汕头市海湾隧道地下互通立交选型研究

王洪刚，徐莹晖

（1.中铁隧道勘测设计院有限公司 天津市300133；2.广东交通职业技术学院 广州市 510000）

汕头市海湾隧道地下互通立交选型研究

王洪刚1，徐莹晖2

（1.中铁隧道勘测设计院有限公司 天津市300133；2.广东交通职业技术学院 广州市 510000）

以广东省汕头市海湾隧道中山东路地下互通立交为例，对地下互通立交匝道选型进行研究，提出几种不同的设计方案，统筹考虑不同方案的功能特点、占地面积、环境影响、交通安全、工程经济等因素，对立交的形式进行多方案比选，确定合理的立交设计方案，为今后水下隧道地下互通立交设计提供理论依据。

地下互通立交；立交选型；方案设计；功能特点；工程经济

1　引言

汕头市海湾隧道工程是一项规模宏大的跨海工程，跨越汕头内海湾，海域长约3.5km，是《汕头市城市总体规划》［1］中确定的四条跨海通道之一，是《汕头市干线公路网》规划纵线之一，也是国道G324汕头市区段的复线，位于已建的海湾大桥和礐石大桥之间，上下游相距约8km。

海湾隧道为双向六车道大直径盾构海底隧道，起点位于龙湖区天山南路与金砂东路平交口，终点位于虎头山脚，与规划的安海路相接，线路全长6.68km，设特长隧道1座（5.3km），互通立交2处，管控中心1处，收费站1处，风塔2座。

北岸中山东路地下互通立交位于华侨公园与长平东路之间，是连接海湾隧道与中山东路、长平东路的地下连接线。距离北岸项目起点约1.1km，距汕头湾约0.8km。

该项目的地理位置见图1。

2　互通式立交设计原则

互通立交设计应综合考虑路网情况、交叉道路、交通量、交通组成、收费制式、地形、地物、地质、环境条件、是否预留等各种因素。本项目互通立交设计主要依据以下设计原则［2］：

（1）根据沿线互通立交布置情况，结合路网现状和远期规划以及片区发展规划，选择合适的被交叉道路，合理确定各互通立交的转向交通流及立交型式，满足各交通流转向的交通功能需求，统一考虑区间的交通组织与转换；

（2）立交布线与现场地形、地物相协调，尽量减少高挖高填、少占土地、少拆迁民房及电力、电讯等设施；

（3）注重立交造型，线形流畅，立交几何布线力求简单，尽量避免匝道间的过多缠绕，交通流向清晰，力求造型美观、大方；

（4）根据远景年预测交通量、被交道路等级确定合理的互通立交类型、匝道设计速度、匝道车道数及互通立交设计所需的一些相关参数；

（5）在满足设计规范、标准的前提下，合理选取设计指标，从而达到尽量降低造价的目的；

（6）在满足立交交通功能需求的前提下，通过方案比选尽量采用工程造价低、实施难度小、利于可持续发展的方案。

3　设计条件

3.1交通流量分析

中山东路互通立交主要实现海湾隧道与中山东路的交通转换，隧道主线连接天山南路，通过各匝道设置实现与中山东路的联系。根据海湾隧道交通专项规划成果，中山东路地下互通立交建成20年后的交通量预测结果见图2。根据交通流特点，进出匝道均可设置为单车道。

3.2地形、地质条件分析

海湾隧道工程地跨汕头市区、汕头港湾和南岸濠江区，从地貌特征分析，项目跨越三个不同的地貌单元，南部为丘陵区，基岩埋藏浅，地形高低起伏，建筑物少。北部为滨海三角洲平原区，基岩埋深大，地势低平，为居民区，其间高楼林立，巷道纵横。中部为海区，其中汕头国际集装箱码头占据部分地域。航道区水运交通发达，为出入榕江水系的黄金水道，水深3～13.5m。

中山东路地下互通立交地处滨海三角洲冲积海积平原区（Ⅰ区），绝对标高2～4m，相对高度1～2m。松散层由人工填土、海相沉积、海陆交互相沉积的淤泥、淤泥质土、粉质粘土、细～粗砂、砾砂组成。淤泥、淤泥质土为软土层，具高压缩性、低承载力特点；细～粗砂、砾砂层厚，含水量丰富，水头高，易发生突涌水。地势均较平坦，水系发育，河流总体呈北西-南东走向，流向出海口。

