G0512線成樂高速繞城樞紐互通立交方案研究

劉維維

摘要：G0512成都至樂山高速公路與成都繞城高速公路在武侯區(qū)交叉，需設(shè)置十字樞紐互通，并在繞城高速公路內(nèi)側(cè)設(shè)置主線收費(fèi)站。該互通交叉節(jié)點(diǎn)繞城高速公路與成綿樂高鐵平行，最近的節(jié)點(diǎn)距離填方坡腳僅5m，互通匝道布設(shè)受鐵路影響較大，交叉區(qū)域位于城市邊緣，受控因素多，方案布設(shè)難度大。文章結(jié)合成都繞城高速公路、成綿樂高鐵及周邊控制點(diǎn)布局，介紹了G0512成都至樂山高速公路與成都繞城樞紐互通式立交設(shè)計(jì)方案的比選研究過程。

關(guān)鍵詞：成樂高速公路;繞城高速公路;成綿樂高鐵;樞紐互通;方案比選

中圖分類號(hào)：U412.35⁺2.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.024

文章編號(hào)：1673-4874（2021）01-0084-06

0引言

成都至樂山高速公路（G0512）是《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年—2030年）》中重要的聯(lián)絡(luò)線之一，是連接成都與眉山、樂山兩市最為便捷的高速公路大通道，也是連接成都雙流機(jī)場(chǎng)的又一條快速通道。本項(xiàng)目在成都至青龍場(chǎng)段通過新建雙流機(jī)場(chǎng)第二高速公路形成復(fù)線，將有效提升G0512成都至樂山方向的交通承載能力，解決成樂高速公路周末、節(jié)假日因旅游交通量激增而產(chǎn)生的交通擁堵問題。

本項(xiàng)目在武侯區(qū)與成都繞城高速公路交叉，設(shè)置十字樞紐互通，實(shí)現(xiàn)與成都繞城高速的交通流轉(zhuǎn)換（見圖1）。

成樂高速公路設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h，全線采用雙向六車道，路基寬度為34.5m。

成都繞城高速公路設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h，雙向六車道，路基寬度為34.5m。

受成都市規(guī)劃控制，本項(xiàng)目繞城高速以內(nèi)沿成雙大道、新安大道布設(shè)高架，繞城高速公路以外沿西航港大道布設(shè)雙層高架，線位唯一。在交叉節(jié)點(diǎn)附近，受繞城高速公路與成綿樂高鐵距離較近、成都地鐵10號(hào)線、城市規(guī)劃等影響，互通方案受限嚴(yán)重。

1主要控制因素

本交叉節(jié)點(diǎn)主要控制性工程有：

（1）成都繞城高速公路

成都繞城高速公路，編號(hào)為G4201，又名成都四環(huán)路，全長(zhǎng)85km，雙向六車道，路基寬度為34.5m，是成都“環(huán)狀+放射形”公路網(wǎng)的重要組成部分。本項(xiàng)目擬采用上跨繞城高速公路設(shè)置樞紐互通方案，實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目與繞城高速公路之間交通流的轉(zhuǎn)換。

（2）成綿樂高鐵

成綿樂城際高鐵起于成都東站，向北經(jīng)廣漢北站、德陽(yáng)站、綿陽(yáng)站抵江油站，未來與西成高鐵相接可達(dá)西安;向南經(jīng)成都南站、雙流機(jī)場(chǎng)站、眉山東站、樂山站到達(dá)峨眉山站，未來與成貴高鐵相接可至貴陽(yáng)。2017年西成高鐵、2019年成貴高鐵相繼通車后，成綿樂城際鐵路將成為西安—貴陽(yáng)高鐵大動(dòng)脈的重要組成部分。

本項(xiàng)目現(xiàn)狀繞城高速公路、成綿樂高鐵交叉節(jié)點(diǎn)相距約96m，高鐵路基標(biāo)高比高速公路路基高約4.2m，交叉節(jié)點(diǎn)向東，繞城高速公路與成綿樂高鐵平行設(shè)置，均采用填方路基，最近點(diǎn)兩路基邊緣距離約22m，填方邊坡坡腳距離約5m。

（3）成都地鐵10號(hào)線

成都地鐵10號(hào)線為成都市第五條地鐵線路。一、二期工程串聯(lián)了主城紅牌樓商圈、雙流機(jī)場(chǎng)、雙流西客運(yùn)樞紐、勝利鎮(zhèn)、花源新城、花橋新城至新津城區(qū)，是成都市一條重要的樞紐連接線及外圍快線。路線總長(zhǎng)38.2km，設(shè)16個(gè)車站。一期工程的主要功能是機(jī)場(chǎng)線，從太平園站出發(fā)，到達(dá)雙流機(jī)場(chǎng)后分別在T1、T2航站樓設(shè)站。

