高速公路T形樞紐互通改擴(kuò)建設(shè)計(jì)分析

黃濤

(中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司， 湖北 武漢 430060)

隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，區(qū)域高速公路網(wǎng)不斷加密，需打通高速公路之間的斷頭路，實(shí)現(xiàn)高速公路之間的縱、橫向連接，前期規(guī)劃建設(shè)的T形樞紐互通已不能滿足高速公路網(wǎng)延伸的功能需求，急需進(jìn)行改擴(kuò)建。運(yùn)營中的高速公路T形樞紐互通改擴(kuò)建設(shè)計(jì)較復(fù)雜，需充分考慮既有工程的合理利用、現(xiàn)狀高速公路的保通及改擴(kuò)建過程中的施工組織等，如何設(shè)計(jì)既滿足技術(shù)規(guī)范要求，又綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)合理、安全可行的改擴(kuò)建方案，是T形樞紐互通改擴(kuò)建的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 T形樞紐互通改擴(kuò)建設(shè)計(jì)要點(diǎn)

T形樞紐互通改擴(kuò)建是對現(xiàn)狀互通功能的完善，主要改造為十字形樞紐互通，以實(shí)現(xiàn)高速公路網(wǎng)的延伸。改擴(kuò)建設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：

(1) 完善功能，無縫銜接。優(yōu)先考慮在原址進(jìn)行T形樞紐互通改擴(kuò)建，避免異位改建或另外新建一個T形樞紐互通形成復(fù)合型樞紐互通。T形樞紐互通原位改建為十字形樞紐互通，不僅可使2條高速公路的功能得以完善，同時(shí)可做到無縫銜接，形成連續(xù)的交通車流流線，大大提高高速公路網(wǎng)的通行效率。十字形樞紐互通能實(shí)現(xiàn)8個方向的不間斷車流互通，保證高速公路的高效運(yùn)營。

(2) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)滿足要求。中國高速公路建設(shè)起步較晚，大部分需改建的互通均建成不久，因路網(wǎng)加密或功能需求變化而進(jìn)行改造。樞紐互通改擴(kuò)建設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分利用地形和現(xiàn)有形狀，合理選用技術(shù)指標(biāo)，不追求高指標(biāo)，盡量控制工程規(guī)模，減少占地，降低工程造價(jià)。對于部分交通量較小的匝道，可采用低標(biāo)準(zhǔn)的小半徑內(nèi)環(huán)匝道，不必追求高指標(biāo)的半定向匝道。對于交通量小、地形和地質(zhì)條件復(fù)雜多變的山區(qū)高速公路，在滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，可采用低標(biāo)準(zhǔn)線形，以減少高填深挖、橋隧構(gòu)造物段落，控制工程規(guī)模，減小工程造價(jià)。

(3) 合理利用既有工程。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和人們認(rèn)識水平的提高，工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)已由最初的以控制工程規(guī)模為主轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行的可持續(xù)設(shè)計(jì)。對于通車不久的T形樞紐互通，特別是現(xiàn)狀互通中的橋梁部分，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行合理改造設(shè)計(jì)，盡可能利用現(xiàn)有工程，避免工程建設(shè)浪費(fèi)。

(4) 保通方案安全可行。樞紐互通改造中不可避免地會對2條交叉高速公路及已建成匝道進(jìn)行變動?，F(xiàn)有高速公路及互通立交已投入使用，互通改擴(kuò)建過程中應(yīng)做好保通設(shè)計(jì)，并制訂合理的施工組織方案，確保不中斷交通和運(yùn)營安全。保通方案是T形樞紐互通改造為十字形樞紐互通中的重點(diǎn)。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工程概況

上饒東樞紐互通位于江西省上饒市信州區(qū)，是德上(德興—上饒)、滬昆(上?！ッ?高速公路交叉的樞紐互通，為T形互通(見圖1)。德上高速公路采用設(shè)計(jì)速度80 km/h、路基寬度21.5 m的雙向四車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滬昆高速公路采用設(shè)計(jì)速度100 km/h、路基寬度41 m的雙向八車道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(同期改擴(kuò)建實(shí)施)。由于上浦(上饒—浦城)高速公路(江西段)的建設(shè)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)中將德上高速公路往東南方向延伸至福建省南平市浦城縣，接上浦高速公路(福建段)，需將現(xiàn)有上饒東T形樞紐互通改造為十字形樞紐互通。

