板侖樞紐互通方案的綜合研究與比選

王輝 陳勇

摘要 高速公路互通方案的確定是一個(gè)復(fù)雜的過程，文章以板侖樞紐互通為例，綜合考慮功能、地形、地質(zhì)、被接道路情況、規(guī)劃、工程規(guī)模、美觀、使用性、施工風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)成本及安全等各方面因素，做了不同形式的互通方案比選，最后推薦了互通采取的形式。通過該文的研究推薦了一個(gè)相對(duì)完美的板侖樞紐互通方案，為高速公路樞紐互通的設(shè)計(jì)提供了案例參考，擴(kuò)寬了互通方案設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞 高速公路；樞紐互通；方案研究與比選

中圖分類號(hào) U412.352.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）09-0038-03

0 引言

近年來，我國(guó)高速公路事業(yè)快速發(fā)展，其中互通工程的建設(shè)是高速公路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。高質(zhì)量的互通建設(shè)離不開高質(zhì)量的互通方案設(shè)計(jì)，而互通方案的選擇受各種各樣的因素影響。影響互通方案的主要因素有交通量、城鎮(zhèn)規(guī)劃、基本農(nóng)田、生態(tài)紅線、區(qū)域地質(zhì)情況等建設(shè)條件[1]。關(guān)于如何確定互通方案和選定互通形式，國(guó)內(nèi)道路工作者做了大量的工作[2-5]。該文通過實(shí)際案例綜合研究分析了板侖樞紐互通方案，最后給出了推薦方案，同時(shí)為高速公路樞紐互通的設(shè)計(jì)提供了案例參考，擴(kuò)寬了互通方案設(shè)計(jì)思路，促進(jìn)了我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展。

1 項(xiàng)目概況

云南省高速公路網(wǎng)西疇至富寧高速公路（以下簡(jiǎn)稱“該項(xiàng)目”）位于云南省東南部文山州境內(nèi)，路線自西向東途經(jīng)文山州西疇縣、麻栗坡縣和富寧縣。該項(xiàng)目屬于沿邊高速的一段，同時(shí)也是《云南省縣域高速公路“互聯(lián)互通”工程實(shí)施方案》中的一段。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)速80? km/h，路基寬度25.5 m，雙向四車道。

板侖樞紐互通（以下簡(jiǎn)稱“該互通”）布設(shè)于該項(xiàng)目終點(diǎn)板侖鄉(xiāng)南側(cè)各個(gè)同村附近，主要為該項(xiàng)目與富寧至那坡高速公路（以下簡(jiǎn)稱：富那高速）交通轉(zhuǎn)換銜接而設(shè)，富那高速設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h，路基寬24.5 m，已建成通車。

根據(jù)圖1交通量預(yù)測(cè)，到2044年，主交通流為西疇往返那坡方向，設(shè)計(jì)交通量1 039 pcu/h，次交通流為西疇往返富寧方向設(shè)計(jì)交通量為959 pcu/h。

2 互通方案綜合研究

結(jié)合建設(shè)條件及工程規(guī)模，該互通與富那高速在既有橋梁（富那高速－板侖2號(hào)大橋）處相交。根據(jù)交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合互通區(qū)地形和既有富那高速情況，布設(shè)了兩個(gè)A形單喇叭、一個(gè)單T樞紐和兩個(gè)Y形樞紐共五個(gè)互通方案進(jìn)行比選，具體情況如下：

2.1 方案一：A形單喇叭

考慮該互通距離富那高速原有板侖落地互通距離較近，如做成復(fù)合式互通對(duì)富那高速影響較大，需對(duì)板侖1號(hào)大橋做全拼寬處理，施工困難費(fèi)用高，且施工組織復(fù)雜。但互通區(qū)右側(cè)山體較高，為降低工程規(guī)模，在保證互通凈距的情況下互通方案盡可能向左側(cè)，即富寧方向移動(dòng)。

該方案A匝道下穿富那高速（AK0+315.649=富那K7+551.250），交叉角度78°18′07″，直連式匝道設(shè)計(jì)速度60 km/h，其余匝道設(shè)計(jì)速度為40 km/h，單車道匝道路基寬9.0 m，采用單車道單出入口形式；超車所需單向雙車道路基寬度采用10.5 m，采用雙車道單出入口形式。圓曲線最小半徑60 m，最大縱坡4.0%。該項(xiàng)目可通過富那高速板侖互通（凈距650 m）落地服務(wù)板侖鄉(xiāng)及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