受地鐵10號(hào)線影響，本項(xiàng)目從三環(huán)路至主線收費(fèi)站段（進(jìn)城連接線）已先期完成施工圖設(shè)計(jì)，該段高架橋基礎(chǔ)施工計(jì)劃與地鐵10號(hào)線盾構(gòu)施工同步進(jìn)行，避免高架橋基礎(chǔ)施工對(duì)地鐵的影響。

（4）成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店

在本項(xiàng)目K4+300處路線左側(cè)為成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店，該4S店為武侯區(qū)重點(diǎn)招商引資項(xiàng)目，占地面積約52000m²，拆遷難度大，對(duì)主線收費(fèi)站設(shè)置影響較大。

（5）高層建筑小區(qū)

在成雙大道、新安大道西側(cè)，現(xiàn)有高層建筑小區(qū)主要有時(shí)代錦繡、新苗新居、簇錦家園等。

本交叉節(jié)點(diǎn)主要控制條件見圖2。

2轉(zhuǎn)向交通量分析

根據(jù)工可報(bào)告，繞城樞紐互通預(yù)測(cè)年限2039年各方向轉(zhuǎn)向交通量為：成都往來接待寺樞紐方向16186pcu/d，成都往來白家場(chǎng)樞紐方向17606pcu/d，樂山往來接待寺樞紐方向15559pcu/d，樂山往來白家場(chǎng)樞紐方向16291pcu/d。根據(jù)工可報(bào)告，方向不均勻系數(shù)D 取51%，高峰小時(shí)系數(shù)K取9%，換算成高峰小時(shí)轉(zhuǎn)向交通量。（見圖3）

根據(jù)轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，本互通各方向轉(zhuǎn)向交通量比較均衡，主次分布不明顯，且單方向轉(zhuǎn)向交通量均能滿足單車道匝道通行能力要求。因此，互通方

案布設(shè)受轉(zhuǎn)向交通量影響較小，主要受區(qū)域地物影響。

3互通布設(shè)原則

（1）合理選擇互通型式，實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目與繞城高速公路之間交通流的快速轉(zhuǎn)換。

（2）結(jié)合繞城高速公路、成綿樂高鐵布局，確定合理、可行的高鐵節(jié)點(diǎn)交叉方案。

（3）選擇合理的互通方案，減少拆遷，避免占用繞城高速公路內(nèi)永久基本農(nóng)田。

（4）合理布設(shè)互通立交和主線收費(fèi)站，使轉(zhuǎn)向交通流順暢、便捷。

（5）注重轉(zhuǎn)向交通流順捷設(shè)計(jì)，保證節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向車輛快捷通行。

4互通方案擬定

在擬定的設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)上，結(jié)合控制因素，在繞城高速公路改線和不改線兩種條件下，分別進(jìn)行互通方案布設(shè)。

4.1繞城高速公路改線互通布設(shè)情況

在工可方案研究結(jié)論基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地物調(diào)查情況，布設(shè)5個(gè)方案進(jìn)行研究，具體布設(shè)如下：

（1）方案一：采用主線上跨繞城高速公路、成綿樂高鐵的“半定向+對(duì)稱雙環(huán)匝道”方案。該方案主要是減少本項(xiàng)目及繞城高速公路出口個(gè)數(shù)，減少流出車輛對(duì)主線行車的干擾。其中，右轉(zhuǎn)匝道均為定向匝道;樂山至接待寺立交方向和城內(nèi)至白家場(chǎng)樞紐方向兩條左轉(zhuǎn)彎匝道為環(huán)形匝道;其余左轉(zhuǎn)彎匝道為半定向匝道，匝道均上跨主線和被交路。

方案一受主線收費(fèi)站與互通立交間距影響（收費(fèi)站與匝道出口凈距≥600m，匝道入口與收費(fèi)站凈距≥200m），需拆遷文昌路與新安大道東北角成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店，政策處理難度大，無法實(shí)現(xiàn)。

（2）方案二：互通主體部分與方案一基本一致，采用“半定向+對(duì)稱雙環(huán)匝道”方案，基于避免對(duì)成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，將出口收費(fèi)一側(cè)向南移，匝道收費(fèi)與主線收費(fèi)分開設(shè)置，入口收費(fèi)一側(cè)維持原位置不變，收費(fèi)廣場(chǎng)錯(cuò)幅布置，避免對(duì)奔馳4S店的拆遷。

