劉維維

摘要：G0512成都至樂山高速公路與成都繞城高速公路在武侯區(qū)交叉，需設(shè)置十字樞紐互通，并在繞城高速公路內(nèi)側(cè)設(shè)置主線收費站。該互通交叉節(jié)點繞城高速公路與成綿樂高鐵平行，最近的節(jié)點距離填方坡腳僅5m，互通匝道布設(shè)受鐵路影響較大，交叉區(qū)域位于城市邊緣，受控因素多，方案布設(shè)難度大。文章結(jié)合成都繞城高速公路、成綿樂高鐵及周邊控制點布局，介紹了G0512成都至樂山高速公路與成都繞城樞紐互通式立交設(shè)計方案的比選研究過程。

關(guān)鍵詞：成樂高速公路;繞城高速公路;成綿樂高鐵;樞紐互通;方案比選

中圖分類號：U412.35⁺2.1文獻標識碼：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.024

文章編號：1673-4874（2021）01-0084-06

0引言

成都至樂山高速公路（G0512）是《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年—2030年）》中重要的聯(lián)絡(luò)線之一，是連接成都與眉山、樂山兩市最為便捷的高速公路大通道，也是連接成都雙流機場的又一條快速通道。本項目在成都至青龍場段通過新建雙流機場第二高速公路形成復(fù)線，將有效提升G0512成都至樂山方向的交通承載能力，解決成樂高速公路周末、節(jié)假日因旅游交通量激增而產(chǎn)生的交通擁堵問題。

本項目在武侯區(qū)與成都繞城高速公路交叉，設(shè)置十字樞紐互通，實現(xiàn)與成都繞城高速的交通流轉(zhuǎn)換（見圖1）。

成樂高速公路設(shè)計時速為120km/h，全線采用雙向六車道，路基寬度為34.5m。

成都繞城高速公路設(shè)計時速為100km/h，雙向六車道，路基寬度為34.5m。

受成都市規(guī)劃控制，本項目繞城高速以內(nèi)沿成雙大道、新安大道布設(shè)高架，繞城高速公路以外沿西航港大道布設(shè)雙層高架，線位唯一。在交叉節(jié)點附近，受繞城高速公路與成綿樂高鐵距離較近、成都地鐵10號線、城市規(guī)劃等影響，互通方案受限嚴重。

1主要控制因素

本交叉節(jié)點主要控制性工程有：

（1）成都繞城高速公路

成都繞城高速公路，編號為G4201，又名成都四環(huán)路，全長85km，雙向六車道，路基寬度為34.5m，是成都“環(huán)狀+放射形”公路網(wǎng)的重要組成部分。本項目擬采用上跨繞城高速公路設(shè)置樞紐互通方案，實現(xiàn)本項目與繞城高速公路之間交通流的轉(zhuǎn)換。

（2）成綿樂高鐵

成綿樂城際高鐵起于成都東站，向北經(jīng)廣漢北站、德陽站、綿陽站抵江油站，未來與西成高鐵相接可達西安;向南經(jīng)成都南站、雙流機場站、眉山東站、樂山站到達峨眉山站，未來與成貴高鐵相接可至貴陽。2017年西成高鐵、2019年成貴高鐵相繼通車后，成綿樂城際鐵路將成為西安—貴陽高鐵大動脈的重要組成部分。

本項目現(xiàn)狀繞城高速公路、成綿樂高鐵交叉節(jié)點相距約96m，高鐵路基標高比高速公路路基高約4.2m，交叉節(jié)點向東，繞城高速公路與成綿樂高鐵平行設(shè)置，均采用填方路基，最近點兩路基邊緣距離約22m，填方邊坡坡腳距離約5m。

（3）成都地鐵10號線

成都地鐵10號線為成都市第五條地鐵線路。一、二期工程串聯(lián)了主城紅牌樓商圈、雙流機場、雙流西客運樞紐、勝利鎮(zhèn)、花源新城、花橋新城至新津城區(qū)，是成都市一條重要的樞紐連接線及外圍快線。路線總長38.2km，設(shè)16個車站。一期工程的主要功能是機場線，從太平園站出發(fā)，到達雙流機場后分別在T1、T2航站樓設(shè)站。

