孫 雪

（上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 201206）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國(guó)高速鐵路、城市軌道交通里程不斷增加，2020 年末全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程14.6 萬(wàn)km，比上年末增長(zhǎng)5.3%，其中高鐵營(yíng)業(yè)里程3.8 萬(wàn)km。鐵路復(fù)線(xiàn)率為59.5%，電化率為72.8%。城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路226 條，增加36 條，運(yùn)營(yíng)里程7 354.7 km，增加1 182.5 km，其中地鐵線(xiàn)路189條、6 595.1 km，輕軌線(xiàn)路6 條、217.6 km[1]。

另一方面，《交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略研究》指出，目前我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施間銜接不夠順暢，客運(yùn)樞紐銜接設(shè)施不完善，主要表現(xiàn)為集多種對(duì)外運(yùn)輸方式為一體的綜合客運(yùn)樞紐較少[2]。綜合客運(yùn)樞紐設(shè)計(jì)中，互通立交、鐵路、城市軌道交通相互影響的情況不斷增加。

因此，立交設(shè)計(jì)范圍同時(shí)存在高鐵、城市軌道及其配套管線(xiàn)的情況不斷增加，開(kāi)展相應(yīng)研究工作刻不容緩。

1 工程概況

鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)試驗(yàn)區(qū)）位于鄭州中心城區(qū)東南部，處于鄭州南北向發(fā)展軸的東南端，距離鄭州主城區(qū)約30 km。試驗(yàn)區(qū)北鄰東部新城、西接南部新城與新鄭，往南、往東分別與許昌、開(kāi)封接壤。實(shí)驗(yàn)區(qū)是全國(guó)首個(gè)上升為國(guó)家戰(zhàn)略的航空港經(jīng)濟(jì)發(fā)展先行區(qū)，將建成生態(tài)智慧航空大都市主體實(shí)驗(yàn)區(qū)，戰(zhàn)略定位為國(guó)際航空物流中心、以航空經(jīng)濟(jì)為引領(lǐng)的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)基地、內(nèi)陸地區(qū)對(duì)外開(kāi)放重要門(mén)戶(hù)、現(xiàn)代航空都市、中原經(jīng)濟(jì)區(qū)核心增長(zhǎng)極。

華夏大道規(guī)劃為實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)南北向快速通道之一，西鄰京港澳高速，全線(xiàn)北起洪澤湖大道，往南經(jīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)北部城市綜合性服務(wù)區(qū)、中部空港核心區(qū)、南部高端制造業(yè)集聚區(qū)后，與東西向快速通道南海大道相交，全長(zhǎng)約27.8 km。

本次研究的立交為華夏大道-燕都大道互通式立交（以下簡(jiǎn)稱(chēng)華夏大道互通式立交），主要影響因素為鄭機(jī)城際鐵路（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鄭機(jī)城鐵）及軌道交通17 號(hào)線(xiàn)。

2 立交建設(shè)條件

2.1 道路功能定位

根據(jù)區(qū)域發(fā)展情況、土地及路網(wǎng)規(guī)劃，華夏大道近期定位為實(shí)驗(yàn)區(qū)南北向客貨運(yùn)主通道，遠(yuǎn)期定位為南北向客運(yùn)快速路，是實(shí)驗(yàn)區(qū)“六橫四縱半環(huán)”快速路系統(tǒng)組成部分。燕都大道規(guī)劃定位為都市區(qū)南部兼具客貨運(yùn)功能的東西向快速通道，兼具過(guò)境交通、核心區(qū)域保護(hù)殼、到發(fā)交通功能。圖1 為華夏大道、燕都大道周邊快速路網(wǎng)圖。

圖1 華夏大道、燕都大道周邊快速路網(wǎng)圖

2.2 現(xiàn)狀情況及其他影響條件

2.2.1華夏大道

華夏大道現(xiàn)狀隸屬原國(guó)道107 線(xiàn)鄭州段改建工程的港區(qū)段，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)公路兼顧市政道路功能，港區(qū)段設(shè)計(jì)速度為60 km/h。本次立交路段已按60 m紅線(xiàn)、兩側(cè)各50 m綠線(xiàn)實(shí)施到位，車(chē)道規(guī)模雙向8 快2 慢，兩幅路形式，機(jī)非共板，設(shè)置機(jī)非分隔欄（見(jiàn)圖2）。