方案二雖然避開了對(duì)成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，但主線收費(fèi)站錯(cuò)幅布置，不利于機(jī)電設(shè)備布置和收費(fèi)場(chǎng)區(qū)管理，同時(shí)進(jìn)入收費(fèi)站一側(cè)布置在文昌路與新安大道交叉口，影響城市道路通行。

（3）方案三：互通主體部分與方案一基本一致，采用“半定向+對(duì)稱雙環(huán)匝道”方案，基于避免對(duì)成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，將收費(fèi)站整體向南移，收費(fèi)站完全避開奔馳4S店，由于收費(fèi)站更加靠近互通區(qū)，為了滿足規(guī)范對(duì)主線收費(fèi)站與互通立交間距（收費(fèi)站與匝道出口凈距2600m，匝道入口與收費(fèi)站凈距2200m）的要求，將匝道收費(fèi)站與主線收費(fèi)站分開設(shè)置。其中，由成都市區(qū)方向進(jìn)入繞城高速公路的兩條匝道單獨(dú)在主線收費(fèi)站右側(cè)設(shè)入口收費(fèi)亭;由繞城高速公路進(jìn)入成都市區(qū)方向的兩條匝道單獨(dú)在主線站左側(cè)設(shè)出口收費(fèi)亭。

方案三避開了對(duì)成都武侯華星錦業(yè)汽車銷售服務(wù)有限公司奔馳4S店的拆遷，收費(fèi)站與互通立交匝道復(fù)合式設(shè)置，將上下繞城高速匝道收費(fèi)站與主線收費(fèi)站分別布設(shè)，避免了匝道出入口與收費(fèi)站間距太小，不利于車輛出口識(shí)別的現(xiàn)象。同時(shí)，匝道收費(fèi)站與主線收費(fèi)站分開設(shè)置，避免了車輛在小范圍內(nèi)變道存在的安全隱患，有利于行車安全。

（4）方案四：方案四采用對(duì)稱雙環(huán)方案，其中接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道在西北象限布設(shè)，與成都市區(qū)至接待寺樞紐方向定向匝道、白家場(chǎng)樞紐至樂山方向半定向匝道平行布設(shè);成都市區(qū)至白家場(chǎng)樞紐方向左轉(zhuǎn)匝道和樂山至接待寺樞紐方向左轉(zhuǎn)匝道采用環(huán)形匝道;右轉(zhuǎn)匝道均采用定向匝道。

方案四中，接待寺至成都市區(qū)方向左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道，布置在西北象限，與成都市區(qū)至接待寺樞紐方向定向匝道、白家場(chǎng)樞紐至樂山方向半定向匝道平行布設(shè)，匝道需要同時(shí)上跨繞城高速公路和本項(xiàng)目主線，且交叉角度均較小（26°），跨越點(diǎn)橋梁跨徑較大（最小140m），橋梁工程規(guī)模大，技術(shù)難度高。本項(xiàng)目主線進(jìn)入成都市區(qū)方向和繞城高速公路往接待寺方向主線存在連續(xù)出口，不利于主線行車安全。同時(shí)，成都市區(qū)進(jìn)入繞城高速公路白家場(chǎng)樞紐方向匝道收費(fèi)站需并入主線收費(fèi)站考慮，存在交織運(yùn)行和車道變換，不利于主線車輛加速行駛。

（5）方案五：由于方案四接待寺至成都市區(qū)方向左轉(zhuǎn)匝道采用半定向匝道，布置在西北象限，與成都市區(qū)至接待寺樞紐方向定向匝道、白家場(chǎng)樞紐至樂山方向半定向匝道平行布設(shè)，匝道需要同時(shí)上跨繞城高速公路和本項(xiàng)目主線，匝道橋梁工程規(guī)模大，單孔跨徑約140m，為減少橋梁工程規(guī)模，降低超大跨徑橋梁技術(shù)難度，提出方案五，將接待寺至成都市區(qū)方向左轉(zhuǎn)匝道布設(shè)在西南象限，互通整體布局更加合理，為完全對(duì)稱的對(duì)角雙環(huán)變異苜蓿葉互通。