圖1 上饒東樞紐互通現(xiàn)狀

2.2 交通量預(yù)測

上饒東樞紐互通交通量預(yù)測結(jié)果見圖2。由圖2可知：主流交通量為昆明往返德興和浦城方向，其中昆明往返德興方向的小時(shí)交通量為593 pcu/h，昆明往返浦城方向的小時(shí)交通量為587 pcu/h。上海往返德興和浦城方向的小時(shí)交通量分別為135 pcu/h、304 pcu/h，交通量偏小。

括號外為日交通量(pcu/d)，括號內(nèi)為小時(shí)交通量(pcu/h)

2.3 地形、地物及控制因素

上饒東樞紐互通所在區(qū)域?yàn)榍鹆甑孛玻瑲埱鹕巾?，山頂渾圓，起伏較緩。崗丘頂偶見紅砂巖出露，坡腳地表多生松樹及矮小灌木、雜樹，地形起伏不很大,地面標(biāo)高為77～130 m，視野十分開闊。附近村落分布分散，人口較稀疏，交通十分便利。路線所跨區(qū)域?yàn)榈蛵徢鸬孛?，崗地坡面穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象，處于自然穩(wěn)定狀態(tài)。西南方向?yàn)樾⌒退畮臁?/p>

工程控制因素主要為已實(shí)施的路基和橋梁，改擴(kuò)建中需充分利用現(xiàn)狀路基和橋梁及跨徑，B、C匝道上跨滬昆高速公路，并為上浦高速公路預(yù)留下穿空間。

2.4 互通改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案

上饒東樞紐互通為德上、上浦與滬昆高速公路相交而設(shè)置的互通，為二期工程，一期工程A、B、C、D匝道(見圖1)已與德上高速公路同期建成通車。為避免重復(fù)建設(shè)，滬昆高速公路改擴(kuò)建中將互通路段滬昆高速公路“四改八”工程同期實(shí)施。根據(jù)地形、交通量分布、原有互通設(shè)置及保通方案等，確定上浦主線下穿被交路滬昆高速公路。根據(jù)交通量預(yù)測，昆明往返浦城方向、昆明往返德興方向?yàn)橹鹘煌飨?，采用半定向匝道。考慮到浦城往昆明方向設(shè)置半定向匝道需上跨滬昆高速公路和A匝道，橋梁規(guī)模較大，結(jié)合互通整體布置，采用內(nèi)環(huán)匝道。綜上，確定采用圖3所示單環(huán)式變形苜蓿葉形樞紐互通方案。

圖3 上饒東樞紐互通改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案

為充分利用現(xiàn)狀互通匝道，減小工程規(guī)模和社會影響，匝道設(shè)計(jì)如下：1) 因滬昆高速公路拓寬，A匝道終點(diǎn)接滬昆高速段調(diào)整。2) B匝道跨滬昆高速公路，平曲線半徑為150 m，滬昆高速公路拓寬后，橋梁存在較大安全隱患。因此，調(diào)整B匝道跨滬昆高速公路位置的平曲線半徑，以滿足跨滬昆高速公路拓寬后的橋梁要求，同時(shí)B匝道終點(diǎn)接滬昆高速公路調(diào)整。3) 因滬昆高速公路拓寬，C匝道跨滬昆高速公路的平曲線半徑為250 m，C匝道僅調(diào)整起點(diǎn)接滬昆高速段即可。這樣可充分利用C匝道2座橋梁，對跨滬昆高速公路橋加寬跨徑。4) 因滬昆高速公路拓寬，D匝道起點(diǎn)接滬昆高速段調(diào)整。5) 一期工程中，C匝道已為E匝道下穿預(yù)留橋梁，考慮到滬昆高速公路開挖路基施工橋梁，E匝道設(shè)計(jì)為下穿C匝道，后上跨上浦高速公路，再分別下穿滬昆高速公路、C匝道和B匝道，最后同上浦高速公路合流。6) F匝道設(shè)計(jì)為單環(huán)，充分利用上浦、滬昆高速公路和B、C匝道圍起來的空間，依次下穿B匝道、C匝道和滬昆高速公路，最后與滬昆高速公路合流。7) G匝道由C匝道分出，右轉(zhuǎn)與E匝道合流。8) H匝道由F匝道分出，下穿B匝道后右轉(zhuǎn)與滬昆高速公路合流。

