侯 浩,易文鋒
(中國公路工程咨詢集團有限公司,北京 100081)
湖南省桑植至龍山高速公路(以下簡稱“桑龍高速”),是G5515張家界至南充高速公路的一段,起點位于桑植縣城西北的賀龍電站附近的南岔村,與張家界至桑植高速公路桑植西互通對接;終點位于龍山縣茅坪鄉(xiāng)王家灣,設置茅坪樞紐互通與龍山至永順高速公路連接。路線整體呈東西走向,連通國家扶貧開發(fā)工作重點縣桑植縣和龍山縣。該項目是湖南省西北部一條重要的高速大通道,具有承接南北、連接東西的重要作用。
根據(jù)預測交通量和功能定位,桑龍高速采用設計速度100km/h,4車道高速公路標準。終點設置茅坪樞紐互通與龍永高速相接,并與龍永高速茅坪互通(單喇叭互通)組成復合式互通。該互通的主要功能是滿足該項目與龍永高速之間的交通流量快速轉換,同時實現(xiàn)該項目與茅坪連接線的交通轉換。
(1)互通式立交型式的選擇應根據(jù)互通功能要求和預測交通量分布情況,綜合考慮現(xiàn)場條件、投資成本、經濟效益、美學效果和遠期發(fā)展等因素,在多方案比選的基礎上合理選定。該互通和現(xiàn)狀單喇叭互通復合設置,需充分考慮復合方案對現(xiàn)狀互通影響,盡可能利用現(xiàn)狀互通匝道,減少工程投資和新增占地。
(2)設計中采用合理、均衡的指標,并與交通流向相適應,使互通立交達到造型美觀,線形舒展、流暢,行車安全、舒適的整體效果??v斷面設計滿足連接道路高程、坡度、交叉道路凈空等條件,在匝道流出、流入位置采用較高的技術指標,以適應車輛實際行駛的使用要求。
(3)重視互通安全設計,新建互通和現(xiàn)狀互通復合設計,交通流復雜,匝道設計時要盡量減少交織,連續(xù)分、合流設計要滿足規(guī)范要求,提高行車安全。
(4)互通立交設計應重視環(huán)保與景觀,充分考慮景觀設計,使立交線形更加流暢,匝道與主線的配合更加緊湊,嚴格控制用地指標,減少廢方,并做好排水系統(tǒng)設計。
被交道為龍永高速公路,路基寬度24.5m,雙向4車道,設計速度為80km/h,設茅坪互通服務于茅坪鎮(zhèn),現(xiàn)狀互通采用變異單喇叭互通,茅坪互通左右兩側有兩座隧道——茅坪隧道及砂子坡隧道,互通兩側分布較多村莊。新建桑龍高速對接龍永高速時需考慮兩個控制因素:(1)隧道洞口距離互通出口需滿足規(guī)范要求;(2)盡量減少拆遷,降低對村莊的干擾??紤]上述因素桑龍高速選擇在茅坪互通右側對接龍永高速,如圖1所示。
根據(jù)工可報告交通量預測結果,茅坪樞紐互通主交通流方向為桑植—龍山方向,在2044年轉換交通量為17633pcu/d,如圖2所示。
結合預測交通量以及各控制因素,擬定了4個方案進行比選,詳細比選如表1所示。
圖1 終點現(xiàn)狀圖
表1 互通方案比較表
圖2 交通量示意圖
(1)方案一:新建T型樞紐和現(xiàn)狀單喇叭互通復合,對現(xiàn)狀單喇叭互通內環(huán)匝道及永順方向轉往茅坪鎮(zhèn)方向匝道進行改造。該方案對現(xiàn)狀互通改動較小,但是改造后龍永高速龍山方向采用兩次分流及兩次合流,對行車安全性不利。對現(xiàn)狀茅坪互通的改造:第一,內環(huán)匝道由原來的接龍永主線改為接龍山—桑植的B匝道;第二,廢棄單喇叭永順—茅坪匝道,新建永順—茅坪D匝道。其余匝道維持不變,如圖3所示??紤]到方案一龍永高速龍山方向存在匝道兩次分流,新建T型樞紐交叉關系復雜,且橋梁規(guī)模較大,提出方案二。