受地鐵10號線影響，本項目從三環(huán)路至主線收費站段（進城連接線）已先期完成施工圖設(shè)計，該段高架橋基礎(chǔ)施工計劃與地鐵10號線盾構(gòu)施工同步進行，避免高架橋基礎(chǔ)施工對地鐵的影響。

（4）成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店

在本項目K4+300處路線左側(cè)為成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店，該4S店為武侯區(qū)重點招商引資項目，占地面積約52000m²，拆遷難度大，對主線收費站設(shè)置影響較大。

（5）高層建筑小區(qū)

在成雙大道、新安大道西側(cè)，現(xiàn)有高層建筑小區(qū)主要有時代錦繡、新苗新居、簇錦家園等。

本交叉節(jié)點主要控制條件見圖2。

2轉(zhuǎn)向交通量分析

根據(jù)工可報告，繞城樞紐互通預(yù)測年限2039年各方向轉(zhuǎn)向交通量為：成都往來接待寺樞紐方向16186pcu/d，成都往來白家場樞紐方向17606pcu/d，樂山往來接待寺樞紐方向15559pcu/d，樂山往來白家場樞紐方向16291pcu/d。根據(jù)工可報告，方向不均勻系數(shù)D 取51%，高峰小時系數(shù)K取9%，換算成高峰小時轉(zhuǎn)向交通量。（見圖3）

根據(jù)轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測結(jié)果，本互通各方向轉(zhuǎn)向交通量比較均衡，主次分布不明顯，且單方向轉(zhuǎn)向交通量均能滿足單車道匝道通行能力要求。因此，互通方

案布設(shè)受轉(zhuǎn)向交通量影響較小，主要受區(qū)域地物影響。

3互通布設(shè)原則

（1）合理選擇互通型式，實現(xiàn)本項目與繞城高速公路之間交通流的快速轉(zhuǎn)換。

（2）結(jié)合繞城高速公路、成綿樂高鐵布局，確定合理、可行的高鐵節(jié)點交叉方案。

（3）選擇合理的互通方案，減少拆遷，避免占用繞城高速公路內(nèi)永久基本農(nóng)田。

（4）合理布設(shè)互通立交和主線收費站，使轉(zhuǎn)向交通流順暢、便捷。

（5）注重轉(zhuǎn)向交通流順捷設(shè)計，保證節(jié)點轉(zhuǎn)向車輛快捷通行。

4互通方案擬定

在擬定的設(shè)計原則基礎(chǔ)上，結(jié)合控制因素，在繞城高速公路改線和不改線兩種條件下，分別進行互通方案布設(shè)。

4.1繞城高速公路改線互通布設(shè)情況

在工可方案研究結(jié)論基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場地物調(diào)查情況，布設(shè)5個方案進行研究，具體布設(shè)如下：

（1）方案一：采用主線上跨繞城高速公路、成綿樂高鐵的“半定向+對稱雙環(huán)匝道”方案。該方案主要是減少本項目及繞城高速公路出口個數(shù)，減少流出車輛對主線行車的干擾。其中，右轉(zhuǎn)匝道均為定向匝道;樂山至接待寺立交方向和城內(nèi)至白家場樞紐方向兩條左轉(zhuǎn)彎匝道為環(huán)形匝道;其余左轉(zhuǎn)彎匝道為半定向匝道，匝道均上跨主線和被交路。

方案一受主線收費站與互通立交間距影響（收費站與匝道出口凈距≥600m，匝道入口與收費站凈距≥200m），需拆遷文昌路與新安大道東北角成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店，政策處理難度大，無法實現(xiàn)。