方案五相比方案四，減少了大跨徑小角度橋梁工程規(guī)模，但本項(xiàng)目主線進(jìn)入成都市區(qū)方向和繞城高速公路往接待寺方向主線存在連續(xù)出口，不利于主線行車安全。同時(shí)，成都市區(qū)進(jìn)入繞城高速公路白家場(chǎng)樞紐方向匝道收費(fèi)站需并入主線收費(fèi)站考慮，存在交織運(yùn)行和車道變換，不利于主線車輛加速行駛。

各方案優(yōu)缺點(diǎn)分析如表1所示。

經(jīng)綜合比選，在繞城高速公路改線情況下，繞城樞紐互通推薦采用方案三。該方案采用半定型+對(duì)稱雙環(huán)變異苜蓿葉方案，樂山至接待寺樞紐方向和城內(nèi)至白家場(chǎng)樞紐方向兩條左轉(zhuǎn)彎匝道為環(huán)形匝道;其余左轉(zhuǎn)彎匝道為半定向匝道，除接待寺立交至成都市區(qū)方向匝道下穿主線后上跨被交道路繞城高速公路夕卜，其余匝道均上跨主線和被交路。

主線收費(fèi)站與繞城樞紐互通復(fù)合設(shè)置，將主線直行收費(fèi)和匝道收費(fèi)分開設(shè)置，由成都市區(qū)方向進(jìn)入繞城高速公路的兩條匝道單獨(dú)在主線收費(fèi)站右側(cè)設(shè)入口收費(fèi)亭;由繞城高速公路進(jìn)入成都市區(qū)方向的兩條匝道單獨(dú)在主線收費(fèi)站左側(cè)設(shè)出口收費(fèi)亭。

本互通方案與成綿樂高鐵交叉一次，采用主線上跨成綿樂高鐵方案，上跨橋梁初擬采用2×80m混凝土T型鋼構(gòu)轉(zhuǎn)體施工。

4.2繞城高速公路不改線互通布設(shè)情況

方案一至方案五均為繞城高速公路改線的方案，改線長(zhǎng)度約為2.9km，改線估算造價(jià)約2億元。同時(shí)，繞城高速公路改線施工期間對(duì)通行影響較大，改線完成后原老路資源浪費(fèi)。因此，針對(duì)繞城高速公路不改線的情況下，提出3個(gè)互通方案進(jìn)行比選，各方

案情況如下。

4.2.1方案六

（1）繞城高速公路白家場(chǎng)樞紐至接待寺樞紐方向增設(shè)集散車道匝道，減少匝道頻繁流入流出對(duì)主線行車的干擾，同時(shí)，交織運(yùn)行在集散車道進(jìn)行，減少對(duì)主線行車的影響。

（2）接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道兩次上跨成綿樂高鐵，且交叉角度均較小，上跨橋梁跨徑較大，橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)難度大，施工困難，可實(shí)施性極差。因此，優(yōu)化接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道上跨成綿樂高鐵交叉角度。

方案六采用單側(cè)雙環(huán)變異苜蓿葉方案，布設(shè)在繞城高速公路和成綿樂高鐵平面距離較近處，互通共5次跨越成綿樂高鐵（主線1次，匝道4次），政策處理難度極大。另外，受交叉角度和展線長(zhǎng)度影響，接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道壓占濃園國(guó)際（國(guó)家畫院、四川美術(shù)創(chuàng)作基地），拆遷難度較大。

4.2.2方案七

由于方案六需5次跨越成綿樂高鐵，且壓占濃園國(guó)際，提出方案七，將繞城高速公路接待寺樞紐往成都市區(qū)方向匝道轉(zhuǎn)由西北象限。

方案七主線和匝道共3次跨越成綿樂高鐵（主線1次，匝道2次），政策處理難度依然較大，但比方案六好。另外，接待寺樞紐至成都市區(qū)方向半定向匝道布設(shè)在西北象限，避免了對(duì)濃園國(guó)際的壓占。

4.2.3方案八

采用雙T型互通方案，互通布設(shè)避開成綿樂高鐵所在的東南象限，互通主體布設(shè)在西北象限。

方案八采用雙T方案，互通主體位于西北象限，避免了匝道多次跨越成綿樂高鐵，僅需主線跨越1次，政策處理難度降低，但該互通方案存在以下問題：

（1）雙T連接段匝道存在交織運(yùn)行，且轉(zhuǎn)向交通量較大，行車存在安全隱患。同時(shí)，受周圍地物限制和需控制工程規(guī)模，交織段長(zhǎng)度不能滿足60km/h以上運(yùn)行速度要求，交織段運(yùn)行速度為40～55km/h，不利于高速公路之間交通流的快速轉(zhuǎn)換。

