邬小波 王正吉
(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550081)
近年来,随着贵州成为西部地区第一个县县通高速的省份,15条高速公路出省大通道形成,基本形成了覆盖全省、通达全国、内连外通的高速公路骨架网络。随后,政府从加密黔中路网,完善省际出口,提升通道能力,强化市州辐射,提升过境效率,加强路网衔接等6方面补充线路,形成贵州省高速公路加密网(2009-2030年)。由于加密网的实施,部分节点由原来的3路交叉变为4路交叉,节点中的三岔T形枢纽互通变为十字枢纽互通,同时由于原先修建三岔T形枢纽互通时未考虑变为十字枢纽互通的条件,导致大部分三岔T形枢纽互通均需通过改扩建才能变为十字枢纽互通。龙场互通改建就是由于加密网中纳赫线的实施而产生的。织纳高速与毕都高速均为国家高速路网中规划的高速公路,龙场枢纽互通为织纳高速终点与毕都高速交叉处的三路枢纽互通,互通形式为半定向Y形,与毕都高速同期建成通车,见图1。
图1 龙场枢纽互通现状平面示意图
纳赫高速的建设对完善贵州省高速公路网络,加强毕节、六盘水、兴义能源资源富集区资源开发,深入推进毕节试验区建设,落实“大扶贫战略行动、坚决打赢脱贫攻坚战”,同步全面建成小康社会具有重大意义。因此,龙场枢纽互通的改扩建要综合考虑经济、适用、技术标准、保畅方案等因素,科学合理确定改扩建方案。
龙场枢纽互通距离织纳高速龙场东互通1.7 km,距离纳赫线昆寨落地互通为9.7 km。该互通与龙场东互通已形成复合式互通,两互通之间为路面宽度13~40 m双向6车道的叶家营大桥。主线织纳线平面为直线,纵坡为2.8%,毕都线平面为一般形+S形,互通范围圆曲线半径R为1 600 m,最大纵坡为2.26%。匝道路基宽度均为10.5 m,最小圆曲线半径R为160 m,匝道最大纵坡为B匝道的3.6%。
根据工可预测交通量,结合公路网现状和远期路网规划及本项目在路网中的作用,并综合地形、地质、工程投资等因素,在该互通改扩建方案设计中遵循原则如下。
1) 立交的规模、形式、等级与拟建公路的等级、沿线路网布局、相交道路建设条件及转换交通量的分布相适应[1],即匝道形式、匝道路基宽度及进出口形式一定要与转换交通量相适应。
2) 立交的位置和形式与周围的地形、地质条件和相关道路布局相适应,且有利于营运和维护;立交布置形式紧凑,线形流畅,整体感强,利于安全。
3) 在满足使用功能、保证行车安全的前提下,充分利用地形,合理运用技术指标,不追求高指标,严格控制工程规模,节约占地,降低工程造价。即赫章至毕节方向由于交通量较小,可以采用低指标的内环匝道,不必追求高指标的半定向匝道。
4) 最大限度利用原有工程,尽可能考虑节约资源、施工方便、工期较短、经济性较好,即要完全利用原毕都高速上跨匝B桥、织纳高速原17×40 m叶家营大桥及部分利用原匝A、匝D平面为原则。
5) 最大限度保持施工期间交通畅通[2],即本互通施工期间要保证毕都高速与织纳高速之间的交通转换不中断。
工可阶段对龙场枢纽互通的转向交通量进行了预测,至2040年各方向交通量预测结果见图2。
图2 龙场枢纽互通交通量分布图
根据现行相关规范要求,匝道路基宽度的确定需结合匝道转向交通量及匝道长度来确定,毕节至纳雍、纳雍至毕节方向采用12.25 m单向双车道路基宽,纳雍至六盘水方向采用10.5 m单向双车道路基宽,其余匝道均采用9 m单向单车道路基宽。
鉴于以上原则,首先,该互通往北由纳雍至毕都高速入口距离毕都高速隧道距离仅为800 m,往南赫章至毕都高速入口至毕都高速隧道距离仅为700 m,因此不再研究错位交叉方案。其次,由于毕节至纳雍、纳雍至毕节方向原互通路基宽度为10.5 m,而由图2得转向交通量DDHV为2 084 pcu/h,根据JTG D20-2017 《公路路线设计规范》中的11.3.2及JTG/T D21—2014 《公路立体交叉设计细则》中7.3.1,其路基宽度应为12.25 m,同时,因现在要调整为4路交叉,交叉关系较为复杂,受净空限制,应对相应匝道的平面、纵坡及路基宽度进行相应的调整;且应保证原毕都高速上跨匝B桥及织纳高速原17×40 m叶家营大桥不受影响。因此,根据该互通现状、地形、交通量,从众多方案中选择2个较为成熟的改扩建方案共同探讨。
1) 方案一。原位改扩建[3],半直连匝道+相邻双环左转匝道的部分苜蓿叶形方案。与纳赫线相交段毕都高速设计车速为80 km/h,该段平曲线半径为1 600 m。路线交叉处为凸形竖曲线顶部,前后分别以2.26%及0.5%的纵坡通过。由于原织纳高速纵坡为2.8%与毕都高速交叉处高差相差不大,因此,基于不废除织纳高速原17×40 m叶家营大桥并满足相关规范要求下,下穿毕都高速较为合适。