（2）方案二：互通主體部分與方案一基本一致，采用“半定向+對稱雙環(huán)匝道”方案，基于避免對成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，將出口收費一側(cè)向南移，匝道收費與主線收費分開設(shè)置，入口收費一側(cè)維持原位置不變，收費廣場錯幅布置，避免對奔馳4S店的拆遷。

方案二雖然避開了對成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，但主線收費站錯幅布置，不利于機電設(shè)備布置和收費場區(qū)管理，同時進入收費站一側(cè)布置在文昌路與新安大道交叉口，影響城市道路通行。

（3）方案三：互通主體部分與方案一基本一致，采用“半定向+對稱雙環(huán)匝道”方案，基于避免對成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，將收費站整體向南移，收費站完全避開奔馳4S店，由于收費站更加靠近互通區(qū)，為了滿足規(guī)范對主線收費站與互通立交間距（收費站與匝道出口凈距2600m，匝道入口與收費站凈距2200m）的要求，將匝道收費站與主線收費站分開設(shè)置。其中，由成都市區(qū)方向進入繞城高速公路的兩條匝道單獨在主線收費站右側(cè)設(shè)入口收費亭;由繞城高速公路進入成都市區(qū)方向的兩條匝道單獨在主線站左側(cè)設(shè)出口收費亭。

方案三避開了對成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，收費站與互通立交匝道復(fù)合式設(shè)置，將上下繞城高速匝道收費站與主線收費站分別布設(shè)，避免了匝道出入口與收費站間距太小，不利于車輛出口識別的現(xiàn)象。同時，匝道收費站與主線收費站分開設(shè)置，避免了車輛在小范圍內(nèi)變道存在的安全隱患，有利于行車安全。

（4）方案四：方案四采用對稱雙環(huán)方案，其中接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道在西北象限布設(shè)，與成都市區(qū)至接待寺樞紐方向定向匝道、白家場樞紐至樂山方向半定向匝道平行布設(shè);成都市區(qū)至白家場樞紐方向左轉(zhuǎn)匝道和樂山至接待寺樞紐方向左轉(zhuǎn)匝道采用環(huán)形匝道;右轉(zhuǎn)匝道均采用定向匝道。

方案四中，接待寺至成都市區(qū)方向左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道，布置在西北象限，與成都市區(qū)至接待寺樞紐方向定向匝道、白家場樞紐至樂山方向半定向匝道平行布設(shè)，匝道需要同時上跨繞城高速公路和本項目主線，且交叉角度均較?。?6°），跨越點橋梁跨徑較大（最小140m），橋梁工程規(guī)模大，技術(shù)難度高。本項目主線進入成都市區(qū)方向和繞城高速公路往接待寺方向主線存在連續(xù)出口，不利于主線行車安全。同時，成都市區(qū)進入繞城高速公路白家場樞紐方向匝道收費站需并入主線收費站考慮，存在交織運行和車道變換，不利于主線車輛加速行駛。

（5）方案五：由于方案四接待寺至成都市區(qū)方向左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道，布置在西北象限，與成都市區(qū)至接待寺樞紐方向定向匝道、白家場樞紐至樂山方向半定向匝道平行布設(shè)，匝道需要同時上跨繞城高速公路和本項目主線，匝道橋梁工程規(guī)模大，單孔跨徑約140m，為減少橋梁工程規(guī)模，降低超大跨徑橋梁技術(shù)難度，提出方案五，將接待寺至成都市區(qū)方向左轉(zhuǎn)匝道布設(shè)在西南象限，互通整體布局更加合理，為完全對稱的對角雙環(huán)變異苜蓿葉互通。

方案五相比方案四，減少了大跨徑小角度橋梁工程規(guī)模，但本項目主線進入成都市區(qū)方向和繞城高速公路往接待寺方向主線存在連續(xù)出口，不利于主線行車安全。同時，成都市區(qū)進入繞城高速公路白家場樞紐方向匝道收費站需并入主線收費站考慮，存在交織運行和車道變換，不利于主線車輛加速行駛。

