王家沟枢纽互通式立交改扩建方案设计

王 颖

(辽宁省交通规划设计院)

1 概述

原沈阳绕城高速设计时速为120 km/h，双向四车道，路基宽度26 m，改扩建后采用八车道高速公路标准，设计速度调整为100 km/h，路基宽度41 m(局部段42 m)。

王家沟互通式立交位于沈阳绕城高速东北王家沟村，原互通型式为双喇叭，分别连接绕城高速与沈四高速公路、沈四高速与沈阎公路(东望街)。被交叉道路沈四高速，路面现状宽度24.5 m，规划宽度42 m，交叉方式为主线上跨。该互通主要功能是为满足绕城高速与沈四高速交通流转换，以及为蒲河新城、沈阎公路附近的城镇服务，使该区域内车辆通过该互通便捷地出入高速公路。

互通区内地形起伏，绕城高速所处位置地势最高，往南北两侧地势走低，地表以农用地和绕城高速两侧的绿化带为主;沈阎公路于K30+517处下穿绕城高速，接原王家沟互通收费站出口，两侧为居民房、汽车维修店、旅店、货运中心，沈阎公路东侧有一条中石油地下输油管线。

2 互通立交现状

原王家沟枢纽互通式立交以A型单喇叭分别连接沈四高速与沈阎公路、沈四高速与绕城高速，两个单喇叭立交中匝道分别下穿沈四高速及绕城高速，主线桥皆为3～16 m预应力混凝土空心板桥。互通区内含分离式立交1处，为4～20 m预应力混凝土空心板桥，交叉角度78°，交叉方式为主线上跨被交路。

现状互通匝道最小平曲线半径R=40 m，匝道路基横断面分为单向单车道和对向车道两种，单向单车道路基宽为8.5 m，双向车道路基宽度为15.5 m。该互通沈四高速与沈阎公路连接匝道上现有匝道收费站1处，3进3出，共6个收费车道，收费站广场为水泥混凝土路面，收费站出口右侧为省高速公路管理局东陵管理处及交警支队大楼。

3 立交型式调整

沈四高速与绕城高速原为T型交叉，考虑到王家沟枢纽东侧英达枢纽立交已经接至沈阎公路(东望公路)上，因此本枢纽不用再与沈阎公路直接连接，可以通过收费站外连接线连接沈阎公路与G102。沈四高速向南跨越环城高速后，往西南方向延伸，接到规划路上，并通过规划路进一步连接沈阳市榆林大街和沈阎公路，增加城市出入口。

因此王家沟枢纽由原来的T型交叉调整为本项目的十字交叉，且本枢纽不再与沈阎公路直接连接。

4 交通量预测及通行能力分析

根据交通量预测分析，白塔堡互通立交主交通流方向为吉林与东环方向，设计末年(2033年)转向交通量为14133(14167)pcu/d;次交通流方向是吉林与北环方向，设计末年转向交通量为12 944(12 978)pcu/d。此两个方向采用定向及半定向匝道。

图1 王家沟交通量

5 改扩建方案

5.1 方案一

互通型式采用部分定向苜蓿叶型，绕城高速抬高纵断，沈四高速延伸段下穿绕城高速，东环往收费站方向、收费站往北环方向采用内环匝道，其余左转匝道采用半定向匝道，两个内环匝道之间设置集散车道，B匝道上跨绕城高速、沈四高速延伸段，C匝道下穿绕城高速。互通起终点分别距离沈阳北服务区、英达枢纽互通式立交不足1 km，分别设置辅助车道贯通。

5.2 方案二

互通型式采用部分定向苜蓿叶型，绕城高速维持原状不变，沈四高速延伸段上跨绕城高速，东环往收费站方向、收费站往北环方向采用内环匝道，其余左转匝道采用半定向匝道，两个内环匝道之间设置集散车道，所有匝道皆上跨绕城高速。其余同方案一。

5.3 方案比选及推荐意见

以上两个方案均能与交通量相匹配。

由于交叉点附近地势较高，四周地势较低，方案一抬高绕城高速主线纵断后，沈四高速延伸段及部分匝道下穿，较大的降低了路基填方高度，缩短了桥梁长度，但是由于绕城高速需要纵断调整，施工期间对主线影响较大，考虑到本项目分段实施，以王家沟枢纽为界，第一期封闭东南环，施工西北环，第二期封闭西北环，施工东南环，给绕城高速交叉点附近段落纵断调整提供了有利的条件。

