陳 洋，汪海芳

(中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056)

南京至鹽城高速公路是江蘇省“六縱十橫十五射”高速公路網(wǎng)的重要段落，為規(guī)劃中的“射三”。其建設(shè)將有力支撐江蘇省區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，對(duì)完善高速公路網(wǎng)絡(luò)，改善沿海經(jīng)濟(jì)帶與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市之間交通條件，促進(jìn)沿線(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，提升南京首位度，加速推動(dòng)寧鎮(zhèn)揚(yáng)同城化進(jìn)程等具有重要意義。

擬建項(xiàng)目路線(xiàn)在高郵市內(nèi)由西向東延伸，依次與連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路、京滬高速公路等相交，綜合考慮高速公路路網(wǎng)格局與戰(zhàn)略規(guī)劃，并從經(jīng)濟(jì)發(fā)展角度出發(fā)，設(shè)置高郵樞紐互通，實(shí)現(xiàn)寧鹽高速與京滬高速間的交通轉(zhuǎn)換。

1 互通概況

1.1 工程標(biāo)準(zhǔn)

高郵樞紐互通主線(xiàn)采用設(shè)計(jì)速度為120 km/h的高速公路標(biāo)準(zhǔn)[1]，雙向6車(chē)道通行。路基采用分離式路基[2],左右幅路基均為17 m，其中：行車(chē)道寬3×3.75 m，右側(cè)硬路肩寬3.0 m(含路緣帶寬0.50 m)，左側(cè)硬路肩寬1.25 m(含路緣帶寬0.50 m)，土路肩寬2×0.75 m。

被交路為京滬高速，京滬高速作為全國(guó)范圍內(nèi)的重要南北干線(xiàn)公路，現(xiàn)階段正在進(jìn)行“4改8”的改擴(kuò)建工程，施工圖設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。設(shè)計(jì)速度采用120 km/h，交叉范圍內(nèi)為整體式路基[3]，寬度采用42 m，其中：行車(chē)道寬2×4×3.75 m，硬路肩寬2×3.0 m(含路緣帶寬2×0.50 m)，中間帶寬4.5 m(中央分隔帶寬3.0 m，路緣帶寬2×0.75 m)，土路肩寬2×0.75 m。

1.2 預(yù)測(cè)交通量

本樞紐作為高郵市內(nèi)車(chē)輛轉(zhuǎn)換的重要節(jié)點(diǎn)，連接京滬高速。根據(jù)工程可行性研究報(bào)告中交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，2042年高郵樞紐互通交通量分布如圖1所示。

圖1 高郵樞紐互通2042年預(yù)測(cè)交通量

該節(jié)點(diǎn)2042年南京至北京雙向年平均日交通量為11 898 pcu/d，南京至上海雙向年平均日交通量為1 216 pcu/d，鹽城至北京雙向年平均日交通量為5 651 pcu/d，鹽城至上海雙向年平均日交通量為2 665 pcu/d，故南京至北京方向?yàn)橹鹘煌鞣较?，次交通流方向?yàn)辂}城至北京方向。

2 互通設(shè)計(jì)控制因素

互通范圍內(nèi)控制因素直接影響著互通方案，高郵樞紐互通受限因素較多，主要有以下幾方面。

(1)與連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路相交，該鐵路為雙線(xiàn)電氣化高速鐵路，設(shè)計(jì)速度為250 km/h，需確保連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路運(yùn)營(yíng)安全。

(2)與X307、京滬高速接連相交，且被交路京滬高速與連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路并行相距較近，兩線(xiàn)距離最近僅約60 m。

