山嶺地區(qū)高速公路互通設(shè)計方案分析

■陳勇俊

(蘇交科集團股份有限公司，南京 210019)

1 工程概況

桂林至柳城高速的建設(shè)縮短了百色、河池通往湖南方向的時空距離，更加方便了廣西西部地區(qū)與北部地區(qū)的有效溝通，全線共設(shè)4處互通式立交，分別為池頭樞紐互通、兩江互通、興隆互通、百壽互通。池頭樞紐互通立交位于池頭村西側(cè)現(xiàn)狀池頭互通附近，現(xiàn)狀池頭互通為Y型互通，互通區(qū)屬中低山地形、峰叢洼地地貌，表現(xiàn)為峰叢洼地—谷地，地形起伏不大，區(qū)域平坦地塊多為農(nóng)田，地面高程約159m～198m，高差約39m。路段未見滑坡、塌陷、暗溝等不良地質(zhì)現(xiàn)象。降雨地表水匯集于區(qū)域較低的農(nóng)田中，水文地質(zhì)條件簡單?；ネ椖繀^(qū)內(nèi)現(xiàn)有泉南高速、包茂高速、108鄉(xiāng)道等道路，道路主線和匝道與現(xiàn)有道路交叉均采用立體交叉[1]。當前泉南高速為雙向4車道，設(shè)計速度為100km/h，路基寬度24.5m，路面采用瀝青混凝土路面，路況良好，而根據(jù)近期規(guī)劃，泉南高速(僚田至鹿寨北互通段)將于未來幾年進行四車道改八車道改擴建。包茂高速為雙向4車道，設(shè)計速度為120km/h，路基寬度28m，路面采用瀝青混凝土路面，路況良好。另外，區(qū)域內(nèi)108鄉(xiāng)道、泉南高速兩側(cè)分布有三道南北向的高壓線對池頭樞紐互通立交的設(shè)計也會有一定的影響。

2 主線跨線方案的選擇

在考慮如何利用現(xiàn)狀互通的基礎(chǔ)上，桂林至柳城高速的主線有下穿和主線上跨泉南高速兩種方案，主要工程規(guī)模對比見表1。

由表1可知，與主線上跨方案相比，主線下穿方案的被交路改造規(guī)模增加約1.5km，同時需設(shè)置保通便道、108鄉(xiāng)道上跨橋及接線工程，C匝道需順接改造后泉南高速，總體工程規(guī)模較大，對現(xiàn)狀泉南高速影響較大?？紤]立交及路段總體工程規(guī)模、對現(xiàn)狀泉南高速的影響、行車安全及舒適，同時以促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為目標[2]，選擇主線上跨泉南高速的設(shè)計方案。

表1 主要工程規(guī)模對比表

3 池頭樞紐互通立交方案的選擇

3.1 池頭互通立交方案的比選

現(xiàn)狀池頭互通為Y型互通，陽朔往返桂林方向交通流為主交通流，匝道(A、B)采用12.75m斷面，陽朔往返永福方向為小交通流，C匝道采用10.5m斷面，D匝道采用8.5m斷面。本互通主交通流向是桂林往返柳城方向，次交通流為陽朔往返柳城方向，結(jié)合現(xiàn)狀池頭互通、區(qū)域范圍地形條件及路段縱面、現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)物、超高壓電力線等控制因素[3]，初設(shè)階段擬考慮3個變異型直聯(lián)式樞紐互通方案，池頭樞紐互通各方案的比較見表2。

方案一：泉南高速與包茂高速交叉Y型互通匝道部分利用；其他各方向交通流均采用定向匝道，桂林往返柳城方向主交通流通過H、B、F匝道連接；陽朔往返柳城次交通流通過E、J匝道連接；永福往返柳城小交通流通過G、I匝道連接。新建匝道均上跨現(xiàn)狀高速和匝道(A、B、C、D)，根據(jù)區(qū)域現(xiàn)狀超高壓電力線懸高實測情況，將A、B匝道置于地面層，定向匝道E置于第二層，定向匝道H置于第三層。桂林-柳城方向交通量較大，定向匝道(H、F)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；陽朔-柳城方向交通量次之，定向匝道(E、J)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；永福-柳城方向交通量較小，定向匝道(G、I)采用Ⅰ型匝道橫斷面；現(xiàn)狀A、B、D匝道局部利用局部改造，為泉南高速四改八預留建設(shè)條件；C匝道完全利用；A匝道近期以平行式變速車道接入泉南高速，預留條件遠期直接式變速車道接入泉南高速。

