麻彝高速花生地樞紐式互通立交設(shè)計方案研究

安忠明

（安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展與西部大開發(fā)戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進(jìn)，高速公路的建設(shè)由東部平原區(qū)向西部山區(qū)不斷延伸[1]。云貴地區(qū)山川河流密布，地形地貌十分復(fù)雜，地質(zhì)條件差，同時在臨近居民聚集地的區(qū)域，高等級公路的建設(shè)條件極為復(fù)雜[2]。互通立交作為高等級公路建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)，如何針對項(xiàng)目的地形、地質(zhì)及地物等復(fù)雜條件，提出切實(shí)可行且經(jīng)濟(jì)合理的互通方案，成為公路建設(shè)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)[3-5]。本文以麻柳灣至彝良高速公路中的花生地樞紐式互通為例，分析互通立交的設(shè)計方案。

1 互通方案設(shè)計背景

麻柳灣至彝良高速公路位于昭通市大關(guān)縣、彝良縣境內(nèi)，是昭通市高速公路中長期規(guī)劃-“四橫五縱一環(huán)七聯(lián)十五出口”高速公路網(wǎng)布局中“五縱”中的第五縱的重要組成部分。項(xiàng)目的建設(shè)對于深入貫徹實(shí)施黨中央和國務(wù)院“一帶一路”、“長江經(jīng)濟(jì)帶”、“橋頭堡戰(zhàn)略”的指示精神，推進(jìn)云南跨越式發(fā)展；促進(jìn)滇中城市經(jīng)濟(jì)圈一體化建設(shè)，加快滇中城市群融合的需要；完善國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃和云南干線公路網(wǎng)布局；進(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域資源開發(fā)和國際能源合作，構(gòu)筑能源保障體系，加快少數(shù)民族地區(qū)扶貧開發(fā)和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，應(yīng)對自然災(zāi)害、國防安全等不可預(yù)見因素等方面意義重大。

麻柳灣至彝良高速公路采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度為80km/h，路基寬度為25.5m，路線起于G85銀昆高速公路岔河互通附近，對現(xiàn)狀岔河互通改造岔河樞紐后，與銀昆高速公路銜接，完成交通轉(zhuǎn)換，路線整體南北走向，沿洛澤河向南布設(shè)，經(jīng)天星鎮(zhèn)西、彝良縣龍安鎮(zhèn)、彝良縣城西，終點(diǎn)位于彝良縣城南部花生地附近，設(shè)花生地樞紐式互通立交與宜昭高速銜接。同時，花生地樞紐式互通立交為本項(xiàng)目一期工程的終點(diǎn)，也是二期工程中本項(xiàng)目與宜昭高速共線的起點(diǎn)。花生地樞紐式互通立交為項(xiàng)目與宜昭高速提供交通轉(zhuǎn)換功能，與彝良互通形成復(fù)合式互通立交，兼具落地功能，服務(wù)于彝良縣城周邊往麻柳彎方向上下高速。花生地樞紐式互通所處位置為狹長河谷地形，地質(zhì)條件較差；洛澤河兩岸地形陡峭、高差較大；臨近彝良馳宏礦業(yè)公司，地形地物均較為復(fù)雜。如何在復(fù)雜的條件下布設(shè)互通匝道，完成交通轉(zhuǎn)換，同時減少工程規(guī)模以及對當(dāng)?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)、居民生活的不利影響是本互通方案設(shè)計的關(guān)鍵。

2 互通方案研究

2.1 交通量預(yù)測及定性分析

根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果，花生地樞紐式互通在2046年年平均日小客車交通量24970輛，其中，麻柳灣-宜賓方向年平均日小客車交通量20475輛，麻柳灣-昭通方向年平均日小客車交通量4495輛，轉(zhuǎn)向主交通流為麻柳灣-宜賓方向，如圖1所示。

圖1 花生地樞紐式互通遠(yuǎn)景交通量預(yù)測圖

2.2 控制因素分析

互通區(qū)內(nèi)地形地物復(fù)雜，河谷地形地勢陡峭，沿河分布有較多房屋，且臨近馳宏礦業(yè)公司礦區(qū)；被交高速兩側(cè)分布有隧道、既有互通及服務(wù)區(qū)等，建設(shè)條件限制較多。為保證方案的合理、可行，先對互通區(qū)控制因素（如圖2所示）進(jìn)行梳理分析。