2.5 交通組織及保通方案

上饒東樞紐互通改擴(kuò)建涉及滬昆高速公路改擴(kuò)建，需保證滬昆高速公路的暢通。梨溫(梨園—溫家圳)段作為滬昆高速公路江西省境內(nèi)的重要路段，是橫貫江西的東西向大通道，日行交通量較大，施工期間的交通組織難度非常大?；ネǜ臄U(kuò)建施工期間，滬昆高速公路直行交通應(yīng)保證主線雙向四車道通行要求，互通區(qū)的轉(zhuǎn)換交通可利用現(xiàn)狀匝道、臨時(shí)保通道路進(jìn)行，逐步過渡到新建匝道建成。為保證互通修建期間德上、滬昆高速公路的通暢，互通改擴(kuò)建分4個階段進(jìn)行，針對每個階段制訂交通組織和保通方案。

(1) 第一階段：改造滬昆高速公路4個出入口，采用半邊施工的方法。1) 建設(shè)A匝道入口(陰影部分)，改造滬昆高速公路昆明側(cè)入口。2) 建設(shè)C匝道出口(陰影部分)，改造滬昆高速公路昆明側(cè)出口。3) 建設(shè)D匝道出口(陰影部分)，改造滬昆高速公路上海側(cè)出口。4) 建設(shè)B匝道入口(陰影部分)，改造滬昆高速公路上海側(cè)入口(見圖4)。

圖4 第一階段保通方案

(2) 第二階段：滬昆主線保通。1) 滬昆跨線橋施工，南側(cè)暫加寬成四車道路基，用南側(cè)四車道保通，施工北側(cè)橋梁。2) 北側(cè)橋梁施工完成后，用北側(cè)四車道保通，施工南側(cè)橋梁。3) 建設(shè)上浦高速公路主線起點(diǎn)至滬昆高速公路南側(cè)段，打通上浦高速公路下穿滬昆高速路段(見圖5)。

圖5 第二階段保通方案

(3) 第三階段：C匝道保通。1) 建設(shè)滬昆高速公路“四改八”路基部分。2) 修建臨時(shí)保通道路連接C匝道和上浦高速公路主線的左幅。3) 上浦高速公路主線下穿滬昆段通車后，C匝道實(shí)現(xiàn)分流，施工C匝道跨E匝道、跨滬昆高速公路橋梁(見圖6)。

圖6 第三階段保通方案

(4) 第四階段：B匝道保通。1) 修建臨時(shí)保通道路連接上浦高速公路主線右幅和現(xiàn)狀匝道，實(shí)現(xiàn)B匝道分流。2) 拆除現(xiàn)狀B匝道跨滬昆高速公路的橋梁，施工B匝道橋梁和滬昆高速公路下穿B匝道、C匝道段“四改八”路基。3) B匝道新建段完工并實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有匝道的銜接后，B匝道通車，拆除B匝道與上浦高速公路主線連接的臨時(shí)保通道路(見圖7)。

圖7 第四階段保通方案

3 結(jié)語

高速公路樞紐互通改擴(kuò)建工程越來越多，施工期間不封路的要求對樞紐互通改擴(kuò)建帶來了挑戰(zhàn)，如何保證施工期間現(xiàn)狀互通匝道的最大化利用和施工期間的交通順暢、安全是建設(shè)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。該文針對高速公路T形樞紐互通改擴(kuò)建，結(jié)合實(shí)際工程，研究經(jīng)濟(jì)合理、安全可行的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)方案、交通組織和保通方案，為類似工程的改擴(kuò)建設(shè)計(jì)提供參考。