已通車高速公路增設(shè)互通立交設(shè)計方案比選研究

■李 晟

（寧德市交通經(jīng)濟發(fā)展中心，寧德 352100）

1 前言

三嶼新區(qū)作為建設(shè)上汽集團乘用車公司寧德基地項目，將于2019年10月投產(chǎn)運營。為支持上汽集團，在既有沈海高速公路上新增一座主要服務(wù)于三嶼規(guī)劃區(qū)的互通式立交，作為材料與銷售重要通道，項目計劃于2018年9月開工建設(shè)，2019年9月底完工通車。三嶼互通的建設(shè)能進一步改善三嶼新區(qū)的區(qū)位條件，具有重大的經(jīng)濟和政治意義。

2 工程概況

該互通區(qū)所在沈海高速公路路段現(xiàn)狀為雙向四車道高速公路，路基寬度24.5m，設(shè)計車速80km/h。周邊范圍內(nèi)有國道104線、G237線以及福寧北路。由于該項目是在原有沈海高速公路的基礎(chǔ)上進行的，且沈海高速公路是貫穿南北方向的大通道。因此，項目施工期間，應(yīng)縮短工期，且不能中斷主線交通，減少對現(xiàn)有高速公路的改造和干擾，降低高速公路運營的影響。

3 項目選址

3.1 交通組織及交通量發(fā)展

三嶼互通遠(yuǎn)景年（即2039年）轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測結(jié)果如圖1所示。

圖1 三嶼互通轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測結(jié)果圖（單位：輛/日 小客車）

3.2 互通立交設(shè)置控制因素

擬建項目地處福建閩東山區(qū)，屬于比較典型的山區(qū)地形，沿線部分路段地形起伏較大，溝谷縱橫。受地形條件的制約，可供選擇的路線走廊相對較為狹窄，布線空間較小。主要控制因素有：（1）現(xiàn)有道路狀況及路網(wǎng)規(guī)劃；（2）區(qū)域城鎮(zhèn)分布及鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃；（3）三嶼工業(yè)園區(qū)及云淡服務(wù)區(qū)；（4）永久基本農(nóng)田，古樹等重要設(shè)施。

3.3 互通立交位置比選

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查，并收集項目影響區(qū)內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展、交通運輸、城鎮(zhèn)發(fā)展現(xiàn)狀及規(guī)劃等資料。在三嶼工業(yè)園區(qū)附近共擬定了四個位置作為三嶼互通的選址，其中選址一、選址二、選址三設(shè)置在云淡島上，選址四在云淡北側(cè)島外的南浦村附近，詳見圖2。具體如下：

選址一在云淡島南端設(shè)置互通，需占用海域及基本農(nóng)田；構(gòu)造物較多，需要拼寬原沈海高速上的田螺特大橋；收費站場地設(shè)置在工業(yè)園區(qū)內(nèi)；不利于交通組織及行車安全；拆遷量較大，造價較高。

選址二在原云淡服務(wù)區(qū)處增設(shè)互通，需占用海域及基本農(nóng)田；需結(jié)合云淡互通修建，且需改造服務(wù)區(qū)匝道；構(gòu)造物較多，原高速主線橋需拼寬處理；收費站場地設(shè)置在工業(yè)園區(qū)之內(nèi)；不利于交通組織及行車安全；拆遷量較大，附近高壓電塔較多，造價較高。

選址三在云淡1號橋和云淡2號橋之間設(shè)置互通，需占用海域及基本農(nóng)田；構(gòu)造物較多，需要拼寬云淡1號橋和云淡2號橋；收費站場地設(shè)置在工業(yè)園區(qū)內(nèi)；不利于交通組織及行車安全；工期較長，施工難度較大且造價較高。

選址四位于云淡島北側(cè)島外的南浦村附近，距離園區(qū)距離略遠(yuǎn)，對云淡服務(wù)區(qū)沒有影響；連接線及收費場需要占用海域；施工難度較小，工期較短；有利于交通組織且方便附近居民上下高速；構(gòu)造物少、拆遷量較少，造價低。

