郭 強(qiáng)，王 瑜

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710068)

0 引言

近年來(lái)隨著山區(qū)高速公路的大規(guī)模建設(shè)，新建公路與原有高速逐漸形成網(wǎng)絡(luò)，新建立交與現(xiàn)有立交經(jīng)常會(huì)由于間距較近，形成復(fù)合式多路互通式立交。另外，早期修建的山區(qū)高速由于建設(shè)經(jīng)費(fèi)受限，路線(xiàn)指標(biāo)均相對(duì)較低，且受立交與隧道間距、城市規(guī)劃區(qū)等因素的影響，新建立交布設(shè)受限較為嚴(yán)重。本文通過(guò)分析甘肅省蘭州市G309線(xiàn)金崖至河口段高速公路西果園樞紐互通式立交的設(shè)計(jì)過(guò)程，提出復(fù)雜路況下多路立交布設(shè)的方法和思路，供工程設(shè)計(jì)人員參考。

1 工程概況

G309線(xiàn)金崖至河口(張家臺(tái))段屬于G309線(xiàn)改線(xiàn)段，亦為甘肅省蘭州市“321”公路網(wǎng)規(guī)劃中繞城環(huán)線(xiàn)的南二環(huán)(見(jiàn)圖1)。項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)提高本段公路的通行能力和服務(wù)水平、完善和優(yōu)化該地區(qū)骨架公路網(wǎng)布局結(jié)構(gòu)、打破交通運(yùn)輸“瓶頸”、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展都具有重要的戰(zhàn)略意義。

圖1 G309金崖至河口(張家臺(tái))段項(xiàng)目地理位置圖

西果園樞紐立交位于西果園鎮(zhèn)柴家河村，為本項(xiàng)目與既有蘭臨高速公路、在建南繞城高速公路及G212線(xiàn)交通轉(zhuǎn)換的樞紐立交。本互通既可以為蘭州市增加一處通行效率高的出入口，有效增強(qiáng)城市對(duì)外交通的迂回性和協(xié)調(diào)性，又能減輕蘭州市南出口已有路網(wǎng)的壓力。

工可預(yù)測(cè)2041年臨洮至金崖、河口、西果園方向交通量為16 325 pcu/d，河口至臨洮、蘭州方向交通量為18 885 pcu/d，蘭州至金崖、河口、西果園方向交通量為7 034 pcu/d，其余方向交通量均相對(duì)較小，主交通量為河口至臨洮方向。

被交路為蘭臨高速，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度24.5 m；南繞城高速，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度24.5 m，為在建高速；G212，設(shè)計(jì)速度60 km/h，路基寬度12 m。

2 方案布設(shè)

2.1 立交布設(shè)影響因素

該互通布設(shè)條件較為復(fù)雜，立交布設(shè)限制因素較多，立交布設(shè)條件極為不利，不利因素主要有(見(jiàn)圖2)：

2.1.1 立交間距較小

互通布設(shè)位置北側(cè)有南繞城高速與蘭臨高速的雙喇叭樞紐互通式立交，西果園樞紐互通式立交與南繞城樞紐互通式立交形成了七路復(fù)合式立交，立交的布設(shè)需考慮南繞城方向的交通流的影響。

2.1.2 蘭臨高速縱面較大

被交路蘭臨高速縱坡較大，互通區(qū)蘭臨高速縱坡為(2.9%/300 m+5.5%/450 m+2.8%/400 m+4.2%/610 m)的縱坡組合，且該段位于蘭臨高速連續(xù)長(zhǎng)大下坡底部，車(chē)速較快，蘭臨高速在此段落附近連續(xù)設(shè)置了3處避險(xiǎn)車(chē)道，且該處為蘭臨高速事故黑點(diǎn)，在此處設(shè)計(jì)互通式立交，交通安全隱患較大。

2.1.3 出口識(shí)別較為困難

該處西果園互通、南繞城互通共同將南繞城高速、蘭臨高速、G309公路、G212共6個(gè)方向的交通流聯(lián)通，立交極其復(fù)雜，車(chē)輛在連續(xù)下坡路段識(shí)別這些出口是較為困難的，極易發(fā)生交通事故。

