁號，下同）6 km 范圍，主要控制要素有：原有適中加水區(qū)（中心K124+840）、原有適中互通（中心K125+938）、原有后祠隧道（2+2 車道分離式隧道，進口K126+480， 出口K127+500）、 原有合溪隧道（進口K130+300），原有高速公路最小平曲線半徑R＝350 m 2 處（分別為適中互通區(qū)主線1 處，后祠隧道出口1 處），最大縱坡為5.974%，坡長760 m，位于后祠隧道出口。

原有適中加水區(qū)布局較為局促，難以適應遠期交通發(fā)展的需求。 經與省、市業(yè)主溝通，本次改擴建將適中加水區(qū)改建為適中服務區(qū)（以下稱“適中服務區(qū)”）。

原有適中互通（圖2）位于龍巖市適中鎮(zhèn)，互通型式為主線上跨的B 型單喇叭， 與國道319 線平交，互通中心距原有適中服務區(qū)約1.1 km，老路互通區(qū)主線半徑為350 m（僅滿足V＝60 km/h 的互通區(qū)主線最小圓曲線半徑極限值），最大縱坡2%。 原有互通立交當時基本能滿足通行能力要求，運營情況較好。

圖2 原有適中互通影像圖

適中互通主線采用左側分離的擴建方式，擬按照主線V＝80 km/h 的標準對老路進行改造，實現(xiàn)匝道流出段落滿足互通區(qū)主線平縱指標要求。

莒舟樞紐互通為增建工程（相對于“老路”，增建工程簡稱“新路”，下同），位于適中鎮(zhèn)莒舟村，采用主線分岔的立交型式。 通過該互通，老路和溪至適中（莒舟）作為4 車道上行線（指漳州往龍巖方向行車道，下同）+新建4 車道下行線（指龍巖往漳州方向行車道，下同），轉換為莒舟至龍門老路雙向4車道+新建莒舟至紅坊雙向6 車道。

2 工程方案分析

本路段原有適中服務區(qū)、適中互通、后祠隧道、莒舟樞紐互通，4 個節(jié)點距離很近，好比一串“糖葫蘆”，見圖3。 由于該路段需要完成主線交通的合流與分流；需要完成互通、服務區(qū)交通的流入與流出；且受后祠隧道限制，設計方案極為復雜[2]。 根據(jù)各項受控因素以及采取不同的解決方案（表1）可以組合出多種改擴建方案。

圖3 節(jié)點位置相互關系圖

表1 受控因素及解決方案

2.1 第I 類方案（服務區(qū)原位改建）

2.1.1 方案1

方案出發(fā)點：上行線主線分流設置于莒舟（后祠隧道出口后），兼顧隧道擴建，交通流向明確；下行線主線合流設置于適中（后祠隧道進口前），有利于互通流出，控制隧道風險；服務區(qū)與互通采用集散車道處理[3]，見圖4。

圖4 方案1 平面示意圖

上行部分：將原有后祠隧道右洞由2 車道擴建為4 車道， 消除漳州至紅坊方向3 車道+漳州至龍巖方向2 車道主線合流再分流的交織不利因素。 單向整體式4 車道進行主線分岔，轉換為新建漳州至紅坊方向3 車道（Y 主線）+漳州至龍巖方向2 車道（YY 主線），主線分流距原有后祠隧道886 m，平縱面指標較好，視距良好，分流后漳州至紅坊、漳州至龍巖方向的交通流向明確。

下行部分：將主線合流設置于適中服務區(qū)主線路段，紅坊至漳州3 車道（ZZ 主線）與龍巖至漳州方向2 車道（Z 主線）在后祠隧道段落先各行其道，消除主線合流與隧道的干擾，之后通過主線合流為單向整體式4 車道，老路龍巖下行方向需要進入服務區(qū)和適中互通的車輛由莒舟樞紐互通B 匝道轉換至新建高速公路后進入。

鑒于本路段6 km 范圍內要實現(xiàn)服務區(qū)功能、主線分合流、匝道分流、同向交織等交通轉換，交通組織較為復雜，為保證節(jié)點行車安全，提高通行能力， 適中互通往漳州方向車輛由匝道進入服務區(qū)后，經由服務區(qū)穿出至主線。

2.1.2 方案2

方案出發(fā)點：上行線主線分流設置于莒舟，老路隧道作為上行線完全利用，2+2 斷面通過先和后分的方式，利用在主線上設置交織段來實現(xiàn)車道數(shù)的平衡；下行線主線合流設置于莒舟，新建下行4 車道單洞，見圖5。