方案二：泉南高速與包茂高速交叉Y型互通匝道部分利用(B、C、D)；其他各方向交通流均采用定向匝道，桂林往返柳城方向主交通流通過B、E、H匝道連接；陽朔往返柳城次交通流通過C、E、J匝道連接；陽朔往返桂林方向A、B匝道連接，考慮陽朔往桂林方向右轉(zhuǎn)交通量較小，改造A匝道為右進右出，B匝道局部改造局部利用；永福往返陽朔次小交通流通過C、F、D匝道連接，D匝道局部改造局部利用，C匝道局部利用接入集散車道F；永福往返柳城小交通流通過G、D、I匝道連接。新建匝道均上跨現(xiàn)狀高速和匝道(B、C、D)，根據(jù)區(qū)域現(xiàn)狀超高壓電力線懸高實測情況，將B、C匝道置于地面層，定向匝道H置于第二層。桂林-柳城方向交通量較大，定向匝道(E、H)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；陽朔-柳城方向交通量次之，定向匝道(C、J)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；永福-柳城方向交通量較小，定向匝道(G、I)采用Ⅰ型匝道橫斷面；現(xiàn)狀B、D匝道局部利用局部改造，為泉南高速四改八預留建設(shè)條件；C匝道局部利用并由10.5m拓寬至12.25m，增加右側(cè)硬路肩至3m；A匝道改線新建；H匝道近期以平行式變速車道接入泉南高速，預留條件遠期直接式變速車道接入泉南高速。

方案三：泉南高速與包茂高速交叉Y型互通匝道部分利用；桂林往返柳城方向主交通流通過B、F、H匝道連接；陽朔往返柳城次交通流通過E、F、H、J匝道連接；永福往返陽朔次小交通流通過D、J、E、C匝道連接；永福往返柳城小交通流通過G、I、E匝道連接。新建匝道均上跨現(xiàn)狀高速和匝道(A、B)，根據(jù)區(qū)域現(xiàn)狀超高壓電力線懸高實測情況，將A、B匝道置于地面層，定向匝道E置于第二層，定向匝道H置于第三層。桂林-柳城方向交通量較大，定向匝道(F、H)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；陽朔-柳城方向交通量次之，定向匝道(E、J)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；永福往返陽朔交通量次小，定向匝道D、環(huán)形匝道C采用Ⅰ型匝道橫斷面；永福-柳城方向交通量較小，定向匝道G、環(huán)形匝道I采用Ⅰ型匝道橫斷面；現(xiàn)狀A、B匝道局部利用局部改造，為泉南高速四改八預留建設(shè)條件；C、D匝道改線新建；A匝道近期以平行式變速車道接入泉南高速，預留條件遠期直接式變速車道接入泉南高速。

表2 池頭樞紐互通方案的比較

由表2可知，從交通功能來看，方案一較符合交通流的分配及其功能要求；方案二交通組織稍復雜，定向匝道存在交織段；方案三交通組織復雜，定向匝道和環(huán)形匝道均存在交織段。從平縱面指標來看，方案一最好，方案二次之，方案三最低。從拆遷工作量來看，方案一和方案三較大，需多拆除一道220kV高壓線。從占地面積來看，方案一最大，方案二次之，方案三最小。從工程規(guī)模來看，方案一最小，方案二次之，方案三最大。從立交造型來看，方案一匝道均為定向匝道，線形流暢，造型美觀。兩位，方案一對現(xiàn)狀互通利用率最高，三方案均下穿高壓線，需與電力部門確認下穿凈空預留空間是否滿足要求。因此，綜合考慮互通立交功能要求、工程規(guī)模、行車安全及舒適，同時以節(jié)約土地、促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為目標，以方案一作為推薦方案。

3.2 池頭互通立交補充方案的比選

在外業(yè)驗收階段，池頭樞紐互通3個方案均存在主交通流(如F匝道)與次交通流(如B匝道)右側(cè)駛出或駛?cè)雴栴}，方案二另存在車輛交織，而方案三不但平面指標較低，且已建立交利用率不高。3個方案均不太理想，建議初步設(shè)計階段進一步優(yōu)化方案，同時宜將工可比較方案納入比較范圍?？紤]泉南高速公路將由4車道改建為8車道，初測應將其主線及已建立交改造工程納入互通立交比較范圍，以確定最佳方案，避免后期廢棄工程。因此，補充了苜蓿葉+定向匝道樞紐互通(方案四)和T型樞紐互通(方案五)2個方案。