在滿足互通凈距的情況下，該互通C匝道（西疇至那坡方向）存在9級(jí)挖方，工程風(fēng)險(xiǎn)較大，對(duì)既有高速影響較大，同時(shí)需要拼寬板侖1號(hào)大橋2跨，故該方案僅作論證，方案如圖2所示。

2.2 方案二：A形單喇叭（匝C布設(shè)隧道）

為保證互通凈距以及合適的跨線條件，同時(shí)可取消C匝9級(jí)高挖方，將方案一中的C匝道采用隧道的方式穿越右側(cè)山體。該方案有效解決了C匝高挖方問題。但是該方案拆遷工程量較大，且同樣需拼寬板侖1號(hào)大橋2跨，增加一座隧道，方案見圖3。

2.3 方案三：Y形方案

為了減少拆遷工程量，降低對(duì)居民區(qū)及板侖1號(hào)大橋的影響，研究了新的互通方案形式，Y形方案。

新方案C匝道（西疇至那坡方向）仍采用隧道的方式穿越右側(cè)山體，以保證兩互通的凈距。B匝道（那坡至西疇方向）于BK0+624.873處上跨富那高速（富那K7+537.244），A、D匝道（西疇往返富寧方向）利用富那高速既有板侖落地互通連接線（L線），完成交通轉(zhuǎn)換。直連式匝道設(shè)計(jì)速度60 km/h，其余匝道為40 km/h，單車道匝道路基寬9.0 m，超車所需單向雙車道路基寬度采用10.5 m。圓曲線最小半徑120 m，最大縱坡4.0%。該項(xiàng)目不能通過富那高速板侖互通落地服務(wù)板侖鄉(xiāng)及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，功能稍有缺失，方案見圖4。

Y形方案跟單喇叭方案一相比，降低了對(duì)富那高速既有橋梁的影響，減少拆遷量10 172 m2，但匝道長(zhǎng)度增加3 016.196 m，增加1 081 m橋，基本農(nóng)田占地增加，且不能利用原板侖落地互通完成西疇至富寧方向的落地功能，只能借助該項(xiàng)目玉沙互通完成該功能，繞行較遠(yuǎn)。綜合考慮工程規(guī)模及互通使用功能，故該方案僅作論證。

2.4 方案四：?jiǎn)蜹形方案

為了降低對(duì)居民區(qū)的影響，同時(shí)取消隧道，考慮富那高速由K5+560至K7+810采用2.3%的上坡，K7+810至K8+780采用3.5%的上坡，該互通方案A匝道（西疇至富寧方向）于AK1+482.170處利用富那高速既有橋梁（板侖2號(hào)大橋）下穿富那高速（交叉樁號(hào)K7+519.572），交叉角度88°03′01″，互通B匝道（那坡至西疇方向）于BK0+527.273處采用新建橋梁上跨富那高速（交叉樁號(hào)K7+454.861），交叉角度70°06′48″。匝道設(shè)計(jì)速度采用60 km/h，路基寬10.5 m、9 m，均采用直連或半直連式，最小半徑120 m，最大縱坡3.925%。為減少對(duì)居民區(qū)的影響匝道盡可能貼近主線，考慮匝C右側(cè)（那坡方向）山體較高，不易對(duì)其進(jìn)行開挖，即互通不具有向那坡方移動(dòng)的條件，致使該互通不能保證與既有板侖落地互通的凈距要求，故該方案采用對(duì)富那高速左右兩側(cè)拼寬的方式對(duì)互通做復(fù)合式設(shè)計(jì)。該方案需兩側(cè)拼寬板侖1號(hào)大橋（17×40 mT梁，最大墩高67 m左右），此外受右側(cè)山體影響，匝C右側(cè)存在9級(jí)高挖方邊坡，方案見圖5。

該方案雖然取消了隧道，降低了對(duì)居民區(qū)的影響，但施工難度較大，存在一定的工程風(fēng)險(xiǎn)，且保暢困難，對(duì)既有高速影響較大，故該方案僅作論證。

