原英杰

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

單喇叭互通立交由于形式易于辨認(rèn)，行車方向明確，橋梁構(gòu)造物工程量小，收費(fèi)站集中設(shè)置等優(yōu)點(diǎn)，在一般互通式立體交叉中占比超過(guò)90%?；ネ⒔蛔鳛榻煌肪W(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)著交通轉(zhuǎn)換功能。隨著交通量的增長(zhǎng)，部分互通立交成為了控制整條公路的瓶頸部位，而對(duì)現(xiàn)有互通立交進(jìn)行改擴(kuò)建，不但可以實(shí)現(xiàn)新建與既有高速的全互通，而且可以保證互通間距的合理性，很大程度減少了工程量、降低工程造價(jià)，在未來(lái)的高速公路設(shè)計(jì)中將成為一種趨勢(shì)。故單喇叭互通改造方案的研究對(duì)今后的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)與參考意義。

1 設(shè)計(jì)原則

互通立體交叉改擴(kuò)建的方式主要有原位擴(kuò)建[1]、原位改建、移位重建和合理歸并4種，既要滿足新建工程的要求，又要考慮既有互通改擴(kuò)建工程的特點(diǎn)，在適應(yīng)路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和交通量增長(zhǎng)的前提下，以對(duì)現(xiàn)有互通狀況的調(diào)查評(píng)價(jià)為依據(jù)，同時(shí)考慮互通的功能和等級(jí)、建設(shè)條件、工程規(guī)模、施工難度、施工工期、交通組織等因素，綜合確定改擴(kuò)建方案。互通立交改擴(kuò)建設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下5個(gè)原則：

a）靈活進(jìn)行線形組合，滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，保證不降低現(xiàn)有互通的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

b）選擇合理互通形式或匝道線形，滿足路網(wǎng)系統(tǒng)的交通需求和節(jié)點(diǎn)的交通轉(zhuǎn)換需求。

c）堅(jiān)持出口一致性、車道連續(xù)性和車道平衡性原則，形成人、車、路相互協(xié)調(diào)的交通系統(tǒng)，將交通事故率降至最低。

d）盡可能利用既有匝道和構(gòu)造物，合理選擇改擴(kuò)建方案，兼顧社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)效益和改建工期。

e）節(jié)約用地，減少對(duì)環(huán)境的破壞，設(shè)計(jì)中結(jié)合空間造型、自然環(huán)境和時(shí)代特征，為旅客提供精神和文化層面的享受。

2 工程概況

陽(yáng)曲大盂至盂縣六嶺關(guān)高速公路工程是山西省路網(wǎng)布局調(diào)整后“四縱十五橫三十三聯(lián)”中第五橫的重要組成部分，是山西省向東通達(dá)京、津、冀和環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的一條便捷出省通道。該項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)于進(jìn)一步完善山西省高速公路網(wǎng)有著重要的意義。該項(xiàng)目起點(diǎn)位于陽(yáng)曲縣大盂鎮(zhèn)安生村，通過(guò)改造大盂東互通為大盂東樞紐立交，實(shí)現(xiàn)與太原北二環(huán)高速公路的連接與交通轉(zhuǎn)換。

陽(yáng)曲大盂至盂縣六嶺關(guān)高速公路設(shè)計(jì)速度為100 km/h，采用雙向四車道斷面形式，路基寬度為26 m。

太原北二環(huán)高速公路大盂東互通現(xiàn)狀是一座A型單喇叭互通立交（匝道上跨主線），主要解決陽(yáng)曲縣車流上下北二環(huán)高速的需要。該項(xiàng)目于北二環(huán)高速主線和A匝道交叉處同大盂東互通A匝道順接，之后路線向東北方向延伸。大盂東互通平面圖見(jiàn)圖1。

圖1 北二環(huán)高速大盂東互通平面圖

經(jīng)調(diào)查與預(yù)測(cè)，該項(xiàng)目的交通量預(yù)測(cè)見(jiàn)圖2，交通量方向不均勻系數(shù)為51%和49%，設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)為0.095。

圖2 大盂東樞紐交通量預(yù)測(cè)（單位：pcu/h）

從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)約用地等方面出發(fā)，該項(xiàng)目起點(diǎn)互通采用原位改建互通方案。同時(shí)根據(jù)該項(xiàng)目的功能、交通量、自然條件，結(jié)合公路路網(wǎng)現(xiàn)狀與規(guī)劃，兼顧地形、地物、地質(zhì)、用地與造價(jià)等因素，提出6種互通改擴(kuò)建方案。

3 互通設(shè)計(jì)方案

大盂東互通現(xiàn)狀如圖3，主線采用雙向六車道斷面形式，路基寬度為33.5 m；A匝道采用對(duì)向三車道斷面形式（下高速方向?yàn)殡p車道）；B匝道與E匝道采用單向單車道斷面形式；C匝道和E匝道采用單向雙車道斷面形式。

圖3 大盂東樞紐現(xiàn)狀

改造后的大盂東樞紐的6個(gè)方案分別如圖4～圖9所示。

圖4 雙外轉(zhuǎn)彎半直連式方案（方案一）

3.1 方案一

完全利用B、C、E匝道，將D匝道拆除并南移重建，同時(shí)新建F、G、I、J匝道，左轉(zhuǎn)彎F、G匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連式。

3.2 方案二

完全利用B、C匝道，對(duì)D匝道連接部進(jìn)行改造，對(duì)E匝道拆除重建，新建F、G、I、J匝道，左轉(zhuǎn)彎F匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連式，G匝道采用內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式。