隧道北岸地质纵断面如图3所示。

4　互通立交设计标准分析

本立交主线（海湾隧道）为一级公路，被交路（中山东路）为城市主干路，而鉴于本立交位置位于城市中心区，故本立交的匝道与主线分合流段采用公路标准，与主线分离后采用市政标准进行设计。

（1）匝道设计速度

本立交主线和被交路的设计速度均为60km/h，故立交匝道的设计速度采用30～40km/h（注：其中内环匝道的设计速度采用30km/h；其余匝道的设计速度采用40km/h）。

（2）匝道断面型式

根据交流量预测结果，结合本项目实际情况（隧道内禁止超车），匝道断面选用单车道断面，如图4所示。

（3）匝道设计线位置

单车道匝道设计线为行车道中心线。

（4）变速车道、渐变段设置

变速车道、渐变段采用形式及长度设置主要由主线、被交道路设计速度和匝道断面型式确定。加、减速车道长度、辅助车道长度、以及渐变段长度不应小于表1所列数值。为保证行车安全，均采用平行式。

根据交通量预测结果和交通部颁发的《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）［3］、《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）［4］、《城市道路交叉口设计规程》（CJJ 152-2010）［5］的规定，结合本项目所处位置的特点和立交功能，确定中山东路地下立交采用的技术标准［6］见表2。

表1　变速车道长度及有关参数

表2　中山东路立交采用的技术标准

5　立交方案及优缺点分析

综合考虑本立交的交通流特性、立交应满足的交通功能、地形地物的限制等因素，在初步设计阶段对中山东路互通立交共提出了5个方案，其中方案一和方案二为同深度比较方案，方案三、方案四及方案五为定性分析方案。

5.1方案一（图5）

北岸立交采用多级分流理念布设匝道，于中山东路设置一进一出匝道，于中山东路与长平东路之间的天山南路设一进一出平行匝道，于长平东路北侧设置隧道主线敞开段，通过多匝道的设置以疏解北岸交通。匝道设计速度均为40km/h，最小曲线半径为75m。敞开段匝道纵坡为6%，暗埋段最大纵坡为2.0%。

（1）优点

①多级分流，交通组织简单、方便；

②充分利用可用空间，无房屋拆迁；

③占地面积小；

④造价较低。

（2）缺点

①中山东路北侧的隧道敞开段需永久占用龙湖沟约14m，且此段敞开段对景观有影响；

②中山东路与隧道的左转联系不顺畅，需通过地面掉头实现。

5.2方案二（图6）

在方案一基础上增加桥梁回头匝道，实现变异型中山东路互通立交方案。中山东路右进右出匝道以及出口C匝道与方案一类似，不同之处在于天山南路进口D匝道出地面后以桥梁形式上跨龙湖沟，采用回头匝道形式接入天山南路，而后与中山东路相连。其中将中山东路与长平东路间的天山南路改为由南向北的单行道，以解决C匝道与天山南路的对向交通问题。本方案A、B、C匝道设计速度为40km/h，D匝道设计速度为30km/h。隧道最小半径72m，最大纵坡敞开段6%、暗埋段4%；桥梁最小半径50m，最大纵坡5%。

（1）优点

①变异型互通立交，将地下匝道改为地上匝道，安全性提高；

②充分利用可用空间，无房屋拆迁。

（2）缺点

①中山东路北侧的隧道敞开段需永久占用龙湖沟约14m，且此段敞开段对景观有影响；

②无法实现多级分流；

③主线洞口位于大跨段，且为匝道分合流位置，存在安全隐患；

④桥梁段对景观有影响；

⑤中山东路与长平东路间的天山南路需改为由南向北的单行道，对现状交通有影响。

5.3方案三（图7）

本方案A、B匝道设计速度为40km/h，C、D匝道设计速度为30km/h。A、B匝道为正常右进右出匝道；进口C匝道下穿隧道主线而后并入主线；出口D匝道出地面后，通过地面道路掉头沿龙湖沟东侧道路南行，而后转入中山东路。A匝道曲线半径为70m；B匝道曲线半径为160m；C匝道曲线半径为80m、55m；D匝道为平行匝道，接地后地面道路曲线半径为30m。敞开段匝道纵坡为6%，暗埋段最大纵坡为4.2%。