2.5 方案五：Y形+改建方案

方案三Y形方案利用原板侖互通存在嚴(yán)重交織，且路線指標(biāo)較低的問題，故考慮對(duì)原板侖互通進(jìn)行了改建。因原互通右側(cè)山體較高，左側(cè)電網(wǎng)密集，建設(shè)條件復(fù)雜，原地改建困難，考慮做變異設(shè)計(jì)。

為了取消匝道隧道同時(shí)控制挖方高度，降低對(duì)居民區(qū)的影響，匝B和匝C（西疇那坡方向）向富寧方向移動(dòng)約300 m。封閉原板侖互通往返板侖與那坡方向的進(jìn)出口，改由板侖樞紐匝B、匝C與新建板侖落地匝E、匝F及匝G共同實(shí)現(xiàn)高速公路西疇往返那坡方向的交通轉(zhuǎn)換和板侖往返那坡方向的落地功能，同時(shí)對(duì)板侖往返富寧方向的路線技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了升級(jí)。由板侖樞紐匝A、匝D與新建板侖落地匝H及原板侖落地匝L，共同實(shí)現(xiàn)高速公路西疇往返富寧方向的交通轉(zhuǎn)換和板侖往返富寧方向的落地功能。匝道設(shè)計(jì)速度采用40 km/h、60 km/h，路基寬10.5 m、9 m，圓曲線最小半徑50 m，最大縱坡4%，方案見圖6。

該方案對(duì)居民區(qū)影響較小，改善了既有板侖落地互通的交織情況，提高了其技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)取消了隧道工程。但該方案匝道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，占用基本農(nóng)田，存在較多報(bào)廢工程，對(duì)既有高速影響較大，保暢困難，工程規(guī)模較大，繞行較遠(yuǎn)，且該項(xiàng)目主線在終點(diǎn)不能利用既有富那高速板侖落地互通服務(wù)板侖鄉(xiāng)，故該方案僅作論證。

3 互通方案綜合比選及結(jié)論

通過對(duì)五個(gè)方案的綜合比較分析可知：

（1）方案一工程風(fēng)險(xiǎn)較大，對(duì)既有高速影響較大，同時(shí)需要拼寬板侖1號(hào)大橋2跨，故該方案僅作論證。

（2）方案三和方案一相比，降低了對(duì)富那高速既有橋梁的影響，減少拆遷量10 172 m2，但匝道長(zhǎng)度增加3 016.196 m，增加1 081 m橋，基本農(nóng)田占地增加，且不能利用原板侖落地互通完成西疇至富寧方向的落地功能，只能借助該項(xiàng)目玉沙互通完成該功能，繞行較遠(yuǎn)。綜合考慮工程規(guī)模及互通使用功能，故該方案僅作論證。

（3）方案四雖然取消了隧道，降低了對(duì)居民區(qū)的影響，但施工難度較大，存在一定的工程風(fēng)險(xiǎn)，且保暢困難，對(duì)既有高速影響較大，故該方案僅作論證。

（4）方案五對(duì)居民區(qū)影響較小，改善了既有板侖落地互通的交織情況，提高了其技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)取消了隧道工程。但該方案匝道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，占用基本農(nóng)田，存在較多報(bào)廢工程，對(duì)既有高速影響較大，保暢困難，工程規(guī)模較大，繞行較遠(yuǎn)，且該項(xiàng)目主線在終點(diǎn)不能利用既有富那高速板侖落地互通服務(wù)板侖鄉(xiāng)，故該方案僅作論證。

綜合分析可知雖然方案二對(duì)居民區(qū)影響較大，且存在隧道工程，但匝道長(zhǎng)度短，占用基本農(nóng)田少，對(duì)既有高速影響相對(duì)較小，工程規(guī)模相對(duì)較小，工程風(fēng)險(xiǎn)較低，減少了報(bào)廢工程，降低了對(duì)環(huán)境的影響。綜上所述，板侖樞紐互通方案，推薦方案二。

通過該文的研究使互通方案更為合理，為高速公路樞紐互通的設(shè)計(jì)提供了案例參考，擴(kuò)寬了互通方案設(shè)計(jì)思路。

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