圖2 三嶼互通的選址示意圖

經(jīng)對四個選址進行綜合分析，認(rèn)為選址一、選址二、選址三均在云淡島上，與云淡服務(wù)區(qū)凈距均小于600m，都需要改造現(xiàn)有云淡服務(wù)區(qū)匝道，增設(shè)集散車道。另外，云淡島上三個位置均對園區(qū)整體規(guī)劃存在干擾，選址四施工難度較小，布置互通方案較合適?；ネ⒔贿x址比較詳見表1。

4 互通立交方案比選

在確定三嶼互通選址后，對方案進行細(xì)化。在深入調(diào)查互通布設(shè)的位置現(xiàn)狀和規(guī)劃相關(guān)資料，結(jié)合地形、自然條件認(rèn)真分析后，研究了2個互通方案，分別是B形單喇叭立交方案和T形單喇叭立交方案。2個方案均位于福安市下白石鎮(zhèn)南浦村，沿山邊布設(shè)，連接線銜接三嶼園區(qū)福寧北路。

表1 互通立交選址比較表

4.1 B形單喇叭立交方案

4.1.1 方案設(shè)計

互通區(qū)主線影響范圍為K123+700～K124+830，互通區(qū)主線最小半徑1340m，主線最大縱坡1.46%?；ネü苍O(shè)置 A、B、C、D、E 五條匝道，匝道設(shè)計速度采用 40km/h，最小半徑70m，最大縱坡度為4.3%，豎曲線半徑最小值為1550m。其中，A匝道采用對向雙車道匝道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為16.5m，長750m；B-E匝道采用單向單車道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為9.0m，B匝道長600m，C匝道長700m，設(shè)置箱梁結(jié)構(gòu)橋上跨現(xiàn)有沈海高速公路；D匝道長491m，E匝道長410m。互通連接線采用對向四車道匝道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為17.5m，長1506m，互通連接線右側(cè)位置設(shè)置3進5出收費站一處（含超限檢測車道）。橋梁合計2317.5m/4座，其中A匝道橋PC連續(xù)T梁、現(xiàn)澆箱梁橋303.5m/1座，B匝道橋PC連續(xù)現(xiàn)澆箱梁橋443.5m/1座，C匝道橋PC連續(xù)現(xiàn)澆箱梁橋403.5m/1座，F(xiàn)匝道橋PC連續(xù)T梁1167m/1座。涵洞通道合計32m/2道。詳見圖3。

圖3 B形單喇叭立交方案示意圖

4.1.2 方案造價

建安費用39977.1萬元 （主要工程造價為路基工程11620萬元，路面工程1167萬元，橋梁涵洞工程5821萬元，公路設(shè)施及預(yù)埋管線工程14525萬元），設(shè)備及工具、器具購置費1136.7萬元，工程建設(shè)其他費用5719萬元，總造價50914.9萬元。

4.1.3 方案優(yōu)點

跨高速橋梁上部結(jié)構(gòu)施工時需搭設(shè)支架，為確保主線交通暢通，先搭設(shè)左（或右）幅支架，施工區(qū)段車流利用原前后中央開口部轉(zhuǎn)移到另一幅雙向行車，并設(shè)置臨時疏導(dǎo)標(biāo)志及相應(yīng)的限速標(biāo)志，該幅支架搭設(shè)完畢后，再搭設(shè)另一幅支架，上下行車流利用該幅雙向交通。該方案僅C匝道跨越主線，與方案二B、C2條匝道跨越主線相比，該方案對主線干擾小，更有利于交通組織。

4.1.4 方案缺點

（1）互通匝道最小半徑70m，最大縱坡度為4.3%，匝道平、縱線形指標(biāo)較差；

（2）匝道對南浦村古樹的影響較大，與現(xiàn)狀及規(guī)劃的高壓線路干擾大，由于項目施工工期較緊，古樹及高壓線會影響項目的順利實施，無法適應(yīng)工期要求；

