平原地区高速公路通道与天桥方案选择探讨

张良陈 付军明，2 颜桃为

（1.湖北省交通规划设计院 武汉 430051；2.武汉大学土木建筑工程学院 武汉 430072）

平原地区地势平坦，经济发达，村镇和路网密集，对于全封闭的高速公路而言，将沿线分隔成2片，一定程度上影响到两侧居民的出行及生产生活。为将影响降到最低，高速公路沿线必须设置大量通道或者天桥。而通道或天桥交叉方式的选择，将直接影响到高速公路的路基平均填土高度，从而影响整条高速公路土石方、占地等数量。因此，合理选择交叉方式，对于高速公路的工程造价和沿线居民的生产生活都有十分重要的意义。

1 2种交叉方式利弊分析

1.1 对高速公路经济性的影响

平原地区路网发达，由于排水困难，通道设置不宜下挖且必须满足一定的净空要求，无疑将增加主线的平均填土高度。另一方面，由于通道对原始道路影响较小，从而可减小引道工程量。而天桥上跨主线，一定程度上降低了主线平均填土高度，但为使天桥融入地方路网，需要修建大量引道工程。综上，通道与天桥的选择直接影响到主线填土高度和引道工程量，从而影响总土石方、涵洞长度、占地等工程数量。如果设置通道可提高主线平均填土高度，增加主线土石方量、涵洞长度、占地数量，但引道工程量小；而设置天桥可降低主线平均填土高度，减小主线土石方量、涵洞长度、占地数量，但引道工程量大［1］。

1.2 对居民生活习惯的影响

当居民以步行、自行车等非机动出行方式为主时，天桥需改造原始道路，居民穿越高速公路要爬坡和绕行，显得比较吃力费事，远没有通道方便，特别是对于残疾人士使用轮椅上天桥几乎是不可能完成的事情，对居民的生活影响较大；当以摩托车、农业耕种机械等机动车辆出行为主时，天桥的设置需满足车辆爬坡要求，而通道的设置则侧重于满足车辆的净空要求，只要二者设计合理，均能将影响降低到最小。但是，平原地区降水量大，当遇到连续降雨或暴雨时，区域内无法及时排水，通道往往因积水无法正常使用，居民的出行将受到严重影响，而天桥不受降雨排水影响，能保证满足居民通行需求［2－3］。还有在个别地方设置天桥与当地民风民俗相冲突，居民认为天桥有碍风水。总体而言，通道对原始道路影响较小，更符合居民原来生活习惯，而天桥需改造原始道路，对居民生活习惯影响较大，远不如通道方便。因此，从“以人为本”的高速公路设计理念出发，在居民点较密集的地方应优先使用通道，在满足净空要求的同时做好排水设施，保障通道能时刻正常使用。

1.3 对区域发展的影响

高速公路将沿线分隔成两片，阻碍了两片区域间的交流，通道、天桥的设置一定程度缓解了这种负面影响。而设置天桥由于引道和高速公路的交叉犹如两堵人工墙将局部区域分隔成十字形，不利于该区域成片发展。从区域路网规划发展角度来看，如设置通道，地方道路净空净宽受限，对未来道路改造起到约束作用，不利于地方道路的可持续发展；而天桥净空不受限制，并且降低了主线平均填土高度，从而降低了将来规划道路上跨高速公路的难度，更有利于区域未来路网的发展。

综上几点分析，通道、天桥在高速公路经济性、居民生活习惯、区域发展3方面各有利弊，其中对高速公路经济性的影响可通过计算比较由受影响的相关数量组成的建安费来衡量，而对居民生活习惯、区域发展的影响则需根据实际现场踏勘、社会调查等综合确定。

2 2种交叉方式经济性比较

交叉方式主要影响的工程数量有土石方、天桥或通道数量、涵洞长度、占地数量等几个方面，故本文仅考虑主线和引道工程中由土石方、天桥或通道数量、涵洞长度、占地数量组成的建安费，依此来比较2种交叉方式的经济性。参考笔者完成的多个湖北省内平原地区高速公路项目，相关工程数量单价如下［4－6］。

（1）土方。平原地区大部分为基本农田保护区，取土困难，运距远，平均运距约为65km，造成土方单价较高，约97.68元／m3。

（2）通道天桥。经估算通道单价为65.08万元／处，天桥单价为134.74万元／处。

（3）涵洞。项目沿线水系发达，平均每公里路基设置4道涵洞，涵洞单价约1.57万元／m，涵洞长度需根据填土高度计算。

（4）征地拆迁。平原地区主要征地类型为水田，经估算区域内永久征用耕地补偿标准为5.32万元／亩，综合考虑拆迁补偿费后合计为6.65万元／亩。

平原地区高速公路设计过程中，可选择全通道、全天桥和综合布设3种工程方案［7］，根据主线和引道工程合计工程数量及相关单价，可算出3种工程方案的建安费，具体工程数量和计算结果见表1。

表1 工程方案经济性比较表

由表1中总体工程数量可看出：综合考虑主线和引道工程2部分之后，整体土石方数量最小的是全天桥方案，最节约占地的是综合布设方案。主要原因是设置天桥虽可减小主线土石方、征地数量，但是由于平原地区因拉坡需要使引道工程路线较长、填土较高，一定程度影响到整体工程数量。就整体建安费而言，综合布设方案工程造价最低，最为经济，但与全天桥方案差距不大。

因此，如从减少土石方数量，一定程度缓解平原地区取土困难的角度考虑，应选择全天桥方案；如从节约占地和投资成本的角度考虑，应选择综合布设方案，即路基“高低搭配、总体降低”的方案最合理。

3 建议

（1）从“以人为本”的高速公路设计理念出发，在居民点较密集的地方，为降低对广大群众生活习惯的影响应优先使用通道，而在人口相对稀少的地方选择天桥，通道设置时应做好排水设施，保障通道降雨条件下的正常使用。

（2）对于还未实现的规划道路，应优先以天桥方式跨越高速公路主线，并且上跨桥梁长度和桥下净空合适，以减小十字形分隔区域的负面影响，而高速公路应在跨越路段降低主线填土高度，减小规划道路上跨桥梁长度。

（3）在一般路段，应按照“高低搭配，总体降低”的原则综合布设通道与天桥，做到方案经济合理。

4 结语

本文确定的通道与天桥选择原则是基于笔者完成的多个湖北省内平原地区高速公路项目基础上确定的，对类似项目的设计具有一定的借鉴价值，但由于经济性比较分析结论受土石方单价等影响较大及区域民俗差异，在使用时必须针对不同项目自身的特点做好社会调查及经济比较，进行充分论证分析，从而确定出最优的设计方案，真正体现“以人为本”的高速公路设计理念。

［1］董 铮，马军旗.高速公路“填方段天桥”利弊之我见［J］.建筑与工程，2008（26）：505.

［2］王 峰.谈高速公路天桥、通道的设计［J］.山西交通科技，2010（2）：25－26.

［3］余为干，廖晓峰.乡村道路下穿高速公路通道设计研究［J］.公路交通科技，2010（1）：89－91.

［4］湖北省交通规划设计院.监利至江陵高速公路工程可行性研究报告［R］.武汉：湖北省交通规划设计院，2012.

［5］湖北省交通规划设计院.潜江至石首高速公路潜江至江陵段工程可行性研究报告［R］.武汉：湖北省交通规划设计院，2012.

［6］付军明，张良陈.软基条件下路基与桥梁方案比选［J］.交通科技，2013（2）：69－71.

［7］交通部公路司.降低造价公路设计指南［M］.北京：人民交通出版社，2005.