袁湘華， 陳 林

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 貴陽 550081)

國家“十三五”規(guī)劃把拓展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)空間，實(shí)施重大公共設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施工程，加快完善高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)作為統(tǒng)籌推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的工作重心之一。2016年，貴州省交通運(yùn)輸廳組織編制了《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(加密規(guī)劃)》，高速公路規(guī)劃總規(guī)模達(dá)10 196 km，綜合密度將達(dá)到579.32 km/10 000 km2，均居全國領(lǐng)先水平。在建的黔西南州興義環(huán)城高速公路(簡稱興義環(huán)城高速)是該加密規(guī)劃的重要組成部分，也是貴州省“十三五”規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目[1]，如圖1所示。該項(xiàng)目主線全長約61.39 km，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度24.5 m，雙向4車道[2]，項(xiàng)目終點(diǎn)在興義市城區(qū)西北側(cè)的破古與既有汕昆高速(G78)相接，此地受既有設(shè)施和城市規(guī)劃等控制因素的限制，接線位置與既有興義西互通重疊，因此，本項(xiàng)目需要改造興義西互通工程。

圖1 區(qū)域路網(wǎng)

一般服務(wù)型互通改造為樞紐互通主要有2種思路：一是原址改造服務(wù)型互通，樞紐互通同時(shí)滿足2條高速公路相互之間以及和地方道路的交通轉(zhuǎn)換需求；二是移位改建，把服務(wù)型互通位置改造為樞紐互通，然后再找一個科學(xué)合理的位置新建一座一般服務(wù)型互通。2種思路首先都應(yīng)考慮以下問題：1) 立交運(yùn)營的安全性；2) 與周邊路網(wǎng)規(guī)劃的銜接，以便更好服務(wù)社會發(fā)展的需求；3) 工程投資預(yù)算；4) 景觀效果。原址改造一般利用率較高，能夠節(jié)約寶貴的用地。移位改建會適當(dāng)增加工程投資，需要重新考慮對周邊路網(wǎng)規(guī)劃的影響，但也會起到化繁為簡的效果。不同的項(xiàng)目，因地制宜，結(jié)合工程實(shí)際情況合理選擇遵循社會發(fā)展需求的方案。

1 改造互通概況

既有的興義西互通位于興義市西邊的破古，屬于汕昆高速上的一般互通式立體交叉，使用的收費(fèi)站為3進(jìn)5出的規(guī)模，主要服務(wù)于興義市木賈組團(tuán)。該互通是單喇叭A型，內(nèi)環(huán)半徑R=50 m，互通連接線先與興義北環(huán)線錯位平面交叉，然后與S212省道T型平面交叉，如圖2所示。興義西互通匝道采用40 km/h的設(shè)計(jì)速度，路基寬度采用8.5 m的單向單車道和15.5 m的對向雙車道2種標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面。興義西互通平面指標(biāo)只符合一般互通式立體交叉的標(biāo)準(zhǔn)，路線整體指標(biāo)不滿足樞紐互通的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

圖2 原興義西互通地理位置示意

興義環(huán)城高速公路項(xiàng)目終點(diǎn)位于興義市西邊的破古，和原興義西互通位置相同。路線終點(diǎn)在此地與汕昆高速接線，受水源保護(hù)區(qū)、汕昆高速坪東隧道(長2 435 m)及興義城區(qū)道路網(wǎng)等因素控制，使得將原興義西互通改造為樞紐互通接線汕昆高速成為本項(xiàng)目終點(diǎn)的唯一方案。