方案四：該方案為拆除原有互通，新建十字交叉的互通立交?；ネǚ桨笇Π咚俚闹骶€進行了調(diào)整，在原互通以南800m處與桂林至柳州高速形成十字交叉，互通區(qū)主線半徑1900m?；ネㄖ鹘煌髯筠D(zhuǎn)匝道采用定向匝道連接，最小平曲線半徑為300m；其他方向小交通流左轉(zhuǎn)均采用環(huán)形匝道和集散車道連接，最小平曲線半徑為60m。桂林-柳城方向交通量較大，定向匝道(A、B)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；永福往陽朔方向定向匝道采用Ⅱ型匝道橫斷面；其他轉(zhuǎn)向匝道均采用Ⅰ型匝道橫斷面。本方案線形指標相對較高，與轉(zhuǎn)向交通量較匹配較好，出行組織明確，對交通流的出行起到了很好的導向作用，缺點是工程規(guī)模大，且對包茂主線的改移也增加了占地拆遷的成本，從工程規(guī)模和經(jīng)濟角度看是不合適的[4]。

方案五：該方案為原有互通完全利用，在南側(cè)在新建T型樞紐互通。兩互通之間設(shè)置輔助車道，輔助車長度約750m，兩互通之間泉南高速按雙向八車道實施，在分河流點通過標線劃為雙向四車道?；ネㄞD(zhuǎn)向主交通流左轉(zhuǎn)匝道采用定向匝道連接，最小平曲線半徑為280m；其他方向小交通流采用定向或半定向匝道連接，最小平曲線半徑為80m。桂林-柳城方向交通量較大，定向匝道(A、B)均采用Ⅲ型雙車道匝道橫斷面；永福往柳城方向半定向匝道采用Ⅱ型匝道橫斷面；柳城往永福方向定向匝道采用Ⅰ型匝道橫斷面。本方案線形指標相對較高，工程規(guī)模較小，但與轉(zhuǎn)向交通量較匹配較差，陽朔往返柳城次交通流的出行繞行距離較大，需進行兩次轉(zhuǎn)換，兩互通之間交通流交織嚴重，行車安全性較差，功能性較差[5]。綜合考慮互通立交功能要求、工程規(guī)模、行車安全及舒適考慮，該方案是不合適的。

方案四線與轉(zhuǎn)向交通量較匹配，但現(xiàn)狀互通拆除，新建互通工程規(guī)模大，且對包茂主線的改移也增加了占地拆遷的成本；方案五現(xiàn)狀互通完全利用，工程規(guī)模較小，與轉(zhuǎn)向交通量較匹配較差，交通流的出行繞行距離較大，需進行兩次轉(zhuǎn)換，兩互通之間交通流交織嚴重，行車安全性較差，功能性較差。綜合考慮互通立交功能要求、工程規(guī)模、行車安全及舒適考慮，仍考慮將采用現(xiàn)狀互通改建的變異型直聯(lián)式樞紐(方案一)的設(shè)計方案。

3.3 匝道右行問題解決方案

推薦方案桂林往返柳城方向轉(zhuǎn)向交通為大交通流，桂林往返陽朔方向交通為小交通流，主交通流與小交通流匯流為主交通流右行，考慮行車安全，對于匯流可將小交通流匝道在匯流前通過標線壓縮為單車道，其后設(shè)置150m的平行式輔助車道即可解決右行安全性問題，對于分流同理。

4 結(jié)束語

桂柳高速公路的建設(shè)有助于加強區(qū)內(nèi)桂林-柳州-南寧三大中心城市的溝通，有助于構(gòu)筑湖南鳳凰、桂林、百色旅游走廊?；ネ⒔辉O(shè)計作為工程設(shè)計的重要內(nèi)容，應結(jié)合樞紐互通區(qū)域范圍內(nèi)影響互通設(shè)計的各類因素進行分析，綜合考慮互通立交功能要求、工程規(guī)模、行車安全及舒適等方面，同時以節(jié)約土地、促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為目標，合理選擇互通的設(shè)計方案。