(3)路線(xiàn)從特平村一組與二組之間穿越，沿線(xiàn)有大量住宅。

(4)附近分布有高郵創(chuàng)美生物質(zhì)能源公司和特平村糧食烘干廠(chǎng)等地方企業(yè)。

(5)交叉周?chē)h(huán)繞車(chē)邏大河。

互通影響范圍控制因素見(jiàn)圖2。

圖2 互通設(shè)計(jì)主要控制因素

3 互通設(shè)計(jì)方案研究

3.1 交叉方式的確定

(1)主線(xiàn)與被交路。

南北向的連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路、京滬高速兩線(xiàn)并行，與本項(xiàng)目交叉處相距約60 m。若采用橋梁上跨形式，需同時(shí)上跨連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路和京滬高速，受縱斷面控制，橋梁規(guī)模大，墩高較高，工程造價(jià)高，且施工期間對(duì)連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路和京滬高速影響較大。另外，原鐵道部“鐵建設(shè)[2012]23號(hào)”文中規(guī)定：“高速鐵路(含客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路及城際鐵路)與公路交叉跨越，應(yīng)按鐵路優(yōu)先上跨公路的原則進(jìn)行”，本項(xiàng)目與鐵路交叉處，鐵路橋梁梁底高程為9.529 m，地面標(biāo)高為2～3 m，具備一定的下穿條件，綜合考慮到上跨高鐵報(bào)批及建設(shè)難度均較大、高鐵橋梁跨徑為32.5 m，故本項(xiàng)目采取分離式路基的方式下穿連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路的交叉方式。下穿高鐵后，由于距離較近，縱斷面高程難以滿(mǎn)足上跨京滬高速的技術(shù)條件，目前京滬高速處于“4改8”改擴(kuò)建施工圖設(shè)計(jì)階段，經(jīng)與京滬高速管理、設(shè)計(jì)單位反復(fù)溝通、協(xié)調(diào)，路線(xiàn)采取下穿京滬高速的交叉方式。

(2)匝道與高速。

匝道與京滬高速交叉若采用匝道下穿方式，京滬高速主線(xiàn)縱斷面抬高較多，引起京滬高速主線(xiàn)橋梁規(guī)模增大較多，故采用匝道上跨方式與京滬高速連接；本項(xiàng)目主線(xiàn)采用下穿方式與鐵路和京滬高速交叉，設(shè)計(jì)標(biāo)高約為4～6 m，故匝道宜采用上跨方式與主線(xiàn)高速連接。

3.2 樞紐布設(shè)象限的選擇

由于鐵路位于京滬高速西側(cè)，且鐵路部門(mén)要求樞紐匝道路基坡腳線(xiàn)或橋梁正投影距離鐵路中心線(xiàn)大于30 m，西側(cè)象限鐵路對(duì)匝道平面布設(shè)限制較多；考慮到車(chē)邏大河位于本項(xiàng)目主線(xiàn)南側(cè)，為減少匝道橋梁規(guī)模，最終將連接京滬高速的樞紐匝道布設(shè)于東北象限。

3.3 方案擬定

(1)方案一：高郵樞紐Y型+A型單喇叭方案(如圖3所示)。

圖3 高郵樞紐Y型+A型單喇叭方案

設(shè)計(jì)思路：為減少寧鹽高速匝道對(duì)特平村拆遷的影響，同時(shí)考慮繞避能源公司和糧食烘干廠(chǎng)，推出Y型+單喇叭樞紐互通方案。該方案寧鹽高速一側(cè)匝道的布設(shè)采用A型單喇叭匝道互通布設(shè)形式，寧鹽高速一側(cè)匝道對(duì)能源公司及糧食烘干廠(chǎng)影響較小，但是對(duì)特平村二組的拆遷影響仍然較大，由于該方案匝道未穿越車(chē)邏大河，該互通方案橋梁建設(shè)規(guī)模相對(duì)較低。由于該方案考慮到對(duì)特平村一組的主要道路X307及沿河道路的保通，該互通方案環(huán)形匝道半徑設(shè)計(jì)較小為60 m，該處匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h，速度較低，而南京至北京方向交通量為主交通流方向，匝道設(shè)計(jì)速度不甚合理，本方案只進(jìn)行定性比較，不推薦該互通方案。

(2)方案二：高郵樞紐雙Y型方案(如圖4所示)。

設(shè)計(jì)思路：京滬高速與連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路之間距離較小，最小間距位置約60 m，樞紐匝道布設(shè)受限，推出雙Y型形式連接京滬高速，并采用匝道上跨主線(xiàn)方案，匝道設(shè)計(jì)速度為60 km/h，線(xiàn)形指標(biāo)高。寧鹽高速方向匝道布設(shè)受糧食烘干廠(chǎng)、能源公司、特平村的限制，匝道由糧食烘干廠(chǎng)和特平村之間穿越，連接寧鹽高速。由于寧鹽高速主線(xiàn)需要跨越車(chē)邏大河，主線(xiàn)縱面在下穿京滬高速后抬升，同時(shí)與寧鹽高速交叉的匝道不具備下穿條件，整體匝道橋規(guī)模較大。

圖4 高郵樞紐雙Y型方案

(3)方案三：高郵樞紐Y形+梨形方案一(如圖5所示)。

設(shè)計(jì)思路：為降低與寧鹽高速連接方向的匝道橋梁規(guī)模，將匝道跨越寧鹽高速主線(xiàn)的位置向小樁號(hào)方向修正，以降低匝道設(shè)計(jì)高程減少整體橋梁規(guī)模。該方案整體橋梁規(guī)模較低，但是由于受到車(chē)邏大河影響，梨型匝道布設(shè)不能落入車(chē)邏大河中，匝道覆蓋了大部分特平村房屋，拆遷量較大。

