高速公路枢纽互通设计与施工要点

2022-10-21杨博于帆

运输经理世界 2022年6期

杨博、于帆

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北武汉 430052）

0 引言

目前我国高速公路建设日趋合理化，高速公路网规划优势也逐渐显现。随着高速公路建设进程的加快，高速公路之间的交叉、衔接、跨越的枢纽互通建设也相应增加。建设单位在开展这部分施工时，往往在设计以及建设环节存在一些问题，影响高速公路枢纽互通建设的质量。基于此，加强这方面的研究和探索具有现实意义。建设单位在高速公路枢纽互通设计以及建设中也要善于发现问题，深入分析问题的成因，不断优化设计以及施工，提升枢纽互通建设质量。

1 枢纽互通概述

枢纽互通由两个部分组成：首先，互通是城镇与高速公路的连接处，包括高速公路的出入口以及收费站；其次，枢纽是多条高速公路的交汇处。

高速公路的互通使交通更加方便，有利于提升长途运输的便捷性。基于高速公路是一种全封闭的道路类型，可以对交通进行管制，提升安全性。高速公路枢纽可以实现不同高速公路的互通，使各个方向的交通消除平面碰撞点。

枢纽互通建设包括多项内容，如相关部门的批复、确定运营高速公路与将要建设高速交叉点的连接形式、明确施工方案等。枢纽互通作为高速公路建设的主要组成部分，对高速公路的后期运营有重要影响，需要建设单位提高重视，尤其要做好前期设计工作，这样在后期施工中，相关人员才能把握施工要点，确保高质量开展施工，使高速公路枢纽发挥出应有的作用。

2 高速公路枢纽互通设计要点

高速公路枢纽互通设计虽然在整个建设中所占的比例不大，但是对整个工程起着基础性作用。相关人员在开展枢纽互通设计工作时，一般先按照通常的设计规范要求，然后基于工程的实际情况统筹考虑，针对具体问题向高速公路运营管理部门提出意见或建议，在这个过程中，不断优化设计，使设计更加符合高速公路实际情况。设计人员尤其要重视细节设计，这也是设计人员业务能力的一个重要体现。

2.1 做好前期调研工作

高速公路枢纽互通设计工作需要相关人员充分做好调研工作，为后期开展设计提供详实的数据和资料。

首先，相关人员要全面了解高速公路的情况以及后期的发展规划、明确枢纽互通形式、采用的跨线桥形式、高度以及互通匝道衔接形式、路面加宽形式等。对正在运营的高速公路也要进行调研，比如路基宽度、高度、路基坡度等，掌握更多的信息，才能为设计提供更充分的支持。

其次，相关人员在前期调研时，还要对路网整体以及局部进行调查分析，预测互通各象限的交通量，为设计人员开展设计工作提供准确的数据。

最后，相关人员在做好运行高速公路以及将建高速公路调研分析的基础上，还要对其所在的地理环境、周围土地资源的使用以及社会环境等进行分析，提升调研的全面性和科学性。高速公路建设单位要充分认识到前期调研工作的价值，为这项工作的开展提供相应的人力、物力支持。

2.2 设计阶段注意事项

设计人员在设计高速公路枢纽互通时，首先要确定互通形式，这取决于前期调研阶段获取的相关数据和各象限预测的交通量，同时还要考虑高速公路的土地使用以及排水等因素。枢纽互通的形式通常来说有苜蓿叶形式（见图1）、半苜蓿叶形式（见图2）、双喇叭形式、单喇叭形式等。

图1 苜蓿叶形式

图2 半苜蓿叶形式

主线交叉构造物设计也是高速公路互通设计的一个重点，设计人员在设计这部分时应统筹考虑各种因素，如已运营高速公路的路基高度、交通量、排水等，再确定设计形式。主线交叉构造物设计形式有上跨型、下穿型。如果采用上跨型，需要设计人员充分了解已运营高速公路的宽度以及其后期发展规划，将获得的信息融合到设计中。在进行这部分设计时，要确定好跨线桥主跨的跨径，并根据实际情况确定是否需要设置中墩或安全岛。设计人员还要对运营高速公路中央带管线是否回迁加以考虑，做好相应的设计。如果采用下穿式，设计人员在设计施工方案时可以选择明挖、半明挖、顶进等。

基于高速公路枢纽互通匝道的特点，设计人员主要做好渐变段的设计。渐变段的存在会产生变截面异形板，在施工时需要现浇施工。为确保后期投入使用的安全性，设计人员在设计时通常采用隐盖梁和现浇箱梁相结合的结构形式。高速公路跨线桥净空高度的设计也是重点，国家规定高度一般是5.0m。后期施工时，支架模板会占据一定的空间，剩下的高度能满足运营车辆不高于4.5m 的要求。但是从实际情况来看，运营高速公路通行的车辆存在超高、超载、超宽等情况，这种情况在夜间出现的概率更大。通过调查发现，在高速路互通设计中经常出现车辆撞桥的交通事故。鉴于此，为了避免此类交通事故的发生，确保驾驶人员的安全，不仅需要相关部门加强超限治理，同时还要在设计阶段优化设计跨线桥的净空高度，把施工模板所占用的高度加到设计高度中，最好不小于5.5m，这样的高度设计会更加安全。

匝道衔接过渡段也是设计重点。设计人员在进行这部分设计时，要充分考虑各种因素，如路面加宽衔接、桥涵构造物加宽衔接、外场设备、互通排水体系等，只有全面考虑各种因素，才能使设计更加优化和科学，为后期高质量施工做好铺垫。