圖2 華夏大道現(xiàn)狀橫斷面圖（單位：m）

2.2.2燕都大道

目前，燕都大道快速路主線(xiàn)無(wú)現(xiàn)狀道路，其規(guī)劃線(xiàn)位上已建成青年公園，公園南北寬約150 m，內(nèi)設(shè)悠閑游憩設(shè)施、停車(chē)設(shè)施；燕都大道輔道分別為大寨路、遠(yuǎn)航路，均為現(xiàn)狀道路，車(chē)道規(guī)模均為雙向4 快2慢，路幅寬度均為40 m。圖3 為燕都大道周邊現(xiàn)狀。

圖3 燕都大道周邊現(xiàn)狀

規(guī)劃華夏大道互通式立交周邊現(xiàn)狀用地情況為：西北角為糧棉所用地，目前用地已部分開(kāi)發(fā)，其中已建成一棟5 層建筑（華夏大道50 m綠線(xiàn)西側(cè)）；西南角為綠化用地以及一家混凝土生產(chǎn)銷(xiāo)售企業(yè)；東北角和東南角均為綠地。

2.2.3其他影響因素

鄭機(jī)城鐵從鄭州東站引出，終點(diǎn)到達(dá)新鄭機(jī)場(chǎng)，全線(xiàn)設(shè)鄭州東站、南曹站、孟莊站、新鄭機(jī)場(chǎng)站。整條線(xiàn)路為雙線(xiàn)，設(shè)計(jì)時(shí)速為200 km/h，從主城區(qū)到機(jī)場(chǎng)只需大約15 min；鄭州新鄭國(guó)際機(jī)場(chǎng)與鄭州南站之間將實(shí)現(xiàn)一站式便捷聯(lián)系。鄭機(jī)城鐵位于本工程?hào)|側(cè)，為南北走向。

17 號(hào)線(xiàn)區(qū)間段地下線(xiàn)位于華夏大道與鄭機(jī)城鐵之間（此處地鐵結(jié)構(gòu)頂距地面約21 m）。由于17 號(hào)線(xiàn)已施工建設(shè)，而華夏大道互通式立交將在遠(yuǎn)期才實(shí)施，那時(shí)17 號(hào)線(xiàn)已建成運(yùn)營(yíng)，在其安全保護(hù)范圍內(nèi)，橋梁樁基施工、地鐵上方市政隧道施工等均受其嚴(yán)格限制。

3 立交方案

3.1 主線(xiàn)形式比選

華夏大道主線(xiàn)方案有高架、隧道、地面三種形式，燕都大道主線(xiàn)有地面、隧道兩種形式。道路主線(xiàn)主要受鄭機(jī)城鐵、軌道交通17 號(hào)線(xiàn)及工程建設(shè)時(shí)序影響。

考慮到燕都大道主線(xiàn)規(guī)劃形式存在不確定性，立交方案應(yīng)盡量減少近期實(shí)施的預(yù)埋工程，避免規(guī)劃條件變化造成大量廢棄工程。因此，本立交節(jié)點(diǎn)華夏大道主線(xiàn)采用高架形式，燕都大道主線(xiàn)采用地面形式?？紤]到鄭機(jī)城鐵安全保護(hù)區(qū)影響，華夏大道主線(xiàn)向西偏移。圖4 為華夏大道主線(xiàn)方案橫斷面圖。

圖4 華夏大道主線(xiàn)方案橫斷面圖（單位：m）

3.2 立交方案

根據(jù)立交交通流量預(yù)測(cè)，4 個(gè)左轉(zhuǎn)流向中，北轉(zhuǎn)東、東轉(zhuǎn)南、西轉(zhuǎn)南、南轉(zhuǎn)西流量依次遞減（見(jiàn)圖5）。