（2）轉(zhuǎn)向交通流繞行較遠(yuǎn)，尤其是右轉(zhuǎn)定向匝道均需右轉(zhuǎn)后左轉(zhuǎn)繞行。

（3）互通工程規(guī)模大。由于所有出入口匝道需承擔(dān)兩個(gè)方向轉(zhuǎn)向交通量，均需設(shè)置雙車道匝道出入口，造成主線加寬段落較長(zhǎng)。為盡量加長(zhǎng)交織段長(zhǎng)度，互通匝道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，匝道工程規(guī)模較大。

（4）受T型樞紐互通型式影響，互通占地規(guī)模較大，尤其是兩個(gè)T型互通合圍區(qū)域土地?zé)o法利用，造成土地資源浪費(fèi)。

各方案優(yōu)缺點(diǎn)分析如表2所示。

經(jīng)綜合比選，在繞城高速公路不改線的情況下，繞城樞紐互通推薦采用方案七。該方案采用“半定型+單側(cè)雙環(huán)變異苜蓿葉”方案，樂山方向與繞城高速公路轉(zhuǎn)換的兩個(gè)左轉(zhuǎn)匝道采用環(huán)形匝道;接待寺樞紐至成都市區(qū)方向和成都市區(qū)至繞城高速公路白家場(chǎng)樞紐方向采用半定向匝道，匝道均上跨主線和繞城高速公路，其中接待寺樞紐至成都市區(qū)方向匝道布設(shè)在西北象限;其余右轉(zhuǎn)匝道均為定向匝道;繞城高速公路白家場(chǎng)樞紐至接待寺樞紐方向增加集散車道匝道，避免主線段交織運(yùn)行。

主線收費(fèi)站與繞城樞紐互通復(fù)合設(shè)置，將主線直行收費(fèi)和匝道收費(fèi)分開設(shè)置，由成都市區(qū)方向進(jìn)入繞城高速公路的兩條匝道單獨(dú)在主線收費(fèi)站右側(cè)設(shè)入口收費(fèi)亭，由繞城高速公路進(jìn)入成都市區(qū)方向的兩條匝道單獨(dú)在主線收費(fèi)站左側(cè)設(shè)出口收費(fèi)亭。

本互通方案與成綿樂高鐵交叉3次，采用主線和匝道上跨成綿樂高鐵方案，上跨方案初擬兩個(gè)：

（1）方案一：成綿樂高鐵設(shè)框架防護(hù)，框架寬度初擬30m，防護(hù)長(zhǎng)度為700m，橋梁采用鋼混疊合梁，無特殊施工工藝。

（2）方案二：主線采用2×85m混凝土T型鋼構(gòu)轉(zhuǎn)體施工，匝道橋梁采用1×60m鋼混疊合梁頂推施工。

5互通方案比選（繞城改移與不改移方案比較）

初設(shè)階段，將方案三和方案七進(jìn)行同深度比選，詳細(xì)比較如表3所示。

（1）工程規(guī)模對(duì)比

估算造價(jià)分析可知，方案三主要工程規(guī)模估算比方案七高1.442億元，但由于方案七新增用地遠(yuǎn)大于方案三，征地拆遷費(fèi)用比方案三高0.82億元，總投資方案七比方案三低0.622億元。

（2）方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

方案三和方案七優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表4所示。

（3）成綿樂高鐵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案影響

針對(duì)本項(xiàng)目與成綿樂高鐵交叉節(jié)點(diǎn)，結(jié)合互通方案三和方案七，與成都鐵路局進(jìn)行對(duì)接，后經(jīng)專項(xiàng)審查，轉(zhuǎn)體施工方案最優(yōu)，頂推方案次之，框架方案不可行。

（4）比選結(jié)論

結(jié)合各控制因素、施工方案對(duì)比，方案三與方案七（高鐵節(jié)點(diǎn)橋梁轉(zhuǎn)體+頂推）進(jìn)行同深度比較，施工圖設(shè)計(jì)擬采用方案三進(jìn)行優(yōu)化。

6結(jié)語

本互通為城市周邊高度發(fā)達(dá)地區(qū)復(fù)雜樞紐立交的典型范例。隨著我國(guó)高速公路網(wǎng)的不斷完善，此類互通將越來越多，在設(shè)計(jì)中，以滿足轉(zhuǎn)向功能為目標(biāo)，結(jié)合工程可行性、經(jīng)濟(jì)性、政策處理難度進(jìn)行多方案比選將成為常態(tài)化設(shè)計(jì)，以便選出最優(yōu)方案。

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