圖2 花生地樞紐式互通周邊控制因素示意圖

2.2.1 地形

項(xiàng)目地處云貴高原地區(qū)，與四川涼山接壤，研究區(qū)內(nèi)金沙江由西南向東北流過。基于新構(gòu)造運(yùn)動的不均一性，以金沙江為界，西北、東南區(qū)域的地貌有顯著差異，西北區(qū)域地勢高，受到的侵蝕更強(qiáng)烈，地勢高差大，為高山-中高山峽谷地形；東南區(qū)域地勢低且高差相對較小，為中山地形；西北區(qū)域涼山山區(qū)地形由北向南傾斜?；ネ▍^(qū)地貌單元為構(gòu)造侵蝕低中山地貌單元，微地貌為斜坡及溝谷地貌，地面標(biāo)高在910.36～978.56m 之間，地形稍有起伏?；ネ▍^(qū)匝道的布置空間局促，方案設(shè)計需因地制宜，適應(yīng)地形條件，避免大填大挖，減少工程規(guī)模與實(shí)施難度。

2.2.2 路網(wǎng)規(guī)劃及被交高速

宜昭高速公路在該段研究范圍內(nèi)設(shè)計速度為80km/h，路基寬度24.5m，采用整體式路基和分離式路基，雙向四車道，瀝青混凝土路面。平曲線最小半徑為810m，凸形豎曲線半徑13000m，凹形豎曲線半徑18000m，最大縱坡2.84%。花生地樞紐北距麻柳灣高速彝良北互通11.8km，東距宜昭高速下寨隧道0.7km，西距宜昭高速彝良互通1.0km。

2.2.3 房屋建筑及重要地物

現(xiàn)狀宜昭高速西北側(cè)建設(shè)有馳宏礦業(yè)公司的高層生活小區(qū)和生產(chǎn)廠區(qū)，生產(chǎn)廠區(qū)的東側(cè)為礦區(qū)生產(chǎn)的污水處理區(qū)，東北側(cè)為高壓水池和泵房，且廠區(qū)內(nèi)分布有大量的企業(yè)生產(chǎn)用的管線。馳宏礦業(yè)公司作為彝良縣的支柱產(chǎn)業(yè)，主要開采地下礦產(chǎn)，互通匝道設(shè)計時布局應(yīng)緊湊，避讓房屋拆遷、管線遷改，盡可能降低對廠區(qū)生產(chǎn)的不利影響。

2.2.4 不良地質(zhì)

根據(jù)區(qū)域資料和野外地質(zhì)調(diào)查，互通區(qū)未發(fā)現(xiàn)活動性斷裂，為區(qū)域地殼穩(wěn)定性次穩(wěn)定區(qū)，場地基本穩(wěn)定?；ネ▍^(qū)基本地震動峰值加速度為0.15g，基本地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45s，為強(qiáng)震區(qū)，橋梁設(shè)計時應(yīng)依據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》(JTG B02-2013)中相關(guān)要求進(jìn)行抗震設(shè)防。特殊性巖土主要為填土，分布范圍有限，鉆探揭露平均厚度約為2.00m，局部在既有高速公路旁，層厚較大（約10m），可采用挖除或換填方式進(jìn)行處理，對工程的建設(shè)影響不大。

2.3 互通備選方案一

根據(jù)《公路路線設(shè)計規(guī)范》，互通布設(shè)的間距一般為4km，受特殊影響，出入口凈距不小于1000m?；ㄉ貥屑~式互通于現(xiàn)狀下寨隧道出口與彝良互通間布設(shè)，現(xiàn)狀高速互通出入口間的凈距影響著匝道的布設(shè)。

花生地樞紐式互通與彝良北互通間距滿足《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2017）第10.1.6 條相關(guān)規(guī)定；與宜昭高速的彝良互通間距小于1000m，經(jīng)前期充分論證，需在該位置設(shè)置互通立交與宜昭高速銜接，互通采用T型樞紐互通型式，并對既有的彝良互通按照復(fù)合式互通進(jìn)行改造，且控制宜昭高速上互通式立體交叉之間的最小凈距不小于650m；花生地樞紐式互通與宜昭高速下寨隧道間距小于1000m，已加強(qiáng)交安設(shè)計，并控制花生地樞紐在宜昭高速主線入口與前方隧道的凈距不小于80m，主線出口與前方隧道凈距不小于300m。