2.1.4 樞紐被交路與服務(wù)被交路高差較大

交叉位置蘭臨高速與G212高差達(dá)45 m，立交連接線(xiàn)展線(xiàn)較為困難。

2.1.5 天然氣管道、高壓輸電線(xiàn)干擾較大

立交區(qū)布設(shè)有蘭定天然氣管道和2條±330 kV高壓線(xiàn)，對(duì)立交的布設(shè)造成較大干擾。

2.1.6 規(guī)劃區(qū)干擾

立交區(qū)與蘭州市七里河區(qū)西果園鎮(zhèn)用地規(guī)劃有干擾，部分立交用地侵入了西果園鎮(zhèn)倉(cāng)儲(chǔ)物流園區(qū)的用地范圍。

2.1.7 立交與隧道間距近

立交區(qū)前后均為隧道，受立交出入口與隧道間距要求的影響，立交布設(shè)位置受限。

圖2 立交布設(shè)位置現(xiàn)狀示意圖

2.2 立交布設(shè)原則

多路互通式立交交通組織一般較為復(fù)雜，因此，在立交布設(shè)時(shí)，應(yīng)以安全為首要原則，其次，應(yīng)結(jié)合具體地形、地物、被交路條件和交通量條件等，在滿(mǎn)足交通轉(zhuǎn)換功能的前提下，采用三路和四路完全互通式立交相組合的形式，靈活布設(shè)匝道，合理規(guī)劃立交出入口，減少跨線(xiàn)構(gòu)造物，降低工程規(guī)模及占地面積。

該立交布設(shè)限制因素較多，尤其是被交路蘭臨高速縱坡過(guò)大、交通轉(zhuǎn)換方向過(guò)多導(dǎo)致出入口識(shí)別較為困難。因此，在滿(mǎn)足立交使用功能的前提下，保證立交的行車(chē)安全性，是該立交布設(shè)的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)階段布設(shè)了兩個(gè)方案進(jìn)行比選。

2.3 立交方案一

方案一將連接G212的服務(wù)功能和連接蘭臨高速的樞紐功能置于一處，布設(shè)了變異苜蓿葉+變異單喇叭的立交方案。該立交將G309臨洮至河口、金崖、西果園方向的匝道與南繞城臨洮至河口、金崖方向的出口匝道合并布設(shè)，解決了下坡方向連續(xù)兩個(gè)出入口間距過(guò)近的問(wèn)題；同時(shí)，將該出口置于蘭臨高速2.9%的緩坡段，以滿(mǎn)足立交主線(xiàn)縱坡要求。該方案共需新增14條匝道，與南繞城現(xiàn)有的8條匝道，組成了7路互通式立體交叉(見(jiàn)圖3)。

圖3 方案一立交平面示意圖

方案一立交每個(gè)出入口均有3～6個(gè)方向需選擇的問(wèn)題，尤其是在連續(xù)長(zhǎng)大下坡路段臨洮至蘭州方向，立交出口存在6個(gè)方向需選擇，駕駛者面臨的選擇過(guò)于復(fù)雜，出口不易辨別，駕駛員容易在出口前急剎車(chē)選擇出口，導(dǎo)致追尾事故的發(fā)生。因此，在主線(xiàn)縱坡如此之大的路段設(shè)置復(fù)雜互通是不合適的，西果園互通的布設(shè)應(yīng)以安全為首要原則，要盡量簡(jiǎn)化互通的布設(shè)。故考慮將G309和蘭臨高速的樞紐轉(zhuǎn)換功能與服務(wù)功能拆分開(kāi)，分別設(shè)置樞紐型互通和服務(wù)型互通，簡(jiǎn)化互通的布設(shè)，提高互通的安全性，因此布設(shè)了方案二。

2.4 立交方案二

方案二采用變異雙喇叭+單喇叭的樞紐立交型式，將樞紐型互通與服務(wù)型互通相分離，能簡(jiǎn)化樞紐互通出入口，減少立交出入口數(shù)量，大大提高立交區(qū)交通安全性。同時(shí)，由于將服務(wù)型互通置于蘭臨高速主線(xiàn)收費(fèi)站北側(cè)(主線(xiàn)收費(fèi)站距蘭州市區(qū)約5 km)，該方案還省去了立交匝道收費(fèi)站及管理場(chǎng)區(qū)，降低了運(yùn)營(yíng)成本。但是該方案也具有缺點(diǎn)，服務(wù)互通距樞紐互通位置3.8 km，西果園鎮(zhèn)車(chē)輛上下高速需增加繞行約7.6 km，對(duì)西果園鎮(zhèn)車(chē)輛出行造成一定的不便，增加了車(chē)輛運(yùn)營(yíng)里程及運(yùn)營(yíng)成本(見(jiàn)圖4)。