3 高速公路枢纽互通施工要点

枢纽互通施工具有一定的复杂性，施工单位要根据工程实际情况制定详细的施工组织计划，并做好应急预案。成立协调小组，负责各个部门之间的沟通和协调，加强施工管理，保证运营高速公路的安全以及施工质量。

3.1 完善施工设计图

高速公路枢纽互通需要多个单位和部门的参与，如施工单位、监理单位、运营部门、交警部门等，正式施工前，要组织各个部门对施工设计图进行审查和完善，一方面，了解、掌握枢纽互通的整体设计思路、施工要点、施工注意事项等，另一方面，各个参与部门对施工进行技术交底，确保施工顺利进行。各个部门要明确自身的工作内容和工作职责，基于各自角度完善施工设计图，提升施工设计图质量，为后期顺利施工打好基础。

3.2 编制施工组织设计方案

施工组织设计方案对整个施工具有重要意义，施工单位要充分结合施工图设计完成这部分工作，明确施工顺序，高效推进各部分施工的开展。

3.2.1 线路拆迁、改迁施工

对中央带进行钻孔施工时，就需要迁移埋设的线缆。相关单位要基于自身角色和责任，制定改迁方案以及施工完成后的恢复方案，保证施工顺利开展。桥墩施工也是重点，施工单位要处理好各方义务和责任，做好预埋钢套管的施工，这样在后期才能发挥出穿缆的作用。

3.2.2 重视跨线桥的施工

跨线桥施工也是重点，主要包括两个部分：上部结构施工和下部结构施工。不同部位施工方法的选择需要考虑各种要素，如施工图设计、施工能力、施工环境等，尽量避免运营高速路车辆和施工车辆的互相影响。

下部结构施工时，要注意施工车辆作业安全，必要时可以加宽道路。

上部结构进行施工时，需要对运营高速公路车道采取上满堂支架预压，然后基于运营高速公路车流量，选择两幅设门洞施工方案或半幅设门洞施工，有时还会采用临时便道的施工方案。如果建设单位在跨线桥施工中选择预制梁板方案，那就要求相关人员根据工程实际制定明确的架设时间表，减少对运营高速公路的影响，确保施工安全。

施工人员在开展此部分施工时，要严格按照要求完成各项工作，这对整个工程质量具有重要意义。

3.2.3 匝道衔接过渡部分的施工

高速公路枢纽互通建设中，匝道衔接过渡段的施工也是施工要点，在这部分施工中通常需要对路基进行加宽。施工人员要把旧路基表层彻底清理干净，用土工布或土工格栅连接。在路基开挖施工时，开挖线要确定在硬路肩与土路肩的接缝处，避免对运营高速公路车辆产生安全隐患。如果这部分施工对旧路基造成较大影响，需要采取支挡、压浆、喷射等措施加以处理，确保路基施工质量。

路面加宽施工要确保路面结构形式的一致性、连续性，使加宽的路面与原先的路面成为一个整体。有些高速路枢纽互通还需要加宽桥涵，施工人员要处理好新旧桥梁沉降不同的问题，根据实际情况调整旧桥边梁，提升过渡段的承载力。为确保过渡桥涵的承载力达到要求，施工人员还要对其进行试验，保证过渡桥涵的施工质量。

在这部分施工中，为了减少对旧有路基边坡的挖掘，施工人员要尽可能避免使用U 形台，采用一字墙或八字墙。施工人员要优化浇筑顺序，采取分段浇筑的方式，但是注意不能使基础太深，出现基础太深的情况，需采取换填的处理方式，还可以采用掺灰等措施加以处理。

3.2.4 临时安全设施设置的施工

道路枢纽互通施工具有一定的复杂性，需要各个部门的高度配合和协作，在确保施工质量的同时，还要保证施工安全，因此施工单位还要重视临时安全设施设置施工。

施工人员根据施工方案在施工路面设置施工标志牌、警示牌等，对这些警示标志进行加固处理，避免外界因素或者人为因素使警示标志失去作用，导致安全事故的发生。

设置标线时，选择黄色标线使车辆各行其道，在夜间施工时，必须有完善的灯光警示标志，施工人员以及施工车辆要采取相关措施提升安全性。施工人员夜间施工要借助安全标志服装提升施工安全性，施工车辆以及机械设备要按照规定着上标志色彩。

机械设备在作业的过程中、车辆在行驶的过程中都要开启黄色指示灯，并按照要求设置警示标志。如果枢纽互通施工中需要车辆绕行，施工单位要在绕行路口设置提示牌，使绕行人员顺利安全绕行此处。

3.3 编制安全保障通行方案以及紧急疏导预案

枢纽互通施工中，安全保障是一项基础性工作，同时也是一项重要工作。相关部门和单位要基于各自的职责，共同研究制定安全保障通行方案以及紧急疏导预案，如车辆的疏导、安全标志的设置、交通限制和开放等。各个部门要针对安全保障工作需求建立联动机制，根据工程特点准备机械设备，车辆发生故障或者出现事故时，可以及时采取有效措施把不良影响降至最低，保证高速公路良好的运行环境。施工单位完成安全保障通行方案和紧急疏导预案后，交给路政部门和交警部门审批，并办理手续。施工单位要重视施工各个环节的安全防护，对施工人员、施工机械设备进行严格的管理，一方面要求他们严格按照规定施工，另一方面还要确保施工安全。施工单位可以设置专门的安全检查人员，把安全检查措施落实到位。相关部门要切实担负监督职责，把监督措施落到实处，发挥实效，对施工单位的行为加以约束，提升施工的规范性，保证整个工程高质量进行。