圖5 方案2 平面示意圖

上行部分：完全利用原有后祠隧道，將漳州至紅坊、漳州至龍巖方向的主線分岔點設置于后祠隧道出口之后段落，原有適中互通段落主線僅對不滿足規(guī)范要求的平面進行改造。 改造工程考慮到減少廢棄工程，盡量利用原有路基，將漳州下適中的匝道流出點移至主線平面為直線的段落，滿足互通區(qū)主線平縱指標要求，匝道流出利用原有老路右幅路基，改造的YY 主線盡量利用原有老路左幅路基，并于后祠隧道進口前順接原有老路右幅，改造的Y 主線于后祠隧道進口前順接原有老路左幅。

完全利用后祠隧道左右洞之后，分離式路基進行合流， 結合改造主線R＝350 m、 最大縱坡為5.974%的平縱線形。主線合流之后通過主線分岔為漳州至紅坊方向3 車道（Y 主線）+漳州至龍巖方向2 車道（R 匝道），主線分合流交織長度為562 m。

下行部分：在原有后祠隧道左側，新建4 車道后祠隧道， 紅坊至漳州3 車道ZZ 主線與龍巖至漳州方向2 車道Z 主線，于莒舟（該4 車道隧道出口方）匯流。

2.1.3 方案3

方案出發(fā)點： 上行線主線分流設置于適中，但上行線2+2 斷面采用增設匝道，通過設置變速車道來實現(xiàn)車道數(shù)的平衡， 老路后祠隧道完全利用，避免原洞擴建；下行線主線合流設置于莒舟，新建下行4 車道單洞，見圖6。

圖6 方案3 莒舟路段平面示意圖

上行部分：完全利用原有后祠隧道以及老路上行部分， 新路老路的上行線之間通過匝道連接，上行線于后祠隧道進口前分流為2+2 車道的兩幅，右幅作為新路上行線使用，于原有隧道出口跨越老路左幅（作為老路上行線使用）進入新線莒舟隧道；原有適中互通段落主線僅對不滿足規(guī)范要求的平面進行改造。 將漳州下適中的匝道流出點移至主線平面為直線的段落， 滿足互通區(qū)主線平縱指標要求，匝道流出利用原有老路右幅路基，改造的YY 主線盡量利用原有老路左幅路基，于后祠隧道進口前順接原有老路右幅，改造的Y 主線于后祠隧道進口前順接原有老路左幅。

下行部分：同方案2。

2.1.4 第I 類方案對比

3 個方案分別從上行線主線分流位置、 下行線主線合流位置，以及對應的后祠隧道不同的改擴建方案，進行方案組合，見表2。

表2 第I 類方案比較

方案1：上行線主線分流位于莒舟（距后祠隧道出口886 m），分流后交通流向明確。 該方案兼顧各控制因素，交通組織合理，隧道實施方案可行；下行線的主線合流位于適中， 后祠隧道段落紅坊至漳州、龍巖至漳州主線車輛各行其道，互不干擾，利于行車安全。

方案2：上行線完全利用原有后祠隧道左右洞，將主線分流點設置于莒舟， 充分利用原有道路，減少了改擴建工程，但后祠隧道出口之后主線必須進行先合流再分岔，存在同向交織；下行線新建整體式4 車道隧道長1 600 m，施工風險大、難度高。

方案3：上行線完全利用原有后祠隧道左右洞，不采用主線分岔，新老路之間采用匝道連接，部分利用原有道路，減少了改擴建工程，但區(qū)間內主線車道數(shù)不連續(xù)，該方案通過設置變速車道來實現(xiàn)車道數(shù)平衡，指標偏低；下行線同方案2。

經過綜合比選，方案1 相較其他方案，具有交通流向明確、安全行車有利、通行能力提升、交通組織合理、隧道擴建可行，因此方案1 作為推薦方案。

2.2 第II 類方案（服務區(qū)移位重建）

2.2.1 方案4

上行線需將后祠隧道老洞單洞二車道擴為單洞三車道，原洞擴建僅增加一個車道，代價較大；下行線布設雙洞，地形條件局促，見圖7。

圖7 方案4 適中路段平面示意圖

2.2.2 方案5

上行線完全利用后祠隧道原左右洞，莒舟分流端交織長度較緊張，不利于道路安全行車及通行能力提升；下行線同方案4。

2.2.3 方案6

上行線同方案4；下行線布設單洞，隧道較長，施工及運營風險大，同時主線合流位于后祠隧道出口段落完成，由于合流點接近后祠隧道出口，出于交通安全需要，隧道洞內車輛不可變道，因此將造成單向四車道洞內大小車混行，主線與下適中的車輛交織嚴重，對運營不利。