針對(duì)方案二的樞紐互通部分，因地方規(guī)劃區(qū)的限制，布設(shè)了兩個(gè)方案進(jìn)行比選。

(1)樞紐立交方案一

該方案主線(xiàn)下穿蘭臨高速，在G309側(cè)布設(shè)了B型單喇叭互通，采用匝道上跨主線(xiàn)方案，蘭臨側(cè)布設(shè)了變異互通，采用匝道下穿蘭臨高速方案，因該互通主流方案為河口至臨洮方向，故該方向采用了半定向匝道，設(shè)置了雙車(chē)道出入口的雙車(chē)道匝道。另外，為了提高蘭臨高速下坡方向出口的縱面指標(biāo)，減少出口數(shù)量及識(shí)別難度，將G309蘭臨側(cè)出口匝道與南繞城出口匝道合并，提高安全性。但該互通因河口至臨洮方向平面指標(biāo)較高，導(dǎo)致蘭臨側(cè)互通布設(shè)較為松散(見(jiàn)圖5)。

圖5 樞紐立交方案一平面設(shè)計(jì)圖

該方案的優(yōu)點(diǎn)是河口至臨洮方向的立交出口距隧道間距較遠(yuǎn)，滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求。缺點(diǎn)是由于該方案中部分匝道占用西果園鎮(zhèn)倉(cāng)儲(chǔ)物流用地過(guò)多，且立交占地規(guī)模過(guò)大，對(duì)土地分割較為嚴(yán)重，挖方規(guī)模過(guò)大，導(dǎo)致當(dāng)?shù)卣煌庠摲桨浮?/p>

(2)樞紐立交方案二

在方案一的基礎(chǔ)上，對(duì)該樞紐互通進(jìn)一步優(yōu)化。調(diào)整了G309主線(xiàn)縱斷面，使G309主線(xiàn)上跨蘭臨高速，降低挖方工程量；將G309側(cè)互通調(diào)整為A型單喇叭，匝道下穿主線(xiàn)，同時(shí)使匝道靠近蘭臨高速布設(shè)，減少對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流用地的占用及對(duì)土地的分割，使整個(gè)樞紐互通布置更為緊湊。該方案的缺點(diǎn)是減少了河口至臨洮方向立交出口與隧道的間距(見(jiàn)圖6)。

圖6 樞紐立交方案二平面設(shè)計(jì)圖

經(jīng)對(duì)立交功能、工程規(guī)模、出入口識(shí)別條件、平縱面指標(biāo)等方面綜合分析，并參考地方政府的意見(jiàn)，設(shè)計(jì)階段推薦采用了方案二。

3 結(jié)語(yǔ)

考慮到七路及七路以上立交交通組織過(guò)于復(fù)雜，工程規(guī)模巨大，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免七路及七路以上立交。當(dāng)因路網(wǎng)規(guī)劃受限，必須設(shè)置七路立交，尤其在地形、地物等條件較為復(fù)雜時(shí)，應(yīng)首先要考慮簡(jiǎn)化立交形式，化繁為簡(jiǎn)，將復(fù)雜互通拆分為功能單一的數(shù)個(gè)三路和四路互通[1]，避免將多路交通轉(zhuǎn)化功能置于一點(diǎn)，簡(jiǎn)化交通流的轉(zhuǎn)換過(guò)程，便于出入口識(shí)別；有條件時(shí)，拉開(kāi)互通間的距離，單獨(dú)布設(shè)，或通過(guò)輔助車(chē)道、集散車(chē)道相接；其次，山區(qū)多路互通布設(shè)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足隧道與出入口間距、交織段長(zhǎng)度、主線(xiàn)或匝道連續(xù)出入口間距等相關(guān)要求，以保障立交運(yùn)營(yíng)安全；再次，考慮結(jié)合地形，減少對(duì)土地的分割、占用及對(duì)既有構(gòu)造物的影響。