劉豐瑋

（山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，濟(jì)南 250101）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，高速公路路網(wǎng)建設(shè)不斷完善，早期已建成多年的高速公路服務(wù)水平趨向均衡，通行能力持續(xù)降低，高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目正在大規(guī)模開展。樞紐互通立交在高速公路路網(wǎng)中的地位十分重要，做好樞紐互通立交改擴(kuò)建工作是高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[1]。本文以某一樞紐互通立交改擴(kuò)建工程為例，簡(jiǎn)要介紹分析了樞紐互通立交改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案的整體設(shè)計(jì)思路，為設(shè)計(jì)人員提供參考。

2 樞紐互通立交改擴(kuò)建設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

樞紐互通立交改擴(kuò)建設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮路網(wǎng)情況、現(xiàn)狀立交使用狀況、遠(yuǎn)景交通規(guī)劃、交叉道路情況、交通量及組成、收費(fèi)制式、地形地物、地質(zhì)和環(huán)境條件以及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展、用地條件、工程投資等各種因素[2]。

2.1 功能提升

1）互通式立交的設(shè)置應(yīng)根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合沿線路網(wǎng)現(xiàn)狀和地方城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)劃，合理對(duì)原有互通式立交進(jìn)行擴(kuò)建改造[3]。

2） 互通立交的改建應(yīng)根據(jù)遠(yuǎn)期交通量特征年的預(yù)測(cè)值，檢驗(yàn)現(xiàn)有互通形式及匝道標(biāo)準(zhǔn)能否適應(yīng)遠(yuǎn)期交通量增長(zhǎng)的需求，確定合理的改建方案。

3）互通立交改擴(kuò)建設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮安全、環(huán)保、景觀、營運(yùn)、養(yǎng)護(hù)等方面的因素，在對(duì)既有互通立交進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，提出合理的互通立交方案，進(jìn)行比選、綜合論證后選用行車安全、工程造價(jià)較低、實(shí)施難度小、可持續(xù)發(fā)展的方案。

2.2 因素控制

1） 互通立交的改擴(kuò)建應(yīng)盡可能利用現(xiàn)有工程和用地，如果現(xiàn)狀互通立交型式在遠(yuǎn)景年滿足通行能力要求，同時(shí)不存在運(yùn)營安全問題時(shí)，一般情況下宜采取與原互通立交相同的型式，或?qū)ΜF(xiàn)狀立交部分匝道進(jìn)行改造處理，充分利用原有工程和用地，以節(jié)約工程投資，減少新增用地，縮短工期。

2）根據(jù)遠(yuǎn)景交通量、被交路等級(jí)等確定合理的互通式立交類型、匝道設(shè)計(jì)速度、匝道車道數(shù)及互通式立交設(shè)計(jì)所需的一些相關(guān)參數(shù)。

2.3 保通需求

1）互通式立交改擴(kuò)建方案的選擇應(yīng)考慮合理的交通組織，在改擴(kuò)建時(shí)盡量維持地方交通上下高速公路或盡量縮短中斷交通的時(shí)間，把對(duì)地方交通、經(jīng)濟(jì)的影響降到最低。

2）在互通立交改擴(kuò)建方案中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注跨線橋、匝道和匝道出入口等重要節(jié)點(diǎn)，需要按照改擴(kuò)建相關(guān)的施工規(guī)程和規(guī)范，采用交通管理與控制的手段，包括設(shè)置交通標(biāo)志、進(jìn)行交通渠化、設(shè)置安全設(shè)施等，來進(jìn)行詳細(xì)的交通組織設(shè)計(jì)。

3 分析實(shí)例

3.1 樞紐互通立交現(xiàn)狀

該樞紐互通立交位于東營市廣饒縣北側(cè)辛莊子村東北方向。現(xiàn)狀互通形式為變形苜蓿葉混合式樞紐互通，互通立交右轉(zhuǎn)匝道均為直連式匝道，由北向東左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道，其他3 個(gè)左轉(zhuǎn)方向的匝道為環(huán)形單車道匝道，環(huán)形匝道流入流出之間均設(shè)置輔助車道連接。

樞紐互通立交高速主線設(shè)計(jì)速度為120 km/h，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度為24.5 m。被交路高速的設(shè)計(jì)速度為120 km/h，路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面寬度為28.0 m。主線下穿被交路。