2 改造互通需要解決的問題

興義西互通改造為樞紐互通滿足了興義環(huán)城高速與汕昆高速相接的交通轉(zhuǎn)換功能需求，但同時(shí)帶來以下問題：1) 需要重新考慮興義市木賈組團(tuán)車輛上下高速的功能需求；2) 2條高速公路在此交叉，隨著發(fā)展，必然會導(dǎo)致交通量激增，需要考慮互通收費(fèi)站規(guī)模擴(kuò)增的需求，依據(jù)該路段交通量預(yù)測情況，收費(fèi)站規(guī)模需要從原來的3進(jìn)5出擴(kuò)大到4進(jìn)8出；3) 新增設(shè)置的互通需要結(jié)合興義市周邊最新的道路規(guī)劃和城區(qū)規(guī)劃進(jìn)行選址，研究最為合理的方案服務(wù)于興義的城市發(fā)展。

基于以上3個問題，興義西互通改造共探討了以下3個方案。

3 互通改造方案

3.1 方案1

方案1將興義西互通改造為興義西樞紐互通(K61+804.151)，滿足了興義環(huán)城高速與汕昆高速交通轉(zhuǎn)換的功能需要，在K58+500處設(shè)置木賈互通，服務(wù)于高速與地方道路的交通轉(zhuǎn)換，如圖3所示。

圖3 方案1平面布置

興義西樞紐互通采用T型方案布設(shè)[4]，昆明去往興義環(huán)城高速方向的右轉(zhuǎn)彎匝道基本利用了原有互通的匝道；貴陽去往興義環(huán)城高速方向左轉(zhuǎn)彎匝道，先是減速車道沿汕昆高速主線拼寬(長119 m)，然后利用了原有內(nèi)環(huán)匝道的占地布線(長350 m)，接著完全利用原有互通的跨線橋下穿汕昆高速，最終與興義環(huán)城高速在原互通收費(fèi)島處相接；興義環(huán)城高速去往汕昆高速方向的2條匝道則完全新建，在原互通收費(fèi)島處分叉，去往昆明方向的左轉(zhuǎn)彎匝道先后設(shè)置橋梁上跨汕昆高速和貴陽去往興義環(huán)城高速方向的匝道，然后與汕昆高速主線相接；去往貴陽方向的右轉(zhuǎn)彎匝道則通過加速車道順接汕昆高速主線[5-6]，如圖4所示。匝道最小平面半徑R=130 m，最大縱坡3.95%，設(shè)計(jì)速度60 km/h，匝道路基寬度采用12.25 m的單向雙車道和9 m的單向單車道。匝道總長度2 675 m，匝道設(shè)置橋梁199.5 m/2座，占地90 324 m2，拆遷建筑物6 811.3 m2。

圖4 方案1興義西樞紐互通平面布置

新建木賈互通設(shè)于興西湖水庫東邊的興義市西南環(huán)線(市政主干道)旁，與之接線取代既有興義西單喇叭互通的功能，相當(dāng)于對既有服務(wù)型互通的移位改造?；ネㄔO(shè)置的位置高速主線標(biāo)高較高，為了匝道接線和方便匝道收費(fèi)站的設(shè)置，適當(dāng)拉長了匝道長度，收費(fèi)站路段減緩縱坡，降低填土高度，采用了T型方案布設(shè)，可更好地順應(yīng)地形，提高互通平面標(biāo)準(zhǔn)。木賈互通為興義環(huán)城高速和汕昆高速在木賈片區(qū)與地方道路實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換提供了保障。木賈互通西南環(huán)線去往頂效方向的左轉(zhuǎn)彎匝道，路線首先下穿興義環(huán)城高速主線橋梁，然后沿主線西側(cè)山坡布線，最終通過加速車道與主線接順；汕昆高速去往互通收費(fèi)站方向的左轉(zhuǎn)彎匝道，先設(shè)置橋梁上跨去往頂效方向的左轉(zhuǎn)彎匝道，接著路線一直下坡并下穿興義環(huán)城高速主線橋梁，最后與連接線接順；其他2條右轉(zhuǎn)彎匝道順應(yīng)地形分別與相應(yīng)的興義環(huán)城高速主線和匝道接順[7-8]，如圖5所示。匝道最小平面半徑R=60 m，最大縱坡4.0%，設(shè)計(jì)速度40 km/h，匝道路基寬度采用10.5 m的單向雙車道、16.5 m的對向雙車道和9 m的單向單車道，收費(fèi)站規(guī)模4進(jìn)8出。匝道總長度2 232 m，匝道設(shè)置橋梁212 m/1座，占地216 978 m2，拆遷建筑物5 527 m2。