方案二维持绕城高速平纵现状，仅两侧加宽，交通组织相对简单，更能保证主线的正常运营。但是由于四周地势较低，交叉点附近地势较高，沈四高速延伸段及匝道上跨绕城高速后路基填高较高，土石方数量较大，桥梁长度较长，工程造价高，纵断线形指标较低。

综合考虑以上方案特点，方案一能充分结合地势，占地量及工程规模较小，工程造价低，施工期间交通组织不如方案二;方案二维持绕城高速不变，施工期间交通组织略优，但是占地极工程规模较大，工程造价较高。经综合分析比较，推荐方案一。

表1 沟枢纽互通改扩建主要工程规模比较表

6 匝道设计

枢纽互通A、B、C、D匝道设计速度60 km/h，标准路基宽度为单向双车道12.0 m;F匝道设计速度60 km/h，标准路基宽度为单向双车道10.5 m;E、G、H、I匝道设计速度40 km/h，标准路基宽为单向单车道8.50 m;被交高速沈四高速设计速度120 km/h，现状路基宽度为26.00 m，改建段收费站至A、C匝道分汇流之前段落为对向四车道段，路基宽度28.00 m，A、C匝道分汇流之后段落为对向八车道段，路基宽度42.00 m。

7 收费站设计

根据交通量预测结果，新建收费站8进13出;由于收费站位置变化较大，原收费站管理区及交警大队办公楼拆除，新建收费站管理区及交警大队办公大楼。

8 交通组织方案

8.1 第一阶段封闭东环、沈四与北环方向保通

8.1.1 第一阶段一期

保留原王家沟立交吉林往北环方向匝道(下称M匝道)与北环往吉林方向匝道(下称N匝道)。

吉林往北环方向保通:沈四高速原路基右幅(东侧)——M匝道——绕城高速。

北环往吉林方向保通:绕城高速——N匝道——沈四高速原路基右幅(东侧)。

施工沈四高速SSK1+820-终点段左幅(含王家沟6#公公分离式)，从王家沟6号公公分离式0#台开始，沿原立交沈四高速西北侧修建便道1连接AK0+800左侧废弃收费广场。

8.1.2 第一阶段二期

吉林往北环方向保通:新建沈四高速路基左幅(西侧)——便道1——原沈四废弃收费广场——M 匝道——绕城高速。

北环往吉林方向保通:绕城高速——N匝道——原沈四废弃收费广场——便道1——新建沈四高速路基左幅(西侧)。

新建沈四高速SSK0+700～SSK1+820全幅及相邻分汇流匝道端部，新建SSK1+820～终点段右幅;新建C匝道CK1+600～终点及D匝道全段，使D匝道能连通绕城高速及沈四高速;新建B匝道BK1+400～终点及F匝道，使F匝道能连通绕城高速;沈四高速SSK1+740与F匝道FK0+320间修建便道2;根据工期及施工进度，修建绕城高速北环段及 A、C、E、H 匝道。

8.2 第二阶段封闭北环、沈四与东环方向保通

吉林往东环方向保通:沈四高速——便道2——F匝道——B匝道——绕城高速。

东环往吉林方向保通:绕城高速——D匝道——C匝道——沈四高速。

修建该阶段绕城高速、沈四高速及匝道未施工段落。

8.3 方案补充

由于B匝道桥梁较长，如果在封闭北环期间，施工工期紧迫，可考虑在第一阶段二期中修建A、C匝道全段，A、C匝道贯通后废弃M、N匝道，将吉林与北环方向车辆转移到A、C匝道上。

吉林往北环方向保通:新建沈四高速路基左幅(西侧)——便道1——原沈四废弃收费广场——A匝道——绕城高速。

北环往吉林方向保通:绕城高速——C匝道——沈四高速。交通流转移后，修建B、G、I匝道及绕城高速中段。

9 结束语

王家沟枢纽立交连接沈四高速、沈阳绕城高速，是沈阳交通的北出口，由于建成时间较长，立交周围平面位置控制点较多，立交布设较为受限，对于改扩建项目应在满足规范和通行要求的前提下合理选择立交方案降低工程造价。在立交方案、桥梁结构形式选择中需考虑保通因素，采取合理可行的措施保证建设期间道路通行要求。