圖5 燕都大道立交流量預(yù)測(cè)（單位：pcu/h）

由于此立交受鐵路、地鐵等多重因素影響，華夏大道東側(cè)布設(shè)匝道的形式受限，環(huán)形匝道、定向與半定向匝道僅能布設(shè)于立交西北與西南象限，匝道等級(jí)與立交轉(zhuǎn)向流量難以一一匹配。

3.2.1 方案1：全互通（雙苜蓿葉+單半定向）

華夏大道主線(xiàn)：以高架形式上跨燕都大道，同時(shí)為了避開(kāi)17 號(hào)線(xiàn)設(shè)置西轉(zhuǎn)北高架橋墩，需往西調(diào)整主線(xiàn)中心線(xiàn)（現(xiàn)狀中心線(xiàn)往西最大偏移18.5 m），過(guò)遠(yuǎn)航路以后與規(guī)劃中心線(xiàn)接順。

華夏大道輔道：過(guò)鄱陽(yáng)湖路后往西偏離主線(xiàn)，規(guī)模為雙向8 車(chē)道，占用西側(cè)部分綠化帶用地和糧棉所用地（需調(diào)整現(xiàn)狀糧棉所用地建筑布局），與遠(yuǎn)航路和大寨路組成地面信控交通系統(tǒng)。

燕都大道主線(xiàn)：分為南北兩幅（單幅4 車(chē)道），以地面形式下穿現(xiàn)狀鄭機(jī)城鐵，之后兩側(cè)分別起坡接高架，上跨華夏大道輔道、燕都大道輔道。

燕都大道輔道：將長(zhǎng)安路以東的大寨路、遠(yuǎn)航路雙向交通組織改為單向交通（3 車(chē)道），并取消長(zhǎng)安路以西的遠(yuǎn)航路；大寨路（長(zhǎng)安路以西）仍采用雙向交通組織（雙向4 車(chē)道），重新布置線(xiàn)位、橫斷面。

匝道：8 個(gè)轉(zhuǎn)向匝道，北轉(zhuǎn)西（NW）匝道、南轉(zhuǎn)西（SW）匝道、西轉(zhuǎn)北（WN）匝道和東轉(zhuǎn)北（EN）匝道的長(zhǎng)度均大于300 m，采用2 車(chē)道規(guī)模，其他4 個(gè)轉(zhuǎn)向匝道均為單車(chē)道匝道；在華夏大道西側(cè)設(shè)置雙苜蓿葉匝道，分別布設(shè)北轉(zhuǎn)東（NE）匝道、東轉(zhuǎn)南（ES）匝道，均為高架形式，兩匝道間交織段設(shè)置集散車(chē)道；東轉(zhuǎn)北（EN）匝道、南轉(zhuǎn)西（SE）匝道均需下穿鄭機(jī)城鐵，由于下穿位置鐵路橋下凈空約9 m，此處考慮以匝道橋梁形式下穿（橋面距地面約3.5 m），不對(duì)鄭機(jī)城鐵高架承臺(tái)產(chǎn)生影響；在西南象限設(shè)置半定向西轉(zhuǎn)北（WN）匝道，從西轉(zhuǎn)南（WS）匝道分離后以高架形式一路上跨華夏大道輔道、華夏大道集散匝道、華夏大道主線(xiàn)高架、燕都大道主線(xiàn)、燕都大道輔道，然后與EN 匝道合流；NW匝道、WS 匝道均為高架形式。

與17 號(hào)線(xiàn)關(guān)系：NW匝道、WS 匝道、NE 匝道、ES 匝道、SW匝道橋墩不受地鐵17 號(hào)線(xiàn)影響；WN匝道橋墩與17 號(hào)線(xiàn)的距離大于6 m，可以遠(yuǎn)期實(shí)施；EN 匝道、SE 匝道部分橋墩與17 號(hào)線(xiàn)的距離小于6 m，需與17 號(hào)線(xiàn)同步實(shí)施預(yù)埋。