高速主線為南北走向，北至東營區(qū)南聯(lián)青州市，高速被交路為東西走向，西接博興縣東鄰壽光市?；ネㄋ趨^(qū)域地勢(shì)較為平坦，互通布設(shè)不受地形條件限制。

3.2 設(shè)計(jì)交通量

根據(jù)工可報(bào)告交通量預(yù)測(cè)章節(jié)相關(guān)內(nèi)容，對(duì)遠(yuǎn)景年（2044年）平交口各進(jìn)口方向進(jìn)行交通量組成及預(yù)測(cè)，同時(shí)由于平交口通行能力分析交通量折算需參考按照信號(hào)控制的平交口標(biāo)準(zhǔn)，所以對(duì)上述交通量進(jìn)行折算后作為后續(xù)計(jì)算依據(jù)。各個(gè)方向斷面交通量預(yù)測(cè)結(jié)果及折算見圖1。

圖1 交通量預(yù)測(cè)結(jié)果

現(xiàn)有立交形式部分匝道與遠(yuǎn)期交通量預(yù)測(cè)結(jié)果匹配性較低，需要將部分環(huán)形單向單車道匝道調(diào)整為左轉(zhuǎn)半定向的單向雙車道匝道[4]。

3.3 設(shè)計(jì)方案

結(jié)合現(xiàn)狀立交使用狀況、交通量、地形地物分布狀況等因素，初步設(shè)計(jì)提出以下方案進(jìn)行比較。

3.3.1 方案一：西北象限環(huán)形匝道變形苜蓿葉方案

現(xiàn)狀環(huán)形匝道中，壽光至青州方向西北象限的左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道的交通量較小，為492 pcu/h 現(xiàn)狀匝道形式滿足規(guī)范要求，可以保留該環(huán)形匝道形式；博興至東營方向東南的左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道交通量為840 pcu/h，接近1 000 pcu/h 的環(huán)形匝道最大通行能力，將其調(diào)整為左轉(zhuǎn)半定向匝道，提高匝道的通行能力；青州至博興方向東北象限的左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道的交通量較小，為599 pcu/h，現(xiàn)狀匝道形式滿足規(guī)范要求，但該匝道連接的南向及西向高速均為長(zhǎng)深高速，因此，建議將其調(diào)整為左轉(zhuǎn)半定向匝道；其余匝道左轉(zhuǎn)半定向及右轉(zhuǎn)直連匝道，根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行橫斷面類型改造，再對(duì)匝道形式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整后與改造加寬后的主線進(jìn)行重新接線。具體樞紐互通立交改造方案如圖2 所示。

圖2 樞紐互通立交改造方案一

3.3.2 方案二：西北及東北象限鄰角環(huán)形匝道變形苜蓿葉方案

為減小工程規(guī)模，節(jié)約造價(jià)，更好地與預(yù)測(cè)交通量匹配。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，將青州至博興方向東北象限的左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道原狀利用，僅考慮改造該匝道與主線分流流出方式，其余改造方案同方案一。具體樞紐互通立交改造方案見圖3。

圖3 樞紐互通立交改造方案二

3.3.3 方案三：西北及東北象限鄰角環(huán)形匝道變形苜蓿葉方案

考慮充分利用現(xiàn)狀匝道，僅將青州至博興方向東北象限的左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道改造為外轉(zhuǎn)彎半定向匝道，其余西北象限及東南象限的兩處對(duì)角環(huán)形匝道盡量原位利用，僅考慮改造該兩處匝道與主線或被交路的分合流流出方式，其余改造方案與方案一相同。具體樞紐互通立交改造方案見圖4。

圖4 樞紐互通立交改造方案三

3.4 方案比選

初步設(shè)計(jì)方案比選主要從工程規(guī)模、指標(biāo)狀況、與交通量的匹配性、征地拆遷等工程數(shù)量、保通設(shè)計(jì)難度和既有設(shè)施的利用程度等角度出發(fā)進(jìn)行比選。

互通立交改擴(kuò)建方案一：改造后的匝道形式與遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)交通量匹配性一致，與高速轉(zhuǎn)換的銜接性較好，工程規(guī)模較大，其中主線改造長(zhǎng)度為2 030 m，被交路改造長(zhǎng)度為340 m，匝道長(zhǎng)度為6 997 m，路基填方583 865 m3，挖方18 511 m3，路面面積為151 210 m2，橋梁長(zhǎng)度為1 127 m，主體工程建安費(fèi)為33 990 萬元，新增占地10.222 hm2。施工期間保通設(shè)計(jì)難度較大，可以維持互通所有方向正常通行，對(duì)既有匝道交通流有一定的干擾，跨線匝道橋施工時(shí)，可通過現(xiàn)在匝道橋?qū)崿F(xiàn)保通。