各方案優(yōu)缺點分析如表1所示。

經(jīng)綜合比選，在繞城高速公路改線情況下，繞城樞紐互通推薦采用方案三。該方案采用半定型+對稱雙環(huán)變異苜蓿葉方案，樂山至接待寺樞紐方向和城內(nèi)至白家場樞紐方向兩條左轉(zhuǎn)彎匝道為環(huán)形匝道;其余左轉(zhuǎn)彎匝道為半定向匝道，除接待寺立交至成都市區(qū)方向匝道下穿主線后上跨被交道路繞城高速公路夕卜，其余匝道均上跨主線和被交路。

主線收費站與繞城樞紐互通復(fù)合設(shè)置，將主線直行收費和匝道收費分開設(shè)置，由成都市區(qū)方向進入繞城高速公路的兩條匝道單獨在主線收費站右側(cè)設(shè)入口收費亭;由繞城高速公路進入成都市區(qū)方向的兩條匝道單獨在主線收費站左側(cè)設(shè)出口收費亭。

本互通方案與成綿樂高鐵交叉一次，采用主線上跨成綿樂高鐵方案，上跨橋梁初擬采用2×80m混凝土T型鋼構(gòu)轉(zhuǎn)體施工。

4.2繞城高速公路不改線互通布設(shè)情況

方案一至方案五均為繞城高速公路改線的方案，改線長度約為2.9km，改線估算造價約2億元。同時，繞城高速公路改線施工期間對通行影響較大，改線完成后原老路資源浪費。因此，針對繞城高速公路不改線的情況下，提出3個互通方案進行比選，各方

案情況如下。

4.2.1方案六

（1）繞城高速公路白家場樞紐至接待寺樞紐方向增設(shè)集散車道匝道，減少匝道頻繁流入流出對主線行車的干擾，同時，交織運行在集散車道進行，減少對主線行車的影響。

（2）接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道兩次上跨成綿樂高鐵，且交叉角度均較小，上跨橋梁跨徑較大，橋梁設(shè)計技術(shù)難度大，施工困難，可實施性極差。因此，優(yōu)化接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道上跨成綿樂高鐵交叉角度。

方案六采用單側(cè)雙環(huán)變異苜蓿葉方案，布設(shè)在繞城高速公路和成綿樂高鐵平面距離較近處，互通共5次跨越成綿樂高鐵（主線1次，匝道4次），政策處理難度極大。另外，受交叉角度和展線長度影響，接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道壓占濃園國際（國家畫院、四川美術(shù)創(chuàng)作基地），拆遷難度較大。

4.2.2方案七

由于方案六需5次跨越成綿樂高鐵，且壓占濃園國際，提出方案七，將繞城高速公路接待寺樞紐往成都市區(qū)方向匝道轉(zhuǎn)由西北象限。

方案七主線和匝道共3次跨越成綿樂高鐵（主線1次，匝道2次），政策處理難度依然較大，但比方案六好。另外，接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道布設(shè)在西北象限，避免了對濃園國際的壓占。

4.2.3方案八

采用雙T型互通方案，互通布設(shè)避開成綿樂高鐵所在的東南象限，互通主體布設(shè)在西北象限。

方案八采用雙T方案，互通主體位于西北象限，避免了匝道多次跨越成綿樂高鐵，僅需主線跨越1次，政策處理難度降低，但該互通方案存在以下問題：

（1）雙T連接段匝道存在交織運行，且轉(zhuǎn)向交通量較大，行車存在安全隱患。同時，受周圍地物限制和需控制工程規(guī)模，交織段長度不能滿足60km/h以上運行速度要求，交織段運行速度為40～55km/h，不利于高速公路之間交通流的快速轉(zhuǎn)換。

（2）轉(zhuǎn)向交通流繞行較遠，尤其是右轉(zhuǎn)定向匝道均需右轉(zhuǎn)后左轉(zhuǎn)繞行。

（3）互通工程規(guī)模大。由于所有出入口匝道需承擔兩個方向轉(zhuǎn)向交通量，均需設(shè)置雙車道匝道出入口，造成主線加寬段落較長。為盡量加長交織段長度，互通匝道長度較長，匝道工程規(guī)模較大。