圖5 高郵樞紐Y形+梨形方案一

(4)方案四：高郵樞紐Y形+梨形方案二(如圖6所示)。

設(shè)計(jì)思路：由于寧鹽高速主線(xiàn)穿越京滬高速之后縱面逐漸抬升，考慮匝道下穿寧鹽高速主線(xiàn)以降低工程規(guī)模，減少匝道橋梁規(guī)模。

圖6 高郵樞紐Y型+梨形方案二

為保證B匝道滿(mǎn)足內(nèi)澇水位要求，需要抬升主線(xiàn)縱面至2.13%，不能滿(mǎn)足規(guī)范要求的互通范圍內(nèi)主線(xiàn)縱面的要求；同時(shí)縱坡增加，該位置豎曲線(xiàn)長(zhǎng)度增加，車(chē)邏大河主線(xiàn)橋規(guī)模增加，如圖7所示。故采用B匝道下穿方案可行性較差，僅作定性比較。

圖7 高郵樞紐方案四縱面示意圖

4 互通設(shè)計(jì)方案比選與評(píng)價(jià)

4.1 比選與評(píng)價(jià)原則

為了最大限度地發(fā)揮擬建項(xiàng)目的作用和效益，促進(jìn)地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，方便群眾生活，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境和社會(huì)的影響，互通方案比選與評(píng)價(jià)主要遵循以下幾點(diǎn)原則。

(1)適應(yīng)性原則，立交方案應(yīng)能夠滿(mǎn)足預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)向交通量需要以及適應(yīng)地形地物的基本要求。

(2)安全性原則，立交方案應(yīng)保證行車(chē)安全，不因設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)交通事故。

(3)指標(biāo)適度原則，立交方案線(xiàn)形指標(biāo)得當(dāng)，不得影響交通順暢，也不必追求過(guò)高指標(biāo)。

(4)經(jīng)濟(jì)性原則，立交方案的工程規(guī)模及工程造價(jià)、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、營(yíng)運(yùn)費(fèi)用應(yīng)該較低。

(5)綠色環(huán)保原則，立交方案注重與周?chē)匀画h(huán)境的協(xié)調(diào)，減少對(duì)環(huán)境的破壞，使工程融入自然。

(6)社會(huì)影響小的原則，立交方案應(yīng)尊重當(dāng)?shù)匕傩樟?xí)慣，降低社會(huì)影響。

4.2 方案比選

結(jié)合本樞紐互通式立交方案，總結(jié)各方案優(yōu)缺點(diǎn)，詳見(jiàn)表1。

表1 方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

方案二與方案三同深度比較，其主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及工程規(guī)模見(jiàn)表2。

表2 方案主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及工程規(guī)模表

經(jīng)綜合分析，雖然方案三從土石方數(shù)量、橋梁規(guī)模以及工程造價(jià)等方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但考慮行車(chē)安全、房屋拆遷量以及對(duì)沿線(xiàn)村落和社會(huì)造成的影響角度出發(fā)，并結(jié)合地方意見(jiàn)，本樞紐現(xiàn)階段推薦方案二。

5 結(jié) 語(yǔ)

樞紐互通式立交設(shè)計(jì)不僅包含路線(xiàn)設(shè)計(jì)的諸多特點(diǎn)，同時(shí)還具有其獨(dú)特性，即在方案設(shè)計(jì)時(shí)需要在有限的空間內(nèi)平衡多元化因素的影響，故而在技術(shù)上存在一定的難度和復(fù)雜性。如何準(zhǔn)確把握交叉位置、正確選定交叉形式、合理布設(shè)樞紐象限、優(yōu)化布置工程構(gòu)造物以及綜合考慮控制因素等一直是必須思考的問(wèn)題。

(1)互通設(shè)計(jì)方案靈活多變，在保證方案安全合理的前提下應(yīng)大膽嘗試新想法。

(2)加強(qiáng)溝通，一方面要多與其他專(zhuān)業(yè)人員交流，另一方面也要善于和地方政府溝通。

(3)把握細(xì)節(jié)，做到精益求精，方案才會(huì)不斷優(yōu)化。

現(xiàn)階段，樞紐互通式立交設(shè)計(jì)在一定程度上仍然多以經(jīng)驗(yàn)為主，但是，總結(jié)利用他人經(jīng)驗(yàn)或輔助其他技術(shù)手段來(lái)擬定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案這條道路值得工程人員去探索。