與鄭機(jī)城鐵管線(xiàn)：SE 匝道、EN 匝道下穿鄭機(jī)城鐵時(shí)，匝道標(biāo)高比現(xiàn)狀標(biāo)高填高不超過(guò)3.5 m，為減少對(duì)鄭機(jī)城鐵承臺(tái)的影響，采用橋梁形式下穿（鄭機(jī)城鐵現(xiàn)狀橋下凈空9～10 m）。

圖6 為華夏大道互通式立交方案1。

圖6 華夏大道互通式立交方案1

優(yōu)點(diǎn)：地面輔道系統(tǒng)連續(xù)，通過(guò)平面交叉口進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換。

缺點(diǎn)：由于燕都大道主線(xiàn)為地面層，需要將華夏大道地面輔道西移，侵入糧棉所部分用地（約3 300 m2），需對(duì)路網(wǎng)和用地進(jìn)行調(diào)整；南側(cè)華夏大道主線(xiàn)高架起坡段至橋臺(tái)段長(zhǎng)約100 m范圍，與地鐵區(qū)間段斜交，遠(yuǎn)期實(shí)施時(shí)道路需要填土0～3.5 m，近期地鐵盾構(gòu)施工時(shí)需要采取加固措施。

3.2.2方案2：全互通（單苜蓿葉+三半定向）

華夏大道主線(xiàn)：中心線(xiàn)向西移20 m，以隧道形式下穿燕都大道，長(zhǎng)約820 m，其中坡道段長(zhǎng)240 m，最大凈空約7.5 m。

燕都大道主線(xiàn)：在華夏大道以西100 m左右整體抬高3 m穿過(guò)鄭機(jī)城鐵高架橋，保證華夏大道輔道慢行交通通行，整體縱坡小于3.5%。

燕都大道匝道：匝道確保凈空5.0 m，左轉(zhuǎn)匝道凈空約10 m，最大縱坡小于4%，轉(zhuǎn)向交通均通過(guò)匝道實(shí)現(xiàn)全互通。

華夏大道匝道：匝道與燕都大道保持凈空5 m，最大縱坡小于4%，回旋線(xiàn)長(zhǎng)度35 m。

地面交通組織方式：大寨路交叉口和遠(yuǎn)航路交叉口為信號(hào)控制交叉口，兩節(jié)點(diǎn)之間僅允許慢行交通通行（可考慮地面公交）。

大寨路和遠(yuǎn)航路：雙向4 車(chē)道，并承擔(dān)燕都大道輔道功能。

圖7 為華夏大道互通式立交方案2。

圖7 華夏大道互通式立交方案2

優(yōu)點(diǎn)：由于匝道多為地面匝道，對(duì)地鐵影響小，不需與地鐵共建。

缺點(diǎn)：遠(yuǎn)航路及大寨路為斷頭路，不再貫通；華夏大道西側(cè)輔道做跨線(xiàn)橋?qū)崿F(xiàn)貫通，但與凌騰街不平交；華夏大道東側(cè)輔道受地鐵影響無(wú)法做跨線(xiàn)橋，故不連續(xù)，只能通過(guò)相關(guān)路網(wǎng)實(shí)線(xiàn)道路轉(zhuǎn)向和貫通，路網(wǎng)疊加功能大，易造成擁堵。

3.2.3方案對(duì)比

通過(guò)方案比選（見(jiàn)表1），本次研究推薦按方案1進(jìn)行規(guī)劃用地和建設(shè)條件控制。

表1 燕都大道互通立交方案對(duì)比表

4 結(jié)語(yǔ)

本次華夏大道互通式立交受鄭機(jī)城鐵、軌道交通17 號(hào)線(xiàn)等影響，研究方案涉及主線(xiàn)形式、主線(xiàn)線(xiàn)位、立交方案等。方案抓住主要影響因素，結(jié)合建設(shè)時(shí)序等條件，解決了規(guī)劃方案不穩(wěn)定、立交距離高鐵較近、17 號(hào)線(xiàn)同步預(yù)埋施工等一系列問(wèn)題，取得了良好效果。

隨著高鐵、軌道交通不斷建設(shè)，受其影響的互通立交不斷增多。本立交方案可為相似工程提供借鑒。