三岔T型枢纽互通立交改造设计思考

梁友哲

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司;公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽 合肥 230088)

0 引 言

近年来，随着长江经济带、“长三角一体化”等战略的推进，高速公路网结构不断加密完善，交通基础设施的建设飞速发展。伴随新的路网结构的调整，越来越多原三岔T型枢纽互通因路网的延伸，面临需要进行改造设计的境况。

由于改建互通设计的复杂性，不仅需考虑工程自身的建设投资成本，同时还需考虑既有工程的利用、运营高速的保通、施工组织、各方业主利益等。如何设计出满足规范要求，安全经济、绿色环保、科学合理，符合各方项目业主利益的设计方案，是改扩建互通设计的重点和难点[1]。本文将结合明巢高速公路明光枢纽互通立交改造设计的工程实际案例，分析、归纳在枢纽互通改造设计中存在的常见问题，提出改造设计的思路及方法。

1 现状T型枢纽互通改造设计基本原则

1.1 满足服务水平需求，适应路网功能定位

随着高速公路网的逐渐加密，越来越多原T型枢纽因路网的延伸而需改造为十字型枢纽互通。枢纽互通作为路网中的关键节点，由于转弯交通流的分、汇流及变道行驶，互通节点的服务水平直接影响整个路网的通行能力。

现状枢纽是否能适应路网中转弯交通量运行的需求，是互通改造设计的基本前提。同时，也是互通改扩建方案研究的重点和难点[2,3]。

1.2 满足现行规范、标准要求，指标选择适当

随着交通基础设施建设的不断完善，互通立交建设的设计理念也从最初满足基本功能需求的“通达”逐步升级为“安全、绿色、经济、环保”[4]。互通建设指标和标准要求也越来越高。由于我国高速公路建设起步较晚，大部分需要改建的互通均建成不久，就又因路网的加密或功能需求的变化而需进行改造，因此在改造设计中应结合既有立交的现状、既有工程利用率、社会影响因素等，合理选择各项指标，提出在满足现行规范要求下，影响范围最小、总体方案最优的设计方案。

1.3 打通断头路，完善功能，与既有高速公路无缝对接

三岔T型枢纽互通改建为十字互通方案，相对于错位双T型组合枢纽互通，或者2个拉开距离的T型枢纽，被交叉高速公路局部共线的方案，其最大的优势在于既能满足4个转弯方向交通流的转换，同时能将两条高速公路主线的贯通，做到无缝对接，提高了整体路网的运营效率。

1.4 尽可能利用既有工程，节约工程造价

我国互通立交建设起步较晚，尽管高速公路已经历了30多年的建设和发展，但需要改建的T型枢纽往往刚建成不久，改建过程中需结合工程实际、社会影响等因素，提出合理的改建方案。其改建方案应充分利用既有工程，特别是桥梁构造物，减少对现有工程的废弃或者过多的拆改，以避免造成不良的社会影响，同时节约工程造价[5]。

1.5 方案总体最优，造价最低，节约社会资源

互通改扩建应根据预测交通量，在满足预测年限远景交通量的同时，合理选择互通匝道指标，控制互通规模，减少拆迁和占地，降低工程造价。

1.6 施工组织简单，保通方案合理可行

三岔T型枢纽实施过程中的保通方案是设计、施工的重点和难点，施工组织设计时应统筹谋划、重点考虑。互通立交改造不可避免需要对交叉的现状高速公路、互通匝道及地方道路等进行改动，由于既有工程已运营通车，在互通改造实施过程中，应充分考虑施工期间的施工组织设计及保通方案，确保现状高速公路不中断交通，运营安全[6-8]。

2 工程实例

2.1 工程概况

现状明光枢纽互通位于明光市西侧，是S07徐明高速接G36宁洛高速的枢纽型互通。该互通为三岔迂回T型枢纽，主流向徐州往返南京方向的匝道设计速度为80 km/h。相交高速S07徐明高速公路采用双向四车道，路基宽度27 m，设计速度120 km/h；G36宁洛高速公路为双向四车道，路基宽度28 m，设计速度120 km/h。

由于新建的明光至巢湖高速公路的接入，为贯通徐明高速接明巢高速南北向路网，需将现有明光T型枢纽互通改造为十字型枢纽互通。

2.2 交通量预测

预期2041年，主交通流方向南京←→徐州，设计小时交通量DDHV为14 289 pcu/h，所占比例为64.4%；次主交通流方向蚌埠←→合肥，DDHV为5 741 pcu/h，所占比例为25.9%(图1)。

图1 2041年互通立交转弯交通量

2.3 地形、地物及主要控制因素

互通范围内地势西南高、东北低，地面高程为33～80 m。互通位置地势较高，周边相对较低，地形起伏较大。

互通东南侧为高岗地、岗集村及圩山公墓，西南侧为孙冲水库，西北侧为岗地及大水塘，东北侧为水稻田(图2)。互通布设需避让公墓与孙冲水库，避免深挖方边坡。

图2 现状明光枢续互通立交

2.4 明光枢纽互通现状及存在问题

(1) 现状明光枢纽互通区范围内G36宁洛高速纵坡为2.76%，超出规范值。

(2) 蚌埠→徐州方向C匝道，减速车道位于2.76%连续下坡中部，车速快，交通量大，货车比例高，视距不良导致C匝道分流鼻端容易发生事故。

(3) 宁洛高速交通量大、货车比例高，分汇流鼻端处车辆驶出、汇入困难，容易发生交通事故。

(4) 徐州→南京方向B匝道，合流点刚好位于宁洛高速连续下坡段终点，车速过快，导致B