隧道出口段城市立交方案實例研究

徐占磊

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西 西安 710043)

0 引言

成渝高速公路復線位于成渝經(jīng)濟區(qū)的核心地帶，起于重慶市繞城高速公路，經(jīng)重慶市璧山、銅梁、大足，四川省安岳、資陽，止于成都市繞城高速公路，是重慶市和四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的連接成渝經(jīng)濟雙核的最便捷通道。渝西互通式立交是成渝高速公路復線與重慶繞城高速公路之間的樞紐互通，位于重慶市區(qū)大學城和陳家橋中央商貿(mào)區(qū)交界處，東設有高速公路收費站，西緊接成渝高速復線縉云山隧道;工程既在空間上受隧道、城市規(guī)劃、周邊地形和收費站等限制，又要滿足樞紐功能性要求［1］，因此立交布設要綜合考慮各種限制因素，做好方案比選。

1 設計標準

成渝高速公路復線、重慶繞城高速路基寬均為34.5 m，按雙向6 車道高速公路建設，設計速度120 km/h。本次設計立交所有右轉匝道均按照60 km/h 設計，左轉匝道除環(huán)形匝道為40 km/h 外，其余左轉匝道均為50～60 km/h 速度進行設計，互通范圍內(nèi)主線及匝道主要技術指標［2，3］如表1。

表1 主線和匝道主要技術指標表

2 方案設計主要控制因素

渝西互通式立交為成渝高速公路復線與重慶繞城高速公路之間的樞紐互通，該互通式立交主要解決兩高速公路的交通轉換。成渝復線上跨繞城高速公路，該互通式立交型式選擇和匝道布設主要受以下幾方面因素制約:

1)距縉云山隧道入口非常近，僅有760 km。

根據(jù)現(xiàn)行《公路路線設計規(guī)范》第11.1.6 條，隧道出口與前方互通式立交的距離，在條件受限制時，也應使隧道出口至前方互通式立交減速車道漸變段起點的距離保持不小于1 000 m。地形條件特殊困難時，亦即無法通過調整兩相交公路線位來保持距離的情況下，方可將部分甚至全部出口預告標志設在洞內(nèi)，但隧道出口至分流鼻間必須有足夠的識別視距;互通式立交與前方隧道進口間的距離，應滿足設置標志和標志以后對洞口判斷所需距離。

本樞紐互通式立交中，繞城高速公路已經(jīng)建成通車，本項目起點線位已經(jīng)明確，縉云山隧道進口位置也沒有調整余地。因此，本樞紐互通式立交法無法通過調整兩相交公路線位來加大與縉云山隧道之間的距離，兩者之間的距離僅有760 m，為盡可能保證行車安全和隧道出口有足夠的識別視距，以及隧道進口段滿足設置標志和標志以后對洞口判斷所需的距離(最不利的情況下也不應≮500 m)，立交中心至縉云山隧道進口段(即繞城高速公路以西)不應布設匝道，所有各個轉向方向的匝道應盡可能布置在繞城高速公路以東。

2)與繞城高速公路上的青木關單喇叭互通式立交之間的間距較近。

兩處立交之間間距僅為2.5 km，而現(xiàn)行《公路路線設計規(guī)范》要求相鄰互通式立交的最小間距不宜小于4 km;因路網(wǎng)結構或其他特殊情況限制時，經(jīng)論證相鄰互通式立體交叉的間距適當減少時，加速車道漸變段終點至下一個互通式立體交叉的減速車道漸變段起點間距離，不應小于1 000 m。因此，繞城高速公路上從北碚方向出入主線的車輛應盡量減少對既有繞城高速的影響。

3)立交范圍內(nèi)既有及規(guī)劃建筑物多。

擬建互通式立交東南象限規(guī)劃的大學城已經(jīng)開始建設，東北象限的陳家橋中央商貿(mào)圈規(guī)劃已經(jīng)審批，立交范圍內(nèi)還有重慶泰琦水泥廠等廠礦企業(yè)和許多居民區(qū)，故立交在保證交通功能的前提下應盡可能節(jié)約城市用地。

4)主線收費站位于K0+400，距立交中心較近(約 1.1 km)。

3 方案提出

渝西互通式立交為成渝高速公路復線與重慶繞城高速公路相交叉的樞紐型互通，在滿足互通式立交功能，考慮城市規(guī)劃、周邊地形、地物及工程投資等因素的前提下，提出“變異Y 形+變異喇叭形”的組合式互通式立交(方案1)［4］。根據(jù)城市規(guī)劃，建議渝西互通式立交設置盡量設置在繞城高速西側，少占用繞城高速東側地塊，提出三層半定向型互通式立交(方案2)和三路半定向T 形互通式立交(方案3)［4］。現(xiàn)進一步對3 個方案進行經(jīng)濟技術論證和比較，最后推薦最優(yōu)方案。

3.1 “變異Y形+變異喇叭形”的組合式互通式立交(方案1)

方案1 采用“變異Y 形+變異喇叭形”的組合式互通式立交形式，立交匝道總長6 022 m，主線和匝道共設橋跨4 244 m/12 座。為滿足規(guī)劃路凈空，增設了橋梁跨越規(guī)劃后勤工程學院西側南北向的城市主干路(雙向6 車道，路幅總寬54 m，紅線寬度64 m)。方案1 如圖1所示。

圖1 “變異Y 形+變異喇叭形”組合式互通式立交

該方案具有如下特點:

1)立交型式采用變異Y 形+變異喇叭形，造型美觀，環(huán)境協(xié)調、線形順捷。

2)與規(guī)劃協(xié)調性較好，僅對規(guī)劃道路進行微調。

3)與陳家橋商貿(mào)區(qū)及后勤工程學院距離適中，滿足環(huán)評要求。

4)與未來規(guī)劃二橫線銜接性好。

5)分流點距縉云山隧道洞口650 m，立交出口標志和出口預告標志需設置在隧道內(nèi)。

6)主線與繞城高速公路交叉角度為40°，斜角角度較小，主線左右幅上跨繞城時分別設置單跨70 m 和80 m 橋跨，單跨橋跨較長，施工難度較大。

7)主線和匝道共4 次上跨繞城高速公路，無下穿繞城高速公路匝道?；ネǚ秶鷥?nèi)繞城高速共設3個入口、2 個出口。

8)立交高度為2 層，橋跨及路基高度低，縱面線形指標高。

9)工程投資省。

3.2 三層半定向型互通式立交(方案2)

方案2 立交型式為主線上跨既有繞城高速的三層半定向型互通式立交，互通式立交分合流口進入縉云山隧道，該方案匝道總長7 266 m，主線和匝道共設橋跨5 816 m/10 座。方案2 如圖2。

該方案具有如下特點:

1)該立交為三層半定向型互通式立交，匝道直接進出，不繞行，路線短捷，轉彎半徑大，平面線形較好。

2)與規(guī)劃協(xié)調性好。

3)立交加減速車道進入縉云山隧道，在隧道內(nèi)進行分流和合流，很容易造成司機誤行，而且隧道內(nèi)行車道寬度變化，極易誘發(fā)交通事故發(fā)生。

圖2 三層半定向型互通式立交

4)由于設置加減速車道的需要，縉云山隧道入口段必須變成雙向八車道，設計和施工難度都非常大，存在很大的風險。

5)主線線位整體向南偏移約100 m，收費廣場緊鄰后勤工程學院，后勤工程學院屬于環(huán)境敏感點，線位調整后環(huán)評難以通過。

6)分離式路基長達2.7 km，拆遷大幅增加，占用寶貴的城市用地較多，浪費較大。

7)立交加減速車道進入縉云山隧道，因進口洞口位置地形地質條件較差，洞口存在偏壓、沖溝等不良地質情況，洞口屬較長段落淺埋偏壓，加之洞口段圍巖相對破碎，造價較高及施工風險較大。

8)立交主線平面指標不滿足《公路路線設計規(guī)范》(JTG D20 －2006)的要求，存在 1 處小偏角(偏角為 4°15'10.4″)，對行車很不利。

9)為保證收費站合理布置，項目起點需向東延伸470 m，工程投資增加。

10)該立交匝道全部采用定向式或者半定向式，雖然匝道平縱指標較高，但除匝道出入口接線段外，其余部分匝道均為橋梁，工程投資大。

3.3 三路半定向T形互通式立交(方案3)

如圖3，方案3 為“三路半定向T 形”互通式立交方案，匝道設計速度較高為70～80 km/h，互通式立交分合流口分別距縉云山隧道口為454 m 和478 m，該立交匝道總長2 944 m，主線和匝道共設橋跨1 586 m/6 座。

該方案具有如下特點:

1)方案可以少占用繞城高速東側地塊，工程投資最低。

2)出入主線的所有車輛必須通過周邊收費站和繞城高速來完成與市區(qū)道路的溝通，增加周邊收費站和繞城高速交通壓力。

3)不符合成渝高速公路復線的“成渝經(jīng)濟雙核最便捷通道”這一主要功能的宗旨，該方案不能滿足樞紐功能性要求。

圖3 三路半定向T 形互通式立交

4 方案比選

綜合第3 節(jié)所述，3 個方案的主要技術經(jīng)濟比較如表2。

表2 方案主要經(jīng)濟技術指標表

由上表可知，方案2 平面線形較好，規(guī)劃協(xié)調性好，但是立交加減速車道進入隧道，且隧道內(nèi)行車道寬度變化，極易誘發(fā)交通事故發(fā)生，另外占地較多，工程投資大;方案3 占地少，工程投資最低，但是出入主線的所有車輛大大增加周邊收費站和繞城高速交通壓力，不符合成渝高速公路復線的“成渝經(jīng)濟雙核最便捷通道”這一主要功能的宗旨，該方案不能滿足樞紐功能性要求;方案1 雖然上跨繞城高速次數(shù)較多，施工有一定難度，但是造型美觀，環(huán)境協(xié)調、線形順捷，縱斷面線性指標較高，規(guī)劃協(xié)調性好，滿足環(huán)評要求，工程投資合理。綜上所述，推薦方案1。效果圖見圖4。

圖4 變異Y 形+變異喇叭形”立交方案(方案1)效果圖

5 結語

渝西互通式立交地處市區(qū)，一側是隧道入口，立交用地受城市規(guī)劃和隧道洞口距離限制，因此安全、經(jīng)濟、滿足功能需求是首要前提，征地拆遷和市區(qū)規(guī)劃也是方案選擇的重要因素。經(jīng)過論證，“變異Y 形+變異喇叭形”立交方案(方案1)規(guī)劃協(xié)調性好、運營安全、立交型式美觀、功能完善，立交層數(shù)最低、匝道平縱指標高、對繞城高速影響范圍小、投資合理，為最優(yōu)方案。

［1］楊少偉.道路立體交叉規(guī)劃與設計［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］JTG D20 －2006，公路路線設計規(guī)范［S］.

［3］JTG B01 －2003，公路工程技術標準［S］.

［4］中鐵第一勘察設計院集團有限公司.成渝高速公路復線(重慶境)兩階段施工圖設計文件［Z］.2011.