高速公路改扩建中的保通设计分析.docx

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高速公路改扩建中的保通设计分析

高速公路改扩建中的保通设计分析

高速公路改扩建中的保通设计分析

黄志才潘丹张焱发

（湖北省交通规划设计院，湖北武汉430051）

摘要：

高速公路路网密度日益增大，原有公路改建、扩建的项目也越来越多，改扩建过程中，为保证原有道路通畅，需要进行保通设计，本文分析了目前保通设计中常用的的几种方案；并结合鄂东长江公路大桥接线及复合式枢纽互通的保通设计实例进行了分析，可供其他项目实施过程中参考。

关键词：

高速公路保通分期实施复合式枢纽互通

一、前言

随着我国经济的快速发展，部分干线公路上原有的四车道高速公路已不能满足交通量快速增长的要求，同时高速公路路网密度日益增大，交叉日益增多，对原有高速公路改建、扩建的项目也越来越多，如京珠高速、沪宁高速、沈大高速等都已进行了改扩建[1][2][3]。

高速公路改扩建过程中，将对原有道路的通行产生一定干扰，为保证原有道路通畅，需要进行保通方案设计，以尽量减少改扩建过程对原有道路的干扰。

本文结合鄂东长江公路大桥接线的工程实例，对改扩建工程中的保通方案及实施中遇到的问题进行了分析。

二、保通方案

保通方案的选择是与改扩建方案紧密联系的，如高速公路采用单侧加宽、两侧加宽等方案时对应的保通方案也不同，以下是常用的几种保通方案。

1.全封闭

将高速公路封闭，然后进行改扩建施工。

优缺点：

该方案便于施工进度控制，但社会负面影响大，工程可实施性受限，需在封闭道路所属区域路网内有可转移交通流的其他主干道，在目前的高等级公路中使用较少或仅在有条件的局部路段可使用，车辆绕行会对其他道路形成交通压力，沈大高速在加宽扩建时采用了封闭施工的方案。

2.半幅封闭

根据互通式立交、服务区、结构物的设置情况沿路线纵向分段，半幅封闭施工，对向车流均从半幅路面上通行；半幅施工结束后，再将车流引入加宽后的半幅，进行另外半幅的加宽改造。

优缺点：

该方案施工组织简单，对于路面改造、路基加宽均可采用此方法，需进行相应的交通管制；施工时间相对较长，施工期间，半幅双向通车的通行能力有所降低，且为防止堵塞，大货车宜分时段禁行，有一定的社会负面影响。

3.两侧同时改扩建

仅将路肩宽度范围封闭，做为施工区域，原有车道仍为双向行驶，道路两侧同时开始改扩建施工。

优缺点：

该方案施工组织简单，对交通的干扰较小，该方案仅适用于道路加宽施工，原有路幅纵坡、路面结构等基本不变的情况。

4.新建通道

结合改扩建的内容，在原有线路附近新建通道，然后将交通流转移至新建通道上，再对原有道路进行必要的改扩建。

优缺点：

该方案施工组织简单。

如新建通道为改扩建工程内容的组成部分，则方案适宜；如果仅为保通而新建通道，保通结束后需拆除，则可能导致投资较大、部分工程浪费。

5.综合方案

在路线较长的改扩建项目中，可根据各路段的允许条件，综合采用以上多种方案在路线不同路段、建设的不同阶段进行保通。

三、鄂东桥接线工程的保通设计

（一）项目简介

图中将花湖互通分为了东、西两个互通，是考虑在设计过程中，新增了汉鄂高速的规划（图中虚线部分），而当时规划方案还未最终确定的情况下，为不影响整个鄂东长江大桥项目的建设工期，而将互通分为东、西两部分，并且先实施东互通部分。

因为东西两个互通之间的间距较小，按照规范[4][5]要求，在东西互通间设了集散车道（匝E、F）进行连接。

南岸接线涉及对运营中的武黄高速的改造，改造的主要内容包括部分段落的路基加宽、设计标高的调整、旧构造物的拆除重建、路面铺筑等；在实施过程中，为减少对武黄路的正常通行的干扰，需考虑保通方案。

1.保通目标

根据花湖互通的建设范围，提出了保通目标，如下：

①保证武黄高速武汉←→黄石之间畅通

②在大桥建成后，保证大桥←→武汉、大桥←→黄石之间畅通

③保证施工车辆的畅通

以上目标②的提出，是考虑假设汉鄂高速与本项目连接方案确定较晚而导致西互通晚于鄂东桥建成情况下，不致影响鄂东大桥建成后的功能发挥。

2.保通总体思路

通过合理的组织施工顺序，考虑本项目复合式枢纽互通的条件，利用互通的集散车道作为保通道路，来承担施工期间武黄路的正常交通。

3.具体方案

（1）保通方案确定

在主线K13+100后将匝F汇入主线；自西向东将集散车道匝F、匝I加宽为双向4车道，武汉←→黄石间交通流均由匝F、匝I承担，再经匝L（双向4车道）与黄石迎宾大道相接。

