機(jī)荷高速公路平湖互通式立交改擴(kuò)建方案研究

林頻頻，劉奕龍

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 深圳 518094）

1 工程概況

機(jī)荷高速公路（深圳機(jī)場(chǎng)至荷坳段），全長(zhǎng)44.31 km，雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速100 km/h，全線分布14座互通立交，平均間距3 km[1]。其作為深圳市二圈層?xùn)|西向唯一貫通的干線道路，承擔(dān)了深圳市內(nèi)組團(tuán)間的交通聯(lián)系功能和周邊路網(wǎng)交通的集散功能，同時(shí)機(jī)荷高速作為國(guó)家高速公路網(wǎng)中沈海高速（G15）的重要組成部分，承擔(dān)了深圳市東西向出入境、過(guò)境交通需求?？上攵?，機(jī)荷高速公路在深圳經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，擁堵時(shí)段也在不斷增加，高峰時(shí)段高速車速不足50 km/h，全天常發(fā)性擁堵時(shí)長(zhǎng)4～6 h，節(jié)假日擁堵10 h。對(duì)其改擴(kuò)建工程刻不待時(shí)，它的改造勢(shì)必加速深圳的發(fā)展。

機(jī)荷高速改擴(kuò)建工程將對(duì)通道進(jìn)行擴(kuò)容，新增及改造部分節(jié)點(diǎn)。即在既有高速的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)狀地面層路基進(jìn)行兩側(cè)拓寬改建，單側(cè)道路斷面采用：1 m（中央分隔帶）+0.75 m（路緣帶）+3.75 m×4（行車道）+3 m（硬路肩）+0.75 m（土路肩）的斷面形式，標(biāo)準(zhǔn)路基寬度41 m。立體層緊貼機(jī)荷高速既有地面層兩側(cè)布設(shè)，采取橋梁或隧道形式新建雙向八車道。地面層、立體層共同構(gòu)成機(jī)荷高速雙層復(fù)合高速通道，設(shè)計(jì)時(shí)速均為100 km/h。

改擴(kuò)建工程的實(shí)施將對(duì)沿線節(jié)點(diǎn)周邊路網(wǎng)造成沖擊，故需結(jié)合具體節(jié)點(diǎn)的周邊條件、交通量預(yù)測(cè)、建設(shè)可實(shí)施性的等限制因素，逐步對(duì)機(jī)荷高速沿線14座互通立交進(jìn)行改擴(kuò)建設(shè)計(jì)。

如圖1所示，機(jī)荷高速在深圳市龍崗區(qū)平湖街道上木古社區(qū)南側(cè)設(shè)置平湖互通式立交與平吉大道交叉，互通形式為雙喇叭，主要服務(wù)于上木古、新木社區(qū)范圍內(nèi)的工業(yè)區(qū)及周邊居民。機(jī)荷主線上跨平吉大道，匝道設(shè)計(jì)車速30～40 km/h，各轉(zhuǎn)向匝道均采用單向單車道。

圖1 平湖互通式立交位置路網(wǎng)圖

平湖互通是立交周邊城鎮(zhèn)化程度較高，路網(wǎng)較為成熟。東西向道路主要有坂李大道、機(jī)荷高速、水官高速等，南北向道路主要有清平高速、平吉大道、平安大道，平湖大街及丹平快速路等。

2 現(xiàn)狀分析及交通量預(yù)測(cè)

如圖2所示，平湖互通式立交現(xiàn)狀房屋建筑密集，周圍限制因素眾多，主要控制因素有地鐵10號(hào)線（運(yùn)營(yíng)）、110 kV李旭高壓線及變電站、有利康寶工業(yè)園、新木社區(qū)新園工業(yè)區(qū)、上木古社區(qū)工業(yè)園、黃牛湖水庫(kù)、平南鐵路、規(guī)劃寶富路以及既有機(jī)荷高速、平吉大道等現(xiàn)狀道路。

圖2 平湖互通式立交主要控制因素分布示意圖

被交路平吉大道采用城市主干道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，雙向六車道，設(shè)計(jì)速度60 km/h，兩側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道與人行道，通行情況良好。