(2)方案二:在方案一的基礎上,通過改造其他匝道,保留現(xiàn)狀單喇叭永順—茅坪方向匝道,桑植至永順方向采用迂回匝道改善交叉關系,降低工程量。為解決兩次分流及兩次合流問題,在龍永高速旁邊新建貫通匝道,將龍山方向兩個出口及入口合并成一個。對現(xiàn)狀單喇叭互通的改造:第一,內環(huán)匝道由原來的接龍永主線改為接龍山—桑植的貫通匝道A匝道;第二,龍山—茅坪匝道由原來的接龍永主線改為接貫通匝道A匝道;第三,茅坪—龍山方向右轉匝道由原來接龍永高速主線改為接桑植—龍山方向貫通匝道B匝道;第四,對A匝道及永順—茅坪匝道縱面進行了改動。貫通匝道A、B匝道龍山方向出、入口處承擔了新建T型互通及現(xiàn)狀單喇叭互通轉向交通,交通量較大,考慮到交通量預測存在一定不確定性,特別是作為國高網(wǎng)交通轉換節(jié)點,節(jié)假日期間可能進一步誘增交通,為避免出、入口堵塞,龍山方向出、入口按照雙車道進行設計。方案二解決了龍永高速龍山方向兩次分流、合流問題,并且簡化了T型互通交叉關系,但是對現(xiàn)狀互通改造較大,方案二平面圖如圖4所示。
(3)方案三:為減少對現(xiàn)狀單喇叭的改動,在方案二的基礎上提出了方案三,方案三是將龍山—桑植方向貫通匝道改移至單喇叭外側,其余匝道和方案二相似。對現(xiàn)狀單喇叭互通的改造:第一,茅坪—龍山方向右轉匝道由原來接龍永高速主線改為接桑植—龍山方向貫通匝道B匝道;第二,龍山—茅坪方向匝道由原來的接龍永主線改為從貫通A匝道內側流出。貫通匝道A、B匝道參考方案二按照雙車道出、入口設計。方案三對現(xiàn)狀單喇叭改動較小,但是存在以下問題:第一,根據(jù)原交通量預測龍山—茅坪方向轉向交通量為1258pcu/d,而龍山—桑植貫通A匝道轉向交通量為8817pcu/d,交通流向從貫通A匝道左側流出和常規(guī)駕駛習慣不符,且影響左側直行交通,存在安全隱患;第二,現(xiàn)狀龍山—茅坪匝道右側為5級邊坡且未到頂,存在斷層破碎帶,巖體工程強度較低,貫通A匝道從該匝道外側擴挖較大,不利于邊坡安全。方案三平面圖如圖5所示。
圖3 方案一平面圖
圖4 方案二平面圖
(4)方案四:該方案是在方案二的基礎上,將桑植~永順方向的迂回匝道改為內環(huán)匝道,遠離村莊以減少對村莊的干擾,簡化交叉關系,減少工程量。貫通匝道A、B匝道參考方案二按照雙車道出、入口設計。
該方案較方案二工程規(guī)模有所降低且對村莊干擾較小,但是桑植~永順方向次流向從匝道內側流出,和常規(guī)駕駛習慣不符,且影響左側直行交通,存在安全隱患,方案四平面圖如圖6所示。
綜上所述,方案二安全性較好,工程規(guī)模適當,作為推薦方案。
圖5 方案三平面圖
圖6 方案四平面圖
桑龍高速茅坪樞紐互通經過多方案比選,方案二能夠滿足交通量需要,雖然對現(xiàn)狀互通改造較大,但是互通安全性較好,考慮到該互通為復合互通,交通流復雜,節(jié)點安全作為方案設計重點考慮因素,且方案二工程規(guī)模適當,綜合考慮將方案二作為推薦方案。