考虑匝E的桥梁工程量大，施工周期长，保通初期暂不考虑利用匝E，匝E的施工对保通也无影响。

（2）保通方案组成

为便于分析，将匝F、I、L组成的路线划分为4个部分：

保通渐变段、保通利用段、保通改造段、提前建成段，如下图所示：

东互通保通分段示意图

①保通渐变段—匝F

保通渐变段：

即匝F汇入主线段，范围对应主线为K13+100～K13+313.356。

此段保通范围要求匝F平面、纵面均顺接到主线上，以使主线交通流经过该渐变段后完全进入匝F，则主线可以开始进行改建。

则该段保通期间的纵坡与最终施工图设计有所不同，在东互通主线改造完成后，先在K13+100以前设置开口将交通流引入主线，然后保通过渡段（即主线K13+100～K13+313.356对应匝F段）的纵坡可按施工图要求进行调整。

②保通利用段—匝F

保通利用段：

对应桩号FK1+858.907～K2+961.567，匝F的平、纵完全利用，即保通工程与施工图设计完全相同。

在匝F内侧加宽2.75m，即新增路面宽度占用原主线与集散车道间的排水沟部分宽度，加宽后路基宽度为16.75+2.75＝19.5m，则可以承担双向4车道的交通流。

即充分利用主线、集散车道间分隔带的空间，做为保通道路的部分，承担保通期间的交通。

匝F与主线断面图在设计与保通期间的示意图，如下所示：

保通功能完成后，路基范围内加宽2.75m范围的沥青路面需要拆除。

③保通改造段—匝I

在匝道I内侧加宽6.5m，加宽后路基宽度为13+6.5＝19.5m，则I匝道也可以承担双向4车道的交通流，如图所示为：

匝I施工图断面图、匝I保通期间断面图。

保通功能完成后，路基范围内侧加宽6.5m范围的路面需要拆除。

④提前建成段—匝L

匝L为完全利用，即保通期间与施工图设计完全相同。

需要说明的是，施工现有武黄主线收费站范围的路基及引桥时必须拆除原有武黄的主线收费站，因此主线开始改建施工前，必须完成匝L上的收费站场及相关的机电设施。

由于要施工后期的机电、收费设施，因此土建工程需要尽早提前完工，也称为提前建成段。

（3）保通方案实施顺序

①对集散车道即将占用的地方道路先给予还建；

②建设匝L、I、F（即保通道路），包括二、三期工程；

③将主线的交通流引入集散车道，即武汉←→黄石方向交通流由匝F、I承担，再经由匝L与黄石迎宾大道相接；再建设主线、其它匝道。

（4）实施中的其他问题

①保通路段采用复合式的路面结构

根据保通需要，一期土建、二期路面需交叉作业，期间二期施工方存在较长的等待时间，交叉作业相互干扰相对较大，从便于项目的总体施工组织管理考虑，对保通路段的半刚性基层沥青路面结构进行了调整，改为水泥路面上预留10cm沥青加铺层的复合式路面结构方案进行实施，除沥青层外均由一期施工方实施，路面结构如图所示：

②路基横向排水

在主线、集散车道间设置边沟，半幅主线路面的水进入边沟后，再通过设置于集散车道匝道下的横向排水管将水排出路基。

③旧路改造、构造物拆除重建

武黄主线的部分原有构造物由于承载能力储备不足、纵坡调整等原因需拆除后重建，拆除过程中，尽量减小对两侧已建集散车道的影响；新建构造物比原有构造物的跨径要略大，考虑减少原有桥梁基础对新建桥梁施工的干扰。

对原有路面的改造，根据新旧标高的差异大小，部分原有路面的基层可利用。

④武黄主线路基稳定

前文匝F与主线断面示意图中武黄主线、集散车道间高差较大时，如在FK2+005处原有武黄主线比集散车道匝F高约5m，且此处集散车道为4孔20m的桥梁，桥梁的帽梁侵入了武黄路的边坡，需采用措施确保武黄高速的路基稳定及运营安全，且需为集散车道梁板的架设预留足够空间。

在实施中，采用了土层锚杆临时加固的方案，主线改建时，主线标高将降低至与集散车道基本等高，加固设施同边坡一起拆除。

（５）实施效果

东互通保通按以上方案先期开始实施，西互通方案于2008.3确定，随后南岸花湖互通同时建设，西互通也采用了与东互通相近的保通方案。

原主线收费站拆除，匝Ｌ新收费站建成后，东互通范围先进行了主线改造；当匝Ｅ也建成，此时匝Ｅ、Ｆ同时作为保通道路发挥功能，分别承担武汉←→黄石之间的单向车流，其他段落的主线也开始进行改建。