（3）路基土石方量較大，構(gòu)造物較多，征地 320.27畝，面積較大；

（4）工程造價較高。

4.2 T形單喇叭立交方案

4.2.1 方案設(shè)計

互通區(qū)主線影響范圍為K123+800～K124+900，互通區(qū)主線最小半徑1340m，主線最大縱坡1.46%?；ネü苍O(shè)置 A、B、C、D、E 五條匝道，匝道設(shè)計速度采用 40km/h，最小半徑80m，最大縱坡度為4.0%，豎曲線半徑最小值為1550m。其中，A匝道采用對向雙車道匝道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為16.5m，長305m；B、C匝道采用單向雙車道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為10.5m，設(shè)置鋼箱梁結(jié)構(gòu)橋上跨現(xiàn)有沈海高速公路，B匝道長868m，C匝道長893m；D、E匝道采用單向單車道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為9.0m，D匝道長545m，E匝道長554m。互通連接線采用對向四車道匝道標(biāo)準(zhǔn)段寬度為17.5m，長1404m，互通連接線右側(cè)位置設(shè)置3進5出收費站一處（含超限檢測車道）。橋梁合計1881m/3座，其中B匝道橋PC連續(xù)現(xiàn)澆箱梁、鋼箱梁橋467m/1座，C匝道橋PC連續(xù)現(xiàn)澆箱梁、鋼箱梁橋307m/1座，F(xiàn)匝道橋PC連續(xù)T梁1107m/1座，涵洞通道合計57m/3道。

圖4 T形單喇叭立交方案示意圖

4.2.2 方案造價

建安費用36120萬元 （主要工程造價為路基工程9637萬元，路面工程1549萬元，橋梁涵洞工程4869萬元，公路設(shè)施及預(yù)埋管線工程13317萬元），設(shè)備及工具、器具購置費1139.6萬元，工程建設(shè)其他費用4855.1萬元，總造價45835.4萬元。

4.2.3 方案優(yōu)點

（1）互通匝道最小半徑80m，最大縱坡度為4.0%，平、縱線形指標(biāo)較好；

（2）匝道避開了南浦村的古樹，與現(xiàn)狀及規(guī)劃的高壓線路干擾較小，不會影響工期；

（3）路基土石方總量比方案一少248千m3，比方案一少1座大橋，比方案一少征地22畝；

（4）在路基、橋梁涵洞、公路設(shè)施及預(yù)埋管線工程等主要工程方面造價比方案一節(jié)省，總造價低。

4.2.4 方案缺點

由于該方案有B、C匝道2條匝道跨越主線，需對主線進行多次交通疏導(dǎo)，對主線的運營干擾較大，不利交通組織。

4.3 方案比選結(jié)果

通過對兩個方案的技術(shù)指標(biāo)進行比較可知，方案二平、縱線形指標(biāo)較好，工程量少，用地面積小，工程造價比方案一少5089.5萬元。但匝道兩次跨越主線，在項目實施時，應(yīng)優(yōu)化施工方案，加強交通組織，保持主線暢通。綜合以上分析，最終推薦采用方案二。詳見表2。

表2 立交方案比較表

5 結(jié)語

通過對三嶼互通立交方案的分析可以了解到，互通立交的布設(shè)不但要考慮平縱線形指標(biāo)等技術(shù)因素，還必須考慮占地情況、投資成本等經(jīng)濟因素，以及地方規(guī)劃、路網(wǎng)規(guī)劃等社會因素。在全方位對比和考量多方案的基礎(chǔ)上，確定最佳方案。

[1]JTGB01—2014，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]JTGD20—2017，公路路線設(shè)計規(guī)范[S].

[3]JTG/TD21—2014，公路立體交叉設(shè)計細(xì)則[M].

[4]道路立體交叉規(guī)劃與設(shè)計（第二版）[M].北京：人民交通出版社股份有限公司.