結(jié)合調(diào)查資料可知，平湖互通擁堵的主要時(shí)間段為11:00～12:00、15:00～17:00，擁堵點(diǎn)為機(jī)荷高速公路平湖互通區(qū)雙向交通及收費(fèi)站進(jìn)口方向的轉(zhuǎn)向交通；平湖互通收費(fèi)站擁堵的主要原因是收費(fèi)廣場(chǎng)交織段較短，車流不能及時(shí)通過(guò)收費(fèi)廣場(chǎng)，造成擁堵。

隨著機(jī)荷高速地面層的6改8擴(kuò)建，未來(lái)機(jī)荷高速的交通量必將有一個(gè)新的提升，這將給本就擁堵的平湖互通帶來(lái)更多的交通問(wèn)題，故對(duì)平湖互通的改擴(kuò)建迫在眉睫。圖3所示為平湖互通2044年轉(zhuǎn)向交通量預(yù)測(cè)，圖中括號(hào)外數(shù)字為年平均日交通量，單位：pcu/d；括號(hào)內(nèi)數(shù)字為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量，單位：pcu/h。

圖3 平湖互通2044年交通量預(yù)測(cè)圖

據(jù)交通量預(yù)測(cè)，平湖互通2044年主交通量流方向?yàn)椴技禉C(jī)場(chǎng)，最大交通量為機(jī)場(chǎng)往布吉方向：6 215 pcu/d（497 pcu/h）。

3 方案設(shè)計(jì)

由圖3可知，最大交通量為機(jī)場(chǎng)往布吉方向，而現(xiàn)狀機(jī)荷高速平湖互通主交通流方向采用環(huán)圈匝道（見(jiàn)圖4），次交通流方向采用外轉(zhuǎn)彎環(huán)形匝道，轉(zhuǎn)向交通量適應(yīng)性差，并且兩個(gè)左轉(zhuǎn)彎出口匝道均采用環(huán)形匝道，行車安全性差，故在互通改造中需要整體升級(jí)改造。

圖4 既有平湖互通位置示意圖

同時(shí)主線側(cè)平湖互通立交主匝道縱坡超過(guò)4.5%，且進(jìn)出收費(fèi)廣場(chǎng)的交織距離太短，不利于行車安全。該互通匝道均為7.5 m單車道斷面，硬路肩的寬度為1.5 m（條件受限時(shí)采用值）[2]，不利于緊急救援通行和日常養(yǎng)護(hù)作業(yè)，故在機(jī)荷高速改擴(kuò)建工程中進(jìn)行擴(kuò)容改造。

在平湖互通的設(shè)計(jì)研究中，提出解決遠(yuǎn)期采用“自由流收費(fèi)”模式下收費(fèi)廣場(chǎng)段交織問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)機(jī)荷高速與平吉大道之間的交通轉(zhuǎn)換，又考慮立體層主線荷坳段采用隧道，結(jié)合機(jī)荷高速全線及“一接二”大型樞紐互通式立交布設(shè)位置，在平湖互通內(nèi)增設(shè)一對(duì)上下匝道（同時(shí)在機(jī)荷高速機(jī)場(chǎng)方向秀峰互通處設(shè)置一對(duì)上下匝道，與平湖互通構(gòu)成一組上下匝道）滿足該片區(qū)域地面層與立體層之間的交通轉(zhuǎn)換需求。

本項(xiàng)目在不考慮增設(shè)上下匝道時(shí)，最初提出4個(gè)改造方案分別為：①雙喇叭方案；②T形+喇叭形方案；③變異T+T方案；④對(duì)角環(huán)圈苜蓿葉形方案（見(jiàn)圖5）。經(jīng)過(guò)分析論證及專家業(yè)主意見(jiàn)，認(rèn)為③變異T+T方案與④對(duì)角環(huán)圈苜蓿葉形方案占地及拆遷較大，實(shí)施難度大；①B形雙喇叭方案交通適應(yīng)性較差，不利于遠(yuǎn)期發(fā)展，故將不采用①③④方案。同時(shí)鑒于被交路側(cè)轉(zhuǎn)向交通量不大，且改造拆遷規(guī)模大，施工保通困難，故本項(xiàng)目近期維持現(xiàn)狀。則本項(xiàng)目將研究②T形+喇叭形方案與上下匝道相結(jié)合，提出兩個(gè)方案進(jìn)行比選。