（三）北岸接线保通

北岸接线即为散花互通，为一枢纽互通。

立交型式采用组合式，由半直连T型+A型单喇叭互通立交两部分组成。

连接大广北高速公路，互通采用半直连T型，属高速公路相接，不设收费站；连接黄黄高速（黄石-黄梅），互通采用A型单喇叭，并设置1处收费站；北岸接线示意如下：

北岸散花互通平面图

对与大广北相接的半直连T型互通为新建工程，不存在改扩建的保通问题；对与黄黄高速相接的A型单喇叭互通，是在黄黄高速正常运营的情况下对黄黄高速进行改建，需要进行保通方案设计，A型单喇叭互通平面图如下所示：

改建的内容包括，在黄黄高速原主线上新建互通收费站，且改建后黄黄高速的新主线与鄂东桥接线的主线为共用段，互通范围内原黄黄路主线的功能已不存在，其空间部分被新建互通匝道占用。

1.保通目标

施工期间，保证黄黄高速的黄石←→黄梅之间畅通。

2.保通思路

采用“新建通道”方案来作为保通道路来承接黄黄路的交通量转移，即在单喇叭互通的起终点范围外建一条长1.2Km的15.5m宽路幅的道路，保通路起点、终点均与现有黄黄路平顺相接，其中保通道路新建段约460m（K0+000-K0+460）、可完全利用原有黄黄高速公路约200m（K0+460-K0+660）、部分利用部分加宽黄黄高速段约540m（K0+660-K1+200）。

3.保通方案组成

按照施工的顺序，保通方案主要由以下部分组成：

（1）工点保通

在互通范围内原武黄主线上有一座天桥需拆除（如图中所示），首先封闭北侧半幅路基，并拆除北侧半幅天桥；然后封闭南侧半幅路基，拆除南侧半幅天桥并开始新建该侧天桥，同时开始施工不受黄黄高速影响的E、F、G、I匝道；期间黄黄高速上双向车流均由半幅主线路基来承担。

（2）修建保通道路

为使互通范围内主线及匝H可以开始建设，需将原黄黄主线占用的空间预留出来，则在主线及匝I的施工范围内不能通行现有黄黄的车流，则需在黄黄高速的南侧修建保通道路（包括完全利用段、新建段、部分加宽段），建成后保通路基宽度可达15.5m，可承担黄黄高速的双向车流。

（3）交通流转换

当保通道路完工后，黄黄主线的双向交通完全转移至保通道路上；此时可开始互通匝G、H、I等受影响段落的施工。

（4）拆除保通道路

互通主线、匝道建成后，在鄂东桥通车前，往黄石方向车流由黄黄高速北侧半幅车道经E、I匝道至黄石长江一桥；往黄梅方向车流，由黄石一桥经由H匝道至黄黄高速主线南侧半幅车道。

最后，鄂东桥项目通车后，以上第（4）步内的黄石-黄梅之间的过江交通流将不再经由互通匝道，而直接由鄂东桥主线来承担。

4.保通方案实施

在保通方案实施过程中，除设置标志对车流进行提前引导，还采取一定的安全隔离及防撞设施，确保施工场地与通行车道、双向车道间的隔离，同时交管部门也制定了相应的应急预案。

鄂东长江大桥南北接线涉及到多条高速公路的交叉及原有高速公路的改建，从以上可看出，该工程的保通实施采用的也是多种保通思路的综合方案，是根据现有条件，综合考虑安全、经济、社会等因素综合确定的；鄂东大桥将于2010年底全线通车，建设期间，由于设计实施了保通方案，武黄、黄黄高速得以安全、畅通运营，未对沿线经济、社会造成负面影响，这也说明合理有效的保通措施是非常有必要的。

四、结语

在改扩建工程中，保通方案的设计要结合改扩建项目的实际情况（路况现状、工期、实施难度等）、因地制宜，进行方案比较，综合考虑确定适合项目的保通实施方案。

合理的保通设计方案，对减少原有道路的运营干扰、保证原有道路的畅通、减少社会负面影响、降低造价等方面，有着重要意义。

参考文献

[1]柴啸龙.京珠高速公路路基加宽改造设计[J].交通标准化,2006,2,155

[2]廖朝华.沪宁高速公路改扩建工程设计关键技术[J].中国公路,2006,15,101

[3]刘奉侨.沈大高速公路改扩建工程路基加宽技术[J].辽宁交通科技,2005,1,1

[4]JTGD20-2006,公路路线设计规范[S],人民交通出版社,2006

[5]JTGB01-2003,公路工程技术标准[S],人民交通出版社,2004