互通立交改擴(kuò)建方案二：保留東北象限由南向西的環(huán)形匝道，與高速轉(zhuǎn)換的銜接性較差，工程規(guī)模最小，其中主線改造長(zhǎng)度為2 030 m，被交路無須改造，匝道長(zhǎng)度為6 420 m，路基填方446 490 m3，挖方168 456 m3，路面面積為143 500 m2，橋梁長(zhǎng)度為799 m，主體工程建安費(fèi)為30940 萬元，新增占地8.056 hm2。施工期間保通設(shè)計(jì)難度較小，可以實(shí)現(xiàn)所有轉(zhuǎn)向車輛的正常通行。

互通立交改擴(kuò)建方案三：保留東南象限由西向北的環(huán)形匝道，與遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)交通量匹配性較低，將東北象限環(huán)形匝道改造為左轉(zhuǎn)半定向匝道，與高速轉(zhuǎn)換的銜接性較好，工程規(guī)模較小，其中主線改造長(zhǎng)度為2 030 m，被交路改造長(zhǎng)度為340 m，匝道長(zhǎng)度為6 375 m，路基填方553 900 m3，挖方175 345 m3，路面面積為149 580 m2，橋梁長(zhǎng)度為697 m，主體工程建安費(fèi)為31 640 萬元，新增占地8.876 hm2。施工期間保通設(shè)計(jì)難度較小，可以實(shí)現(xiàn)所有轉(zhuǎn)向車輛的正常通行。

綜合考慮互通立交適用性、運(yùn)營管理、工程規(guī)模等因素，方案一工程規(guī)模較大，方案二及方案三相對(duì)在工程規(guī)模及征地拆遷等方面均有優(yōu)勢(shì)，由于方案二中連接西向及南向長(zhǎng)深高速需通過環(huán)形匝道實(shí)現(xiàn)，在連接高速交通轉(zhuǎn)換方面的銜接性較差，方案三雖然由西向北環(huán)形匝道與通車20 年預(yù)測(cè)交通量結(jié)果適應(yīng)性較低但也可滿足使用需求。經(jīng)過對(duì)上述因素的綜合比選，將方案三作為該樞紐互通立交改造的推薦方案。

3.5 保通方案

該互通涉及部分左轉(zhuǎn)環(huán)形匝道調(diào)整為外轉(zhuǎn)彎匝道的改建工作，需要采用分階段實(shí)施的方式。具體互通立交施工交通組織方案示意圖如圖5 所示。

圖5 樞紐互通立交保通方案

第一步：主線左右兩側(cè)、被交路右側(cè)范圍、E 匝道（包含A、D 匝道部分段落）、F 匝道、G 匝道（包含A、D 匝道部分段落）、H 匝道改造施工。施工前將匝道與主線銜接段落清理邊坡及處理老路排水溝，老路基邊坡按照有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臺(tái)階開挖，做好拼寬路基施工準(zhǔn)備工作，做好施工區(qū)與行車區(qū)域的安全防護(hù)，建議本階段原高速公路及匝道正常運(yùn)營。

第二步：A 匝道改造施工。封閉東南象限原環(huán)形匝道，原高速公路與其余匝道正常運(yùn)營，建議先進(jìn)行A 匝道上跨橋及橋前路基段施工，以縮短?hào)|南象限原環(huán)形匝道封閉時(shí)間。

第三步：C 匝道、D 匝道改造施工。拆除原由北向東的半定向匝道、由南向西的環(huán)形匝道，封閉東南象限原環(huán)形匝道，原高速公路與其余匝道正常運(yùn)營。

第四步：B 匝道改造施工。拆除剩余廢棄匝道。

4 結(jié)語

樞紐互通立交改擴(kuò)建是高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中的重要工程節(jié)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)方案必須做到規(guī)范合理、易于實(shí)施，確保能夠提升區(qū)域路網(wǎng)整體通行能力，滿足施工期間道路保通需求，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，科學(xué)合理控制工程規(guī)模。同時(shí)高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，樞紐互通立交的改造方案需要融合設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等全過程經(jīng)驗(yàn)不斷進(jìn)行優(yōu)化提升。