2.2.4 方案7

上行線同方案5，莒舟分流端交織長度較緊張；下行線同方案6，布設單洞，主線合流點接近后祠隧道出口，對安全運營不利。

2.2.5 第II 類方案對比4 個主線改擴建方案對比見表3。

表3 第II 類方案比較

對照前文的改擴建基本原則，對以上方案4、5、6、7 進行分析，4 個方案適應性不強， 且需對適中服務區(qū)進行移位重建，無明顯優(yōu)勢，因此不進行同深度比選。

2.3 第III 類方案（原互通、服務區(qū)利用）

2.3.1 方案8

上行線利用原有漳龍高速公路主線，平面半徑R=350 m，僅滿足設計速度60 km/h 互通區(qū)極限半徑要求，莒舟分流端交織長度較緊張；下行線布設4 車道單洞，隧道較長，主線合流點接近后祠隧道出口，將造成單向四車道洞內大小車混行，主線與下適中的車輛交織嚴重，對運營不利，見圖8。

圖8 方案8 適中路段平面示意圖

2.3.2 方案9

上行線同方案8。 下行部分通過新建后祠隧道3+2 斷面形式，合流于后祠隧道進口前，新建匝道作為龍門方向通往適中及適中服務區(qū)的轉換匝道。

2.3.3 方案10

上行線主線分流設于適中，將適中服務區(qū)、適中互通、后祠隧道、莒舟樞紐互通上行部分綜合考慮，上行線利用現(xiàn)有漳龍高速公路主線，不滿足設計速度80 km/h 互通區(qū)規(guī)范要求；下行線布設單洞，隧道較長，主線與下適中的車輛交織嚴重，對運營不利。

2.3.4 第III 類方案對比

3 個主線改擴建方案比較見表4。 以上方案8、9、10，對照改擴建基本原則分析，方案適應性不強，無明顯優(yōu)勢，因此不進行同深度比選。

表4 第III 類方案比較

4 工程適應性分析

本路段通過各種改擴建方案的比較，對于推薦的工程方案1，其適應性分析如下：（1）將原有后祠隧道右洞由2 車道擴建為4 車道， 消除漳州至紅坊、 漳州至龍巖主線合流再分流的交織不利因素。（2）于單向整體式4 車道后祠隧道出口后進行主線分岔，分流點距隧道出口886 m，平縱面指標較好，視距良好，分流后漳州至紅坊、漳州至龍巖方向的交通流向明確。 （3）后祠隧道采用左左線3 車道（新建）+左線2 車道（利用）+右線4 車道（2 擴4）的擴建方案，工程實施方案可行，有利于交通組織及老路保通。 （4）將主線合流設置于適中服務區(qū)主線路段，紅坊至漳州、龍巖至漳州的主線車輛在后祠隧道段落先各行其道， 消除主線合流與隧道的干擾，保證行車安全，提高道路通行能力。 （5）將原有適中加水區(qū)改建為適中服務區(qū)，滿足遠期交通量增長及道路行車需求，適應服務區(qū)功能要求。 （6）本路段交通組織較為復雜，適中互通（圖9）往漳州方向車輛由匝道進入服務區(qū)后，經由服務區(qū)穿出至主線。 保證節(jié)點行車安全，提高通行能力。 （7）改善老路局部線形指標，如最小平曲線半徑R＝350 m 2 處，以及最大縱坡5.974%/坡長760 m 1 處， 提高道路通行能力，利于行車安全。

圖9 改擴建后的適中互通實景圖

5 結語

本項目無論是工程規(guī)模、設計、施工、保通難度，還是需要突破的技術難點在全國高速公路改擴建工程中都處于前列，工作中堅持科研與設計相結合、工程與環(huán)境相協(xié)調、設計方法與改擴建施工工藝相融合，取得了多項科研成果，突破了系列設計施工技術難題，積累了大量的高速公路改擴建技術和經驗，為其他改擴建項目提供了寶貴的工程借鑒與技術積累，主要成果達到國內領先水平。