興義環(huán)城高速公路興義西立交改造初設(shè)方案淺析

袁湘華， 陳 林

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司， 貴陽 550081)

國家“十三五”規(guī)劃把拓展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)空間，實施重大公共設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施工程，加快完善高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)作為統(tǒng)籌推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的工作重心之一。2016年，貴州省交通運輸廳組織編制了《貴州省高速公路網(wǎng)規(guī)劃(加密規(guī)劃)》，高速公路規(guī)劃總規(guī)模達(dá)10 196 km，綜合密度將達(dá)到579.32 km/10 000 km2，均居全國領(lǐng)先水平。在建的黔西南州興義環(huán)城高速公路(簡稱興義環(huán)城高速)是該加密規(guī)劃的重要組成部分，也是貴州省“十三五”規(guī)劃的重點項目[1]，如圖1所示。該項目主線全長約61.39 km，設(shè)計速度80 km/h，路基寬度24.5 m，雙向4車道[2]，項目終點在興義市城區(qū)西北側(cè)的破古與既有汕昆高速(G78)相接，此地受既有設(shè)施和城市規(guī)劃等控制因素的限制，接線位置與既有興義西互通重疊，因此，本項目需要改造興義西互通工程。

圖1 區(qū)域路網(wǎng)

一般服務(wù)型互通改造為樞紐互通主要有2種思路：一是原址改造服務(wù)型互通，樞紐互通同時滿足2條高速公路相互之間以及和地方道路的交通轉(zhuǎn)換需求；二是移位改建，把服務(wù)型互通位置改造為樞紐互通，然后再找一個科學(xué)合理的位置新建一座一般服務(wù)型互通。2種思路首先都應(yīng)考慮以下問題：1) 立交運營的安全性；2) 與周邊路網(wǎng)規(guī)劃的銜接，以便更好服務(wù)社會發(fā)展的需求；3) 工程投資預(yù)算；4) 景觀效果。原址改造一般利用率較高，能夠節(jié)約寶貴的用地。移位改建會適當(dāng)增加工程投資，需要重新考慮對周邊路網(wǎng)規(guī)劃的影響，但也會起到化繁為簡的效果。不同的項目，因地制宜，結(jié)合工程實際情況合理選擇遵循社會發(fā)展需求的方案。

1 改造互通概況

既有的興義西互通位于興義市西邊的破古，屬于汕昆高速上的一般互通式立體交叉，使用的收費站為3進(jìn)5出的規(guī)模，主要服務(wù)于興義市木賈組團(tuán)。該互通是單喇叭A型，內(nèi)環(huán)半徑R=50 m，互通連接線先與興義北環(huán)線錯位平面交叉，然后與S212省道T型平面交叉，如圖2所示。興義西互通匝道采用40 km/h的設(shè)計速度，路基寬度采用8.5 m的單向單車道和15.5 m的對向雙車道2種標(biāo)準(zhǔn)路基橫斷面。興義西互通平面指標(biāo)只符合一般互通式立體交叉的標(biāo)準(zhǔn)，路線整體指標(biāo)不滿足樞紐互通的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

圖2 原興義西互通地理位置示意

興義環(huán)城高速公路項目終點位于興義市西邊的破古，和原興義西互通位置相同。路線終點在此地與汕昆高速接線，受水源保護(hù)區(qū)、汕昆高速坪東隧道(長2 435 m)及興義城區(qū)道路網(wǎng)等因素控制，使得將原興義西互通改造為樞紐互通接線汕昆高速成為本項目終點的唯一方案。

2 改造互通需要解決的問題

興義西互通改造為樞紐互通滿足了興義環(huán)城高速與汕昆高速相接的交通轉(zhuǎn)換功能需求，但同時帶來以下問題：1) 需要重新考慮興義市木賈組團(tuán)車輛上下高速的功能需求；2) 2條高速公路在此交叉，隨著發(fā)展，必然會導(dǎo)致交通量激增，需要考慮互通收費站規(guī)模擴(kuò)增的需求，依據(jù)該路段交通量預(yù)測情況，收費站規(guī)模需要從原來的3進(jìn)5出擴(kuò)大到4進(jìn)8出；3) 新增設(shè)置的互通需要結(jié)合興義市周邊最新的道路規(guī)劃和城區(qū)規(guī)劃進(jìn)行選址，研究最為合理的方案服務(wù)于興義的城市發(fā)展。

基于以上3個問題，興義西互通改造共探討了以下3個方案。

3 互通改造方案

3.1 方案1

方案1將興義西互通改造為興義西樞紐互通(K61+804.151)，滿足了興義環(huán)城高速與汕昆高速交通轉(zhuǎn)換的功能需要，在K58+500處設(shè)置木賈互通，服務(wù)于高速與地方道路的交通轉(zhuǎn)換，如圖3所示。

