已通车高速公路增设互通立交设计方案比选研究

■李 晟

（宁德市交通经济发展中心，宁德 352100）

1 前言

三屿新区作为建设上汽集团乘用车公司宁德基地项目，将于2019年10月投产运营。为支持上汽集团，在既有沈海高速公路上新增一座主要服务于三屿规划区的互通式立交，作为材料与销售重要通道，项目计划于2018年9月开工建设，2019年9月底完工通车。三屿互通的建设能进一步改善三屿新区的区位条件，具有重大的经济和政治意义。

2 工程概况

该互通区所在沈海高速公路路段现状为双向四车道高速公路，路基宽度24.5m，设计车速80km/h。周边范围内有国道104线、G237线以及福宁北路。由于该项目是在原有沈海高速公路的基础上进行的，且沈海高速公路是贯穿南北方向的大通道。因此，项目施工期间，应缩短工期，且不能中断主线交通，减少对现有高速公路的改造和干扰，降低高速公路运营的影响。

3 项目选址

3.1 交通组织及交通量发展

三屿互通远景年（即2039年）转向交通量预测结果如图1所示。

图1 三屿互通转向交通量预测结果图（单位：辆/日 小客车）

3.2 互通立交设置控制因素

拟建项目地处福建闽东山区，属于比较典型的山区地形，沿线部分路段地形起伏较大，沟谷纵横。受地形条件的制约，可供选择的路线走廊相对较为狭窄，布线空间较小。主要控制因素有：（1）现有道路状况及路网规划；（2）区域城镇分布及乡镇规划；（3）三屿工业园区及云淡服务区；（4）永久基本农田，古树等重要设施。

3.3 互通立交位置比选

经过现场调查，并收集项目影响区内经济发展、交通运输、城镇发展现状及规划等资料。在三屿工业园区附近共拟定了四个位置作为三屿互通的选址，其中选址一、选址二、选址三设置在云淡岛上，选址四在云淡北侧岛外的南浦村附近，详见图2。具体如下：

选址一在云淡岛南端设置互通，需占用海域及基本农田；构造物较多，需要拼宽原沈海高速上的田螺特大桥；收费站场地设置在工业园区内；不利于交通组织及行车安全；拆迁量较大，造价较高。

选址二在原云淡服务区处增设互通，需占用海域及基本农田；需结合云淡互通修建，且需改造服务区匝道；构造物较多，原高速主线桥需拼宽处理；收费站场地设置在工业园区之内；不利于交通组织及行车安全；拆迁量较大，附近高压电塔较多，造价较高。

选址三在云淡1号桥和云淡2号桥之间设置互通，需占用海域及基本农田；构造物较多，需要拼宽云淡1号桥和云淡2号桥；收费站场地设置在工业园区内；不利于交通组织及行车安全；工期较长，施工难度较大且造价较高。

选址四位于云淡岛北侧岛外的南浦村附近，距离园区距离略远，对云淡服务区没有影响；连接线及收费场需要占用海域；施工难度较小，工期较短；有利于交通组织且方便附近居民上下高速；构造物少、拆迁量较少，造价低。

图2 三屿互通的选址示意图

经对四个选址进行综合分析，认为选址一、选址二、选址三均在云淡岛上，与云淡服务区净距均小于600m，都需要改造现有云淡服务区匝道，增设集散车道。另外，云淡岛上三个位置均对园区整体规划存在干扰，选址四施工难度较小，布置互通方案较合适。互通立交选址比较详见表1。

4 互通立交方案比选

在确定三屿互通选址后，对方案进行细化。在深入调查互通布设的位置现状和规划相关资料，结合地形、自然条件认真分析后，研究了2个互通方案，分别是B形单喇叭立交方案和T形单喇叭立交方案。2个方案均位于福安市下白石镇南浦村，沿山边布设，连接线衔接三屿园区福宁北路。

表1 互通立交选址比较表

4.1 B形单喇叭立交方案

4.1.1 方案设计

互通区主线影响范围为K123+700～K124+830，互通区主线最小半径1340m，主线最大纵坡1.46%。互通共设置 A、B、C、D、E 五条匝道，匝道设计速度采用 40km/h，最小半径70m，最大纵坡度为4.3%，竖曲线半径最小值为1550m。其中，A匝道采用对向双车道匝道标准段宽度为16.5m，长750m；B-E匝道采用单向单车道标准段宽度为9.0m，B匝道长600m，C匝道长700m，设置箱梁结构桥上跨现有沈海高速公路；D匝道长491m，E匝道长410m。互通连接线采用对向四车道匝道标准段宽度为17.5m，长1506m，互通连接线右侧位置设置3进5出收费站一处（含超限检测车道）。桥梁合计2317.5m/4座，其中A匝道桥PC连续T梁、现浇箱梁桥303.5m/1座，B匝道桥PC连续现浇箱梁桥443.5m/1座，C匝道桥PC连续现浇箱梁桥403.5m/1座，F匝道桥PC连续T梁1167m/1座。涵洞通道合计32m/2道。详见图3。