圖5 木賈互通平面布置

方案1木賈互通與興義西樞紐互通凈距大于 1 000 m，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范相鄰互通的間距要求[9]。該方案采用樞紐互通和一般互通的組合方式，交通組織簡單，通行能力高，行車安全性好，樞紐互通平面標(biāo)準(zhǔn)高，但是原興義西互通匝道利用率低，投資造價(jià)稍高(57 605萬元)[10]。該方案收費(fèi)站連接線與西南環(huán)線平面交叉，離原興義西互通與北環(huán)線(市政主干道)的平交口只有1.5 km，西南環(huán)線和北環(huán)線通過平交的形式無縫連接，符合周邊路網(wǎng)規(guī)劃的交通組織，有利于城市的發(fā)展。

3.2 方案2

方案2將興義西互通改造為復(fù)合式樞紐互通[10]。該復(fù)合式樞紐互通在既有興義西互通的基礎(chǔ)上增加和改擴(kuò)建了9條匝道，實(shí)現(xiàn)了興義環(huán)城高速與汕昆高速交通轉(zhuǎn)換的功能需要，保留了原興義西互通的收費(fèi)站和連接線，服務(wù)于高速與地方道路的交通轉(zhuǎn)換，如圖6所示。

圖6 方案2平面布置

興義西復(fù)合式樞紐互通部分匝道利用了原興義西互通，其中昆明下高速方向匝道利用了既有匝道，貴陽下高速方向匝道則利用了原有匝道占地和跨線橋下穿汕昆高速，興義環(huán)城高速主線下高速方向匝道利用了部分既有匝道占地布線；收費(fèi)站的位置不變，將收費(fèi)站擴(kuò)建為4進(jìn)8出，連接線完全利用，與被交路興義北環(huán)線的平交口位置不變。方案2其他匝道完全新建，興義環(huán)城高速去往汕昆高速方向的左轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)置橋梁多次上跨交叉的匝道以及汕昆高速，右轉(zhuǎn)彎匝道則順接相應(yīng)轉(zhuǎn)向的匝道；汕昆高速去往興義環(huán)城高速方向的匝道從相應(yīng)流向匝道右側(cè)分流，然后并入興義環(huán)城高速；興義環(huán)城高速進(jìn)出收費(fèi)站的2條匝道則通過回頭彎布線的方式繞行，平面標(biāo)準(zhǔn)低，多次與其他匝道立體交叉，通行能力差，如圖7所示。匝道最小平面半徑R=50 m，最大縱坡4.0%，設(shè)計(jì)速度40 km/h，匝道路基寬度采用標(biāo)準(zhǔn)和收費(fèi)站規(guī)模與方案1保持一致。匝道總長度 7 839 m，匝道設(shè)置橋梁605 m/5座，占地211 045 m2，拆遷建筑物7 544 m2。

圖7 方案2興義西樞紐互通平面布置

該方案是一般互通與樞紐互通構(gòu)成的復(fù)合式立體交叉，投資造價(jià)較低(56 303萬元)，但是匝道平面指標(biāo)整體偏低，個別匝道繞行距離較長，匝道出、入口數(shù)量增加，且個別出、入口識別距離較短，增加了駕駛員的識別時(shí)間，交通組織復(fù)雜，影響樞紐互通式立體交叉流出、匯入交通的穩(wěn)定運(yùn)行，不利于行車安全。因此，基于工程運(yùn)營安全性考慮，建議從路網(wǎng)規(guī)劃階段應(yīng)盡量避免這種類型的復(fù)合式立體交叉[4]。