圖5 平湖互通最初方案比選圖

3.1 方案一（T形+B形喇叭形方案）

該方案對(duì)主線側(cè)的匝道部分采用B形喇叭改為T(mén)形互通形式進(jìn)行改造，被交路側(cè)維持現(xiàn)狀。立體層和地面層新建2條上下連接匝道，實(shí)現(xiàn)東往西方向車流下機(jī)荷立體層以及西往東方向車流上立體層的交通轉(zhuǎn)換和立交自身的交通轉(zhuǎn)換需求（見(jiàn)圖6）。

圖6 平湖互通方案一

3.2 方案二（T形+B形喇叭形調(diào)整方案）

在方案一的基礎(chǔ)上，將西→北、北→東匝道下穿主線地面層調(diào)整為上跨主線地面層；西→南、北方向匝道線位往北側(cè)偏移約10 m；鑒于西→南方向轉(zhuǎn)向交通量不大，西→南匝道由初步設(shè)計(jì)階段的新建改為遠(yuǎn)期預(yù)留，采用遠(yuǎn)期自由流收費(fèi)模式（見(jiàn)圖7）。

圖7 平湖互通方案二

4 方案比選

平湖互通從開(kāi)始的僅考慮改造既有喇叭互通的4個(gè)方案，再到逐步根據(jù)機(jī)荷高速上下層需求在此增設(shè)兩條上下匝道，層層遞進(jìn)，深入研究，綜合比選。

前期雙喇叭方案、T+喇叭方案、雙T方案、對(duì)角環(huán)圈苜蓿葉方案，受占地拆遷、項(xiàng)目規(guī)模、遠(yuǎn)期規(guī)劃及“自由流收費(fèi)”模式等因素影響，最終確定選用T+喇叭方案繼續(xù)研究，舍棄其他3種類型。后期根據(jù)總體方案需要，增設(shè)上下匝道，經(jīng)過(guò)方案研究、數(shù)次專業(yè)評(píng)審及相關(guān)會(huì)議研究，結(jié)合地方意見(jiàn)，最終確定對(duì)上述兩個(gè)方案進(jìn)行比選（見(jiàn)表1）。

表1 方案比選表

經(jīng)仿真評(píng)估，平湖互通方案二整體服務(wù)水平良好，交通運(yùn)行順暢，能有效緩解交通擁堵情況，通過(guò)對(duì)被交路的通行能力分析，平吉大道的通行能力也滿足遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)。

本項(xiàng)目綜合比選后，推薦T形+B形喇叭形（調(diào)整）方案二。既解決了目前收費(fèi)站車輛交織段過(guò)短的問(wèn)題，考慮遠(yuǎn)期“自由流收費(fèi)”模式，改主匝道下穿為上跨主線減小項(xiàng)目土方數(shù)量，又結(jié)合機(jī)荷高速地面層、立體層總體方案增設(shè)上下匝道，完善路網(wǎng)整體布局，更好的服務(wù)該片區(qū)。但是后期該方案對(duì)標(biāo)志標(biāo)線交通設(shè)施的要求較高，需要加強(qiáng)標(biāo)志指路、標(biāo)線引導(dǎo)，降低和避免車輛誤行以及誤行后駕駛員因心理猶豫而實(shí)施減速、急停等行為造成事故的發(fā)生[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著城鎮(zhèn)化的步伐愈來(lái)愈快，城鎮(zhèn)周邊的高速公路的改擴(kuò)建或市政化必將成為未來(lái)一段時(shí)間的發(fā)展方向，其中互通立交的改造將是其重要一環(huán)?；ネㄊ搅⒔桓臄U(kuò)建設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面分析，綜合考量。不可只追求部分指標(biāo)而忽視方案整體協(xié)調(diào)性，需結(jié)合路網(wǎng)功能、交通量預(yù)測(cè)、保通可行性、征遷利舊、規(guī)模造價(jià)等方面綜合考慮，以確保項(xiàng)目建成后的平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)。

本文為機(jī)荷高速平湖互通式立交方案研究過(guò)程的系統(tǒng)性總結(jié)，可為城市喇叭形、T形互通立交的擴(kuò)容改造方案的研究提供參考和啟發(fā)。