图3 B形单喇叭立交方案示意图

4.1.2 方案造价

建安费用39977.1万元 （主要工程造价为路基工程11620万元，路面工程1167万元，桥梁涵洞工程5821万元，公路设施及预埋管线工程14525万元），设备及工具、器具购置费1136.7万元，工程建设其他费用5719万元，总造价50914.9万元。

4.1.3 方案优点

跨高速桥梁上部结构施工时需搭设支架，为确保主线交通畅通，先搭设左（或右）幅支架，施工区段车流利用原前后中央开口部转移到另一幅双向行车，并设置临时疏导标志及相应的限速标志，该幅支架搭设完毕后，再搭设另一幅支架，上下行车流利用该幅双向交通。该方案仅C匝道跨越主线，与方案二B、C2条匝道跨越主线相比，该方案对主线干扰小，更有利于交通组织。

4.1.4 方案缺点

（1）互通匝道最小半径70m，最大纵坡度为4.3%，匝道平、纵线形指标较差；

（2）匝道对南浦村古树的影响较大，与现状及规划的高压线路干扰大，由于项目施工工期较紧，古树及高压线会影响项目的顺利实施，无法适应工期要求；

（3）路基土石方量较大，构造物较多，征地 320.27亩，面积较大；

（4）工程造价较高。

4.2 T形单喇叭立交方案

4.2.1 方案设计

互通区主线影响范围为K123+800～K124+900，互通区主线最小半径1340m，主线最大纵坡1.46%。互通共设置 A、B、C、D、E 五条匝道，匝道设计速度采用 40km/h，最小半径80m，最大纵坡度为4.0%，竖曲线半径最小值为1550m。其中，A匝道采用对向双车道匝道标准段宽度为16.5m，长305m；B、C匝道采用单向双车道标准段宽度为10.5m，设置钢箱梁结构桥上跨现有沈海高速公路，B匝道长868m，C匝道长893m；D、E匝道采用单向单车道标准段宽度为9.0m，D匝道长545m，E匝道长554m。互通连接线采用对向四车道匝道标准段宽度为17.5m，长1404m，互通连接线右侧位置设置3进5出收费站一处（含超限检测车道）。桥梁合计1881m/3座，其中B匝道桥PC连续现浇箱梁、钢箱梁桥467m/1座，C匝道桥PC连续现浇箱梁、钢箱梁桥307m/1座，F匝道桥PC连续T梁1107m/1座，涵洞通道合计57m/3道。

图4 T形单喇叭立交方案示意图

4.2.2 方案造价

建安费用36120万元 （主要工程造价为路基工程9637万元，路面工程1549万元，桥梁涵洞工程4869万元，公路设施及预埋管线工程13317万元），设备及工具、器具购置费1139.6万元，工程建设其他费用4855.1万元，总造价45835.4万元。

4.2.3 方案优点

（1）互通匝道最小半径80m，最大纵坡度为4.0%，平、纵线形指标较好；

（2）匝道避开了南浦村的古树，与现状及规划的高压线路干扰较小，不会影响工期；

（3）路基土石方总量比方案一少248千m3，比方案一少1座大桥，比方案一少征地22亩；

（4）在路基、桥梁涵洞、公路设施及预埋管线工程等主要工程方面造价比方案一节省，总造价低。

4.2.4 方案缺点

由于该方案有B、C匝道2条匝道跨越主线，需对主线进行多次交通疏导，对主线的运营干扰较大，不利交通组织。

4.3 方案比选结果

通过对两个方案的技术指标进行比较可知，方案二平、纵线形指标较好，工程量少，用地面积小，工程造价比方案一少5089.5万元。但匝道两次跨越主线，在项目实施时，应优化施工方案，加强交通组织，保持主线畅通。综合以上分析，最终推荐采用方案二。详见表2。

表2 立交方案比较表

5 结语

通过对三屿互通立交方案的分析可以了解到，互通立交的布设不但要考虑平纵线形指标等技术因素，还必须考虑占地情况、投资成本等经济因素，以及地方规划、路网规划等社会因素。在全方位对比和考量多方案的基础上，确定最佳方案。

[1]JTGB01—2014，公路工程技术标准[S].

[2]JTGD20—2017，公路路线设计规范[S].

[3]JTG/TD21—2014，公路立体交叉设计细则[M].

[4]道路立体交叉规划与设计（第二版）[M].北京：人民交通出版社股份有限公司.