（4）受T型樞紐互通型式影響，互通占地規(guī)模較大，尤其是兩個T型互通合圍區(qū)域土地無法利用，造成土地資源浪費。

各方案優(yōu)缺點分析如表2所示。

經(jīng)綜合比選，在繞城高速公路不改線的情況下，繞城樞紐互通推薦采用方案七。該方案采用“半定型+單側(cè)雙環(huán)變異苜蓿葉”方案，樂山方向與繞城高速公路轉(zhuǎn)換的兩個左轉(zhuǎn)匝道采用環(huán)形匝道;接待寺樞紐至成都市區(qū)方向和成都市區(qū)至繞城高速公路白家場樞紐方向采用半定向匝道，匝道均上跨主線和繞城高速公路，其中接待寺樞紐至成都市區(qū)方向匝道布設(shè)在西北象限;其余右轉(zhuǎn)匝道均為定向匝道;繞城高速公路白家場樞紐至接待寺樞紐方向增加集散車道匝道，避免主線段交織運行。

主線收費站與繞城樞紐互通復(fù)合設(shè)置，將主線直行收費和匝道收費分開設(shè)置，由成都市區(qū)方向進入繞城高速公路的兩條匝道單獨在主線收費站右側(cè)設(shè)入口收費亭，由繞城高速公路進入成都市區(qū)方向的兩條匝道單獨在主線收費站左側(cè)設(shè)出口收費亭。

本互通方案與成綿樂高鐵交叉3次，采用主線和匝道上跨成綿樂高鐵方案，上跨方案初擬兩個：

（1）方案一：成綿樂高鐵設(shè)框架防護，框架寬度初擬30m，防護長度為700m，橋梁采用鋼混疊合梁，無特殊施工工藝。

（2）方案二：主線采用2×85m混凝土T型鋼構(gòu)轉(zhuǎn)體施工，匝道橋梁采用1×60m鋼混疊合梁頂推施工。

5互通方案比選（繞城改移與不改移方案比較）

初設(shè)階段，將方案三和方案七進行同深度比選，詳細比較如表3所示。

（1）工程規(guī)模對比

估算造價分析可知，方案三主要工程規(guī)模估算比方案七高1.442億元，但由于方案七新增用地遠大于方案三，征地拆遷費用比方案三高0.82億元，總投資方案七比方案三低0.622億元。

（2）方案優(yōu)缺點對比

方案三和方案七優(yōu)缺點對比如表4所示。

（3）成綿樂高鐵節(jié)點設(shè)計方案影響

針對本項目與成綿樂高鐵交叉節(jié)點，結(jié)合互通方案三和方案七，與成都鐵路局進行對接，后經(jīng)專項審查，轉(zhuǎn)體施工方案最優(yōu)，頂推方案次之，框架方案不可行。

（4）比選結(jié)論

結(jié)合各控制因素、施工方案對比，方案三與方案七（高鐵節(jié)點橋梁轉(zhuǎn)體+頂推）進行同深度比較，施工圖設(shè)計擬采用方案三進行優(yōu)化。

6結(jié)語

本互通為城市周邊高度發(fā)達地區(qū)復(fù)雜樞紐立交的典型范例。隨著我國高速公路網(wǎng)的不斷完善，此類互通將越來越多，在設(shè)計中，以滿足轉(zhuǎn)向功能為目標，結(jié)合工程可行性、經(jīng)濟性、政策處理難度進行多方案比選將成為常態(tài)化設(shè)計，以便選出最優(yōu)方案。

參考文獻

[1]JTGB01-2014，公路工程技術(shù)標準[S].

[2]JTGD20-2017，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].

[3]JTG/TD21-2014，公路立體交叉設(shè)計細則[S].