（1）优点

①右进右出方式实现全互通，交通组织简单方便；

②充分利用了有效绿地空间，无房屋拆迁；

③对周边环境影响小。

（2）缺点

①中山东路左转进隧道的匝道为地下小半径，存在安全隐患；

②地面回头道路需架设一段桥梁于龙湖沟顶，约100m长、15m宽。

由于此方案存在地下小半径回头匝道，因此仅作为定性比选方案。

5.4方案四（图8）

中山东路采用双Y型互通立交，进出匝道洞门均位于中山东路。

（1）优点

①匝道线性指标较高，右进、右出方式实现全方位互通；

②无需改变天山南路，对现状交通影响小；

③无拆迁，对周围环境影响小。

（2）缺点

①出口匝道侵入汕头国际集装箱码头西北角，侵入最大距离约34m；

②两个进口匝道合流为一处再并入主线，合流段存在一定的安全隐患。

由于此方案出口匝道均需下穿码头，需与码头协调，而码头协调难度极大，若无法协调，考虑预留，则无出口匝道，因此，此方案仅作为定性比选方案。

5.5方案五（图9）

为减小对集装箱码头的影响，利用龙湖沟及其东侧的绿地设置全互通立交，进出匝道洞门均设置在天山南路。

（1）优点

①中山东路无需改造；

②对汕头国际集装箱码头影响相对较小。

（2）缺点

①出口匝道侵入汕头国际集装箱码头西北角，侵入最大距离约16m；

②中山东路进出隧道均需要通过天山南路回旋掉头实现，交通不便；

③碧霞南街东西向交通阻断，需绕行；

④地下回头曲线舒适度和安全性较差。

由于此方案进出口匝道均为地下回头曲线，行车安全性和舒适性较差，且中山东路车流均需转入天山南路才可进出隧道，因此，此方案仅作为定性比选方案。

6　立交方案经济技术比较

对本立交方案一、二进行同深度技术经济比较，方案三、四、五仅作为定性比选方案，不再赘述。中山东路地下互通立交技术经济比较见表3。

表3　立交方案同深度技术经济比较表

两方案皆充分利用绿地空间，设置互通立交形式。方案二无法实现多级分流，通过桥隧相接实现中山东路全互通，而此方案主线洞口位于大跨段，且为匝道分合流位置，存在安全隐患，因此不予推荐。综合考虑交通服务功能、安全性、造价等因素，推荐方案一。

7　结语

本文通过对广东省汕头市海湾隧道工程中的北岸中山东路地下互通立交选型进行研究，总结了立交选型所需要考虑的必要因素，即按照“安全、环保、舒适、以人为本”的设计理念，统筹考虑功能要求、行车安全、工程经济、占地面积、实施难度等影响因素，给出推荐方案。

［1］ 汕头市人民政府.汕头市城市总体规划（2002-2020）［R］，2014.

［2］ 徐家钰，程家驹.道路工程［M］.2版.上海：同济大学出版社，2014.

［3］ 中华人民共和国交通运输部.JTG B01-2014公路工程技术标准［S］.北京：人民交通出版社，2014.

［4］ 中华人民共和国交通部.JTG D20-2006公路路线设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［5］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ 152-2010城市道路交叉口设计规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2010.

［6］ 中华人民共和国交通部.JTG D70-2004公路隧道设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

Research on Type Selection of Underground Interchange in Shantou Bay Tunnel

WANG Hong-gang1，XU Ying-hui2
（1.China Railway Tunnel Survey&Design Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300133，China；2.Guangdong Communication Polytechnic，Guangzhou 510000）

Based on the Zhongshan East underground interchange in Shantou Bay tunnel in Guangdong Province，the article takes a research about selection of underground interchange，then proposing several different designs with a comprehensive considering on features，area，environment influences，traffic safety and engineering economic factors etc.The reasonable scheme is finally determined after a multiple plans selection of interchange types.This paper may provide a theoretical basis for the future design of underground interchange in underwater tunnel.

Underground interchange；Interchange selection；Plan design；Features；Engineering economy

U452.2

B

1673-6052（2016）03-0133-06

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.039