圖5 內(nèi)+外轉(zhuǎn)彎半直連式方案1（方案二）

3.3 方案三

完全利用B、C、E匝道，對(duì)D匝道連接部進(jìn)行改造，新建F、G、I、J匝道，左轉(zhuǎn)彎F匝道采用內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式，G匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連式。

圖6 內(nèi)外轉(zhuǎn)彎半直連式方案2（方案三）

3.4 方案四

完全利用B匝道，對(duì)C匝道連接部進(jìn)行拆除并作為I匝道的前半段，新建環(huán)形C匝道實(shí)現(xiàn)陽(yáng)泉至陽(yáng)曲方向車輛通行，拆除新建D、E匝道并新建F、G、I、J匝道，左轉(zhuǎn)彎F、G匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連式。

圖7 環(huán)形+雙外轉(zhuǎn)彎半直連式方案（方案四）

3.5 方案五

完全利用B、C、E匝道，將D匝道拆除并南移重建，同時(shí)新建F、G、I、J匝道，左轉(zhuǎn)彎F匝道采用外轉(zhuǎn)彎半直連式，左轉(zhuǎn)G匝道采用環(huán)形。

圖8 環(huán)形+外轉(zhuǎn)彎半直連式方案（方案五）

3.6 方案六

完全利用B、C、E匝道，將D匝道拆除并南移重建，新建F、G、I、J匝道，左轉(zhuǎn)彎F匝道采用內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式，左轉(zhuǎn)G匝道采用環(huán)形。

圖9 環(huán)形+內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式方案（方案六）

4 方案分析與比選

4.1 安全

方案二中為避免陽(yáng)泉至陽(yáng)曲方向車輛與主線上行車輛的沖突，交叉位置處A匝道采用分離路基，主線采用整體式路基；方案四中交叉位置處均采用整體式路基。方案二、四均符合出口方式一致性原則，出口位置與駕駛?cè)说钠谕_(dá)成一致，從而減少事故發(fā)生。其他方案均為整體式路基A匝道和分離式路基主線方案，雖將出口設(shè)置于左側(cè)，但由于此處車輛剛駛過(guò)收費(fèi)站，運(yùn)行速度較低，駕駛員有足夠的時(shí)間作出判斷；同時(shí)主線右線于跨線橋前與左線分離，避免駕駛員沒(méi)有足夠的反應(yīng)時(shí)間而判斷失誤。

4.2 交通量

根據(jù)交通量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)可知，佳縣至盂縣方向交通量最大，設(shè)計(jì)小時(shí)交通量已達(dá)到1 000 pcu/h，左轉(zhuǎn)彎匝道宜選用內(nèi)外轉(zhuǎn)彎半直連式，所有方案均滿足要求；盂縣至陽(yáng)曲方向交通量最小，設(shè)計(jì)小時(shí)交通量小于400 pcu/h，方案一、三、四均采用外轉(zhuǎn)彎半直連式，方案二采用內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式，方案五、六采用環(huán)形，雖所有方案均滿足該樞紐立交的功能要求，但相對(duì)其他方案，方案五、六更為經(jīng)濟(jì)合理。

4.3 成本

該項(xiàng)目盡可能利用原有匝道、減少新建匝道長(zhǎng)度、減少跨線橋的數(shù)量等方面進(jìn)行成本的合理控制。方案一、三、五、六中，陽(yáng)泉至盂縣方向前半段利用C匝道，縮短I匝道長(zhǎng)度，合理減少工程量；方案四雖利用原C匝道，但是拆除原C匝道與A匝道的連接部，新建環(huán)形匝道造成新建匝道長(zhǎng)度增加。方案二、四無(wú)法利用的匝道較多，其他方案均僅為D匝道無(wú)法利用。方案二、三、六均設(shè)置內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式左轉(zhuǎn)匝道，由于內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式匝道與其他匝道交叉點(diǎn)較分散，無(wú)法統(tǒng)一設(shè)置跨線橋，從而造成橋梁工程量的增加。

4.4 用地

經(jīng)調(diào)查得知，大盂東樞紐范圍內(nèi)的占地均為農(nóng)業(yè)用地，盡可能減小占地對(duì)項(xiàng)目的順利實(shí)施非常重要。所有方案的I匝道均設(shè)置于F匝道的內(nèi)側(cè)，從而減小占地面積；相對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)彎半直連式匝道，外轉(zhuǎn)彎半直連式匝道通過(guò)合理選擇平曲線半徑，尋找合適的位置并盡量貼合環(huán)形匝道和右轉(zhuǎn)匝道設(shè)置，可以較明顯地減少占地范圍，故方案一、四、五的占地相對(duì)其他方案更能得到合理的控制。

通過(guò)安全、交通量、成本與用地的角度綜合分析可知，方案五選擇合理的匝道形式，既保證通行安全和功能需求，又減少成本節(jié)省占地，綜合比選后確定方案五為推薦方案。

5 結(jié)語(yǔ)

互通立交改擴(kuò)建項(xiàng)目要運(yùn)用合理的設(shè)計(jì)理念，把握以人為本、安全、綠色、適用、經(jīng)濟(jì)的原則，充分結(jié)合工程項(xiàng)目特點(diǎn)，從安全、功能、環(huán)境、成本、占地等多個(gè)方面綜合考慮，從而制定合理的設(shè)計(jì)方案?；ネㄊ搅Ⅲw交叉的改擴(kuò)建工程將是大勢(shì)所趨，且互通改擴(kuò)建的研究對(duì)于行業(yè)發(fā)展具有十分重要而又長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義，而實(shí)際工程中存在的問(wèn)題還很多，這更加需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷學(xué)習(xí)、探索、總結(jié)并積累經(jīng)驗(yàn)，不斷將成績(jī)推向新的高度。