3.3 方案3

方案3將興義西互通改造為十字型樞紐互通。該互通兼有落地功能，解決了2條高速公路相互之間以及與地方道路的交通轉(zhuǎn)換功能需要，各匝道劃分比較明確，駕駛員易于識別，交通組織簡單，匝道收費(fèi)站設(shè)置條件較好，如圖8所示。

圖8 方案3平面布置

興義西十字型樞紐互通匝道對原興義西互通的利用率較低，僅利用了原互通區(qū)域的占地，匝道以新建為主，收費(fèi)站設(shè)置在汕昆高速以北平地。興義環(huán)城高速去往汕昆高速方向的左轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)置橋梁多次跨越與其交叉的匝道和汕昆高速主線，右轉(zhuǎn)彎匝道并入相應(yīng)轉(zhuǎn)向匝道；汕昆高速去往興義環(huán)城高速方向的左轉(zhuǎn)彎匝道多次下穿與其交叉的匝道，然后利用原跨線橋下穿汕昆高速；興義環(huán)城高速上下高速方向匝道利用原收費(fèi)站位置布線，然后設(shè)置橋梁上跨汕昆高速進(jìn)入新建收費(fèi)站；汕昆高速進(jìn)出收費(fèi)站方向的2條匝道全部為右轉(zhuǎn)彎匝道，如圖9所示。互通連接線接興義市北環(huán)線和省道S212，由于收費(fèi)站與二者連接線路高差大，增加了長1.2 km、寬24 m的連接線。連接線與省道S212相接處，省道 S212前往興義城區(qū)方向平均縱坡7%以上，局部地段縱坡達(dá)10%，因此需對省道S212進(jìn)行改建，改建長度2.3 km；連接線與興義北環(huán)線相接處，同樣由于縱坡和平面線形的原因，需改建北環(huán)線長度1.1 km[11]。

該方案匝道最小平面半徑R=50 m，最大縱坡4.0%，設(shè)計(jì)速度40 km/h，匝道路基寬度采用標(biāo)準(zhǔn)和收費(fèi)站規(guī)模與方案1保持一致。匝道總長度 9 530 m，匝道設(shè)置橋梁532 m/4座，占地229 310 m2，拆遷建筑物22 271 m2。新建收費(fèi)站連接線和原興義西互通與北環(huán)線的平交口相距1.6 km，改造后的北環(huán)線和省道S212也能很好地銜接周邊路網(wǎng)，符合興義市整體路網(wǎng)規(guī)劃，但是方案3投資造價(jià)非常高(67 292萬元)。

圖9 方案3興義西樞紐互通平面布置

3.4 方案比較

為了確定興義西互通改造的最優(yōu)方案，從行車安全性、通行能力、工程投資、原互通利用率、互通與路網(wǎng)及城市規(guī)劃結(jié)合情況等方面對3個方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較[12-13]，見表1。

由表1可知，3個方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，方案2工程投資低，但安全性差，不符合社會發(fā)展的需求；方案3樞紐互通功能明確，交通組織簡單，但較方案1工程規(guī)模太大。因此，綜合比較分析后，在工程投資適當(dāng)增加的情況下，方案1功能明確，通行能力高，行車安全性好，更加符合路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則和地方發(fā)展需求，興義環(huán)城高速公路工程初步設(shè)計(jì)最終把方案1作為興義西立交改造的推薦方案，方案2和方案3作為比較方案。

表1 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析對比[14-15]

4 結(jié)束語

本文比較詳細(xì)地探討了興義環(huán)城高速公路興義西立交改造的3種不同形式立交改造方案的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)綜合比較分析后得出最優(yōu)方案作為初設(shè)的推薦方案，為興義環(huán)城高速公路項(xiàng)目終點(diǎn)互通接線方案提供了決策支持，興義西立交改造設(shè)計(jì)思路可為類似工程提供參考。