圖3 方案1平面布置

興義西樞紐互通采用T型方案布設(shè)[4]，昆明去往興義環(huán)城高速方向的右轉(zhuǎn)彎匝道基本利用了原有互通的匝道；貴陽去往興義環(huán)城高速方向左轉(zhuǎn)彎匝道，先是減速車道沿汕昆高速主線拼寬(長119 m)，然后利用了原有內(nèi)環(huán)匝道的占地布線(長350 m)，接著完全利用原有互通的跨線橋下穿汕昆高速，最終與興義環(huán)城高速在原互通收費島處相接；興義環(huán)城高速去往汕昆高速方向的2條匝道則完全新建，在原互通收費島處分叉，去往昆明方向的左轉(zhuǎn)彎匝道先后設(shè)置橋梁上跨汕昆高速和貴陽去往興義環(huán)城高速方向的匝道，然后與汕昆高速主線相接；去往貴陽方向的右轉(zhuǎn)彎匝道則通過加速車道順接汕昆高速主線[5-6]，如圖4所示。匝道最小平面半徑R=130 m，最大縱坡3.95%，設(shè)計速度60 km/h，匝道路基寬度采用12.25 m的單向雙車道和9 m的單向單車道。匝道總長度2 675 m，匝道設(shè)置橋梁199.5 m/2座，占地90 324 m2，拆遷建筑物6 811.3 m2。

圖4 方案1興義西樞紐互通平面布置

新建木賈互通設(shè)于興西湖水庫東邊的興義市西南環(huán)線(市政主干道)旁，與之接線取代既有興義西單喇叭互通的功能，相當(dāng)于對既有服務(wù)型互通的移位改造?；ネㄔO(shè)置的位置高速主線標(biāo)高較高，為了匝道接線和方便匝道收費站的設(shè)置，適當(dāng)拉長了匝道長度，收費站路段減緩縱坡，降低填土高度，采用了T型方案布設(shè)，可更好地順應(yīng)地形，提高互通平面標(biāo)準(zhǔn)。木賈互通為興義環(huán)城高速和汕昆高速在木賈片區(qū)與地方道路實現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換提供了保障。木賈互通西南環(huán)線去往頂效方向的左轉(zhuǎn)彎匝道，路線首先下穿興義環(huán)城高速主線橋梁，然后沿主線西側(cè)山坡布線，最終通過加速車道與主線接順；汕昆高速去往互通收費站方向的左轉(zhuǎn)彎匝道，先設(shè)置橋梁上跨去往頂效方向的左轉(zhuǎn)彎匝道，接著路線一直下坡并下穿興義環(huán)城高速主線橋梁，最后與連接線接順；其他2條右轉(zhuǎn)彎匝道順應(yīng)地形分別與相應(yīng)的興義環(huán)城高速主線和匝道接順[7-8]，如圖5所示。匝道最小平面半徑R=60 m，最大縱坡4.0%，設(shè)計速度40 km/h，匝道路基寬度采用10.5 m的單向雙車道、16.5 m的對向雙車道和9 m的單向單車道，收費站規(guī)模4進(jìn)8出。匝道總長度2 232 m，匝道設(shè)置橋梁212 m/1座，占地216 978 m2，拆遷建筑物5 527 m2。

圖5 木賈互通平面布置

方案1木賈互通與興義西樞紐互通凈距大于 1 000 m，滿足設(shè)計規(guī)范相鄰互通的間距要求[9]。該方案采用樞紐互通和一般互通的組合方式，交通組織簡單，通行能力高，行車安全性好，樞紐互通平面標(biāo)準(zhǔn)高，但是原興義西互通匝道利用率低，投資造價稍高(57 605萬元)[10]。該方案收費站連接線與西南環(huán)線平面交叉，離原興義西互通與北環(huán)線(市政主干道)的平交口只有1.5 km，西南環(huán)線和北環(huán)線通過平交的形式無縫連接，符合周邊路網(wǎng)規(guī)劃的交通組織，有利于城市的發(fā)展。

3.2 方案2

方案2將興義西互通改造為復(fù)合式樞紐互通[10]。該復(fù)合式樞紐互通在既有興義西互通的基礎(chǔ)上增加和改擴(kuò)建了9條匝道，實現(xiàn)了興義環(huán)城高速與汕昆高速交通轉(zhuǎn)換的功能需要，保留了原興義西互通的收費站和連接線，服務(wù)于高速與地方道路的交通轉(zhuǎn)換，如圖6所示。

圖6 方案2平面布置

興義西復(fù)合式樞紐互通部分匝道利用了原興義西互通，其中昆明下高速方向匝道利用了既有匝道，貴陽下高速方向匝道則利用了原有匝道占地和跨線橋下穿汕昆高速，興義環(huán)城高速主線下高速方向匝道利用了部分既有匝道占地布線；收費站的位置不變，將收費站擴(kuò)建為4進(jìn)8出，連接線完全利用，與被交路興義北環(huán)線的平交口位置不變。方案2其他匝道完全新建，興義環(huán)城高速去往汕昆高速方向的左轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)置橋梁多次上跨交叉的匝道以及汕昆高速，右轉(zhuǎn)彎匝道則順接相應(yīng)轉(zhuǎn)向的匝道；汕昆高速去往興義環(huán)城高速方向的匝道從相應(yīng)流向匝道右側(cè)分流，然后并入興義環(huán)城高速；興義環(huán)城高速進(jìn)出收費站的2條匝道則通過回頭彎布線的方式繞行，平面標(biāo)準(zhǔn)低，多次與其他匝道立體交叉，通行能力差，如圖7所示。匝道最小平面半徑R=50 m，最大縱坡4.0%，設(shè)計速度40 km/h，匝道路基寬度采用標(biāo)準(zhǔn)和收費站規(guī)模與方案1保持一致。匝道總長度 7 839 m，匝道設(shè)置橋梁605 m/5座，占地211 045 m2，拆遷建筑物7 544 m2。