调整匝道线位,见图3,图中虚线为原互通线位。纳赫线下穿毕都高速,废除原毕都高速上跨原匝D桥、原匝D匝道上跨原匝B桥,调整匝D形成新D匝道,新建相关跨线桥,废除原C匝道,将C匝道外移形成新C匝道与新D匝道并线。A匝道完全利用,B匝道仅作局部调整。
图3 龙场枢纽互通改扩建方案一平面示意图
该方案对既有龙场枢纽影响较小,造价低,且能满足交通转换需求,仅在集散车道L上有较小交通流的交织。
2) 方案二。半直连匝道+单环左转匝道的部分苜蓿叶形方案。在方案一的基础上,针对赫章至毕节方向的交通流与六盘水至赫章方向的交通流存在交织的问题,提出将赫章至毕节方向的匝道采用半直连方式形成方案二,见图4。
图4 龙场枢纽互通改扩建方案二平面示意图
该方案纳赫线仍然下穿毕都高速,废除原毕都高速上跨原匝D桥、原匝D匝道上跨原匝B桥,调整匝D形成新D匝道,新建相关跨线桥,废除原C匝道,将C匝道外移形成新C匝道与新D匝道并线,G匝道走到立交的最上层,需新建上跨匝B、匝D、毕都线、纳赫线、匝A跨线桥,同时还要在匝G合流毕都高速时拼宽毕都高速桥梁。A匝道完全利用,B匝道仅作局部调整。
该方案虽然指标较高,服务水平高,但桥梁规模较大,且需要拼宽毕都高速公路上的桥梁,干扰较大,造价较高。
2个方案的工程规模比较见表1。
表1 龙场枢纽互通改扩建方案比较表
2个方案均能满足龙场枢纽互通的交通转换功能,方案一工程规模较小,造价低,各项指标均满足相关规范要求;方案二虽然指标较高,服务水平高,但工程规模较大,造价较高,干扰较大,施工过程中交通安全存在较大负面影响。
经综合比选,推荐采用方案一,即半直连匝道+相邻双环左转匝道的部分苜蓿叶形方案。
1) 交通组织思路。通过建设临时便道,限速等转移交通流、分步施工等保障施工期间的交通正常通行。
2) 具体实施步骤。第一阶段:E,F,C 3项匝道与原毕都、织纳主线、既有匝道的保畅仅存在局部拼宽段的影响,便于保畅施工,先行建设。届时匝道和主线拼宽段半幅通行,毕都高速与织纳高速均保持通畅。此阶段同时施工纳赫线与毕都线交叉处至匝F合流纳赫线段落,完成纳赫主线跨越匝B和老路改移的上跨桥,接着完成老路改移,保证龙场与寨乐间通行。
第二阶段:利用新建匝道F、纳赫主线新建段代替原匝道D功能,通过交通组织将原匝道D车流引导至纳赫主线处掉头,实现左转,完成对原毕都左转匝道D的保畅。从而施工原匝道D,废除原匝道D跨匝B老桥,新建新匝D跨越匝B跨线桥,施工集散车道L。此阶段匝道B行驶通畅,但需要一些围挡措施,保证行车安全。
第三阶段:待匝道D跨线桥和集散车道L建成后,将匝道D搭接在匝道B上,关闭毕都高速主线,通过集散车道L和匝道D的临时搭接线,保证毕都高速的通畅。同时修建两座跨越匝道D和纳赫高速的主线跨线桥,打通匝D连接匝C段路基。同时一并修建匝道H,G。
第四阶段:待毕都高速主线恢复正常通行和匝道D建成通行后,通过交通组织,将匝道B左转车流,导向纳赫高速方向,下穿原毕都高速桥,在新建纳赫主线与匝E分流处调头利用匝E,走上毕都高速,实现对匝道B的保畅。同时抢修匝B,待匝B施工完成后,按半幅通行的方式施工匝A。待匝A、B修建完成后,龙场立交的所有匝道和主线均实施完工,拆除相关便道及标志标牌,完成对龙场枢纽立交改建。
本文阐述了龙场枢纽互通的现状及功能,根据交通量判断匝道的适应性,同时综合考虑工程造价、枢纽功能、社会影响、对地方交通的影响等诸多因素,结合项目的经济、社会效益,定性分析了错位交叉布设方案,具体布设了2个原位改扩建方案,通过综合比选,推荐原位改扩建、调整匝道线位的半直连匝道+相邻双环左转匝道的部分苜蓿叶形改扩建方案。
随着贵州高速公路加密网的进一步推进,未来由三岔T形枢纽互通改建为十字枢纽互通的的案例会较为常见,龙场枢纽互通改扩建的实例可为未来三岔T形枢纽互通改建为十字枢纽互通提供参考。
[1] 张德勇,李小伟,罗安.复合式互通改扩建方案研究[J].交通科技,2012(4):115-117.
[2] 陈胜武.互通立交扩建方案探讨[J].中外公路,2010(1):37-40.
[3] 李宝铭,王莹,李磊.盘锦枢纽互通立交改扩建设计方案探讨[J].北方交通,2010(9):37-39.
[4] 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司.贵州省纳雍至赫章高速公路工程可行性研究报告[R].贵阳:贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,2017.
[5] 公路路线设计规范:JTG D20-2017[S].北京:人民交通出版社,2017.
[6] 公路立体交叉设计细则:JTG/T D21-2014[S].北京:人民交通出版社,2014.