備選方案一采用T型樞紐+落地功能（見圖3所示）。

圖3 花生地樞紐式互通備選方案一

根據(jù)預(yù)測交通量，主交通流方向?yàn)槁榱鵀场速e方向，設(shè)計速度采用50km/h，麻柳灣至宜賓方向左轉(zhuǎn)B匝道采用半定向匝道，上跨高速后匯入宜昭高速；宜賓至麻柳灣方向右轉(zhuǎn)C 匝道采用定向匝道匯入本項(xiàng)目。次交通流方向?yàn)檎淹ā榱鵀撤较颍O(shè)計速度40km/h，昭通至麻柳灣方向左轉(zhuǎn)E匝道采用半定向匝道，下穿B 匝道、宜昭高速、C 匝道后匯入本項(xiàng)目，下穿宜昭高速處需將路基改造為橋梁。麻柳灣至昭通方向右轉(zhuǎn)匝道D匝道沿馳宏礦業(yè)公司外圍布設(shè)，采用“門架”橋梁繼續(xù)沿收費(fèi)站出口連接線布設(shè)，而后下穿彝良互通A匝道后匯入宜昭高速。對既有彝良互通A匝道（宜賓方向出口匝道）進(jìn)行局部改造，將現(xiàn)彝良互通的宜昭高速出口匝道向宜賓方移動約300m，改造后A匝道接入彝良互通YA匝道，保證宜昭高速連續(xù)出入口間距滿足規(guī)范要求。F匝道從D匝道分流后匯入彝良互通A匝道，實(shí)現(xiàn)麻柳灣方向車輛上下高速的功能。同時，控制宜昭高速宜賓方向的出入口（B、C匝道）位置，使其滿足與下寨隧道出口凈距要求。其次，對收費(fèi)出口連接線下穿B、C匝道段進(jìn)行改移，利用匝道橋孔下穿。

2.4 互通備選方案二

備選方案一對宜昭高速主線及彝良互通改造較大，影響宜昭高速主線通行效率，故提出對宜昭高速彝良互通改造影響小的備選方案二。

備選方案二也是采用T型樞紐+落地功能（見圖4所示）。主交通流方向匝道設(shè)計速度采用50km/h，匝道布設(shè)與備選方案一一致；次交通流方向匝道設(shè)計速度40km/h，昭通至麻柳灣方向左轉(zhuǎn)E 匝道采用半定向匝道，下穿B匝道、宜昭高速、C匝道后匯入本項(xiàng)目主線，與備選方案一致。麻柳灣至昭通方向右轉(zhuǎn)匝道D 匝道沿宜昭高速主線與彝良互通連接線間布設(shè)，而后F匝道從D匝道右側(cè)分流，D匝道直接匯入彝良互通YA匝道，實(shí)現(xiàn)麻柳灣方向車輛下高速功能，F(xiàn)匝道依次上跨彝良互通連接線、石丫連接線后，匯入彝良互通YB匝道，實(shí)現(xiàn)麻柳灣方向上高速功能。

圖4 花生地樞紐式互通備選方案二

3 互通方案比選

初步設(shè)計階段對方案一和方案二做同深度比選，兩個方案的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比情況見表1。

表1 兩個方案主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比

方案一優(yōu)點(diǎn)：主交通流方向行車速度高，通行轉(zhuǎn)換效率較高；互通布設(shè)緊湊，對現(xiàn)狀環(huán)境破壞小，工程規(guī)模小。缺點(diǎn)：兩次跨越高速，且需將宜昭高速既有路基改造為橋梁，改造彝良互通出口匝道，影響高速出行。

方案二優(yōu)點(diǎn)：不對彝良互通匝道進(jìn)行改造，對宜昭高速、彝良互通的車輛通行影響小。缺點(diǎn)：橋梁工程規(guī)模大，造價高。

綜合各種比選因素，將備選方案一作為花生地樞紐式互通的推薦方案。

4 結(jié)束語

綜上所述，花生地樞紐式互通實(shí)現(xiàn)了高速與高速、高速與地方道路的快速轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步完善了地方路網(wǎng)系統(tǒng)，對推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義?；ネ▍^(qū)內(nèi)控制因素較多，建設(shè)條件復(fù)雜，在通過深入調(diào)查研究、分析論證后，提出利用高速既有互通之間狹長的空間布設(shè)匝道，靈活選用匝道平縱指標(biāo)，以橋梁形式在匝道間相互跨越，實(shí)現(xiàn)在既有互通附近新建T型樞紐互通且將既有互通的部分匝道進(jìn)行改造，既保證了高速連續(xù)出入口間距，也避免主線交織，復(fù)合型互通的設(shè)置高度完成了高速間轉(zhuǎn)換的同時兼具落地功能。

總之，樞紐式互通的布設(shè)不要局限于常規(guī)，可靈活多變，與地形、地物相適應(yīng)，充分保證互通設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性與合理性。