圖7 方案2興義西樞紐互通平面布置

該方案是一般互通與樞紐互通構(gòu)成的復(fù)合式立體交叉，投資造價較低(56 303萬元)，但是匝道平面指標(biāo)整體偏低，個別匝道繞行距離較長，匝道出、入口數(shù)量增加，且個別出、入口識別距離較短，增加了駕駛員的識別時間，交通組織復(fù)雜，影響樞紐互通式立體交叉流出、匯入交通的穩(wěn)定運行，不利于行車安全。因此，基于工程運營安全性考慮，建議從路網(wǎng)規(guī)劃階段應(yīng)盡量避免這種類型的復(fù)合式立體交叉[4]。

3.3 方案3

方案3將興義西互通改造為十字型樞紐互通。該互通兼有落地功能，解決了2條高速公路相互之間以及與地方道路的交通轉(zhuǎn)換功能需要，各匝道劃分比較明確，駕駛員易于識別，交通組織簡單，匝道收費站設(shè)置條件較好，如圖8所示。

圖8 方案3平面布置

興義西十字型樞紐互通匝道對原興義西互通的利用率較低，僅利用了原互通區(qū)域的占地，匝道以新建為主，收費站設(shè)置在汕昆高速以北平地。興義環(huán)城高速去往汕昆高速方向的左轉(zhuǎn)彎匝道設(shè)置橋梁多次跨越與其交叉的匝道和汕昆高速主線，右轉(zhuǎn)彎匝道并入相應(yīng)轉(zhuǎn)向匝道；汕昆高速去往興義環(huán)城高速方向的左轉(zhuǎn)彎匝道多次下穿與其交叉的匝道，然后利用原跨線橋下穿汕昆高速；興義環(huán)城高速上下高速方向匝道利用原收費站位置布線，然后設(shè)置橋梁上跨汕昆高速進(jìn)入新建收費站；汕昆高速進(jìn)出收費站方向的2條匝道全部為右轉(zhuǎn)彎匝道，如圖9所示。互通連接線接興義市北環(huán)線和省道S212，由于收費站與二者連接線路高差大，增加了長1.2 km、寬24 m的連接線。連接線與省道S212相接處，省道 S212前往興義城區(qū)方向平均縱坡7%以上，局部地段縱坡達(dá)10%，因此需對省道S212進(jìn)行改建，改建長度2.3 km；連接線與興義北環(huán)線相接處，同樣由于縱坡和平面線形的原因，需改建北環(huán)線長度1.1 km[11]。

該方案匝道最小平面半徑R=50 m，最大縱坡4.0%，設(shè)計速度40 km/h，匝道路基寬度采用標(biāo)準(zhǔn)和收費站規(guī)模與方案1保持一致。匝道總長度 9 530 m，匝道設(shè)置橋梁532 m/4座，占地229 310 m2，拆遷建筑物22 271 m2。新建收費站連接線和原興義西互通與北環(huán)線的平交口相距1.6 km，改造后的北環(huán)線和省道S212也能很好地銜接周邊路網(wǎng)，符合興義市整體路網(wǎng)規(guī)劃，但是方案3投資造價非常高(67 292萬元)。

圖9 方案3興義西樞紐互通平面布置

3.4 方案比較

為了確定興義西互通改造的最優(yōu)方案，從行車安全性、通行能力、工程投資、原互通利用率、互通與路網(wǎng)及城市規(guī)劃結(jié)合情況等方面對3個方案的優(yōu)缺點進(jìn)行分析比較[12-13]，見表1。

由表1可知，3個方案各有優(yōu)缺點，方案2工程投資低，但安全性差，不符合社會發(fā)展的需求；方案3樞紐互通功能明確，交通組織簡單，但較方案1工程規(guī)模太大。因此，綜合比較分析后，在工程投資適當(dāng)增加的情況下，方案1功能明確，通行能力高，行車安全性好，更加符合路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原則和地方發(fā)展需求，興義環(huán)城高速公路工程初步設(shè)計最終把方案1作為興義西立交改造的推薦方案，方案2和方案3作為比較方案。

表1 方案優(yōu)缺點分析對比[14-15]

4 結(jié)束語

本文比較詳細(xì)地探討了興義環(huán)城高速公路興義西立交改造的3種不同形式立交改造方案的優(yōu)缺點，經(jīng)綜合比較分析后得出最優(yōu)方案作為初設(shè)的推薦方案，為興義環(huán)城高速公路項目終點互通接線方案提供了決策支持，興義西立交改造設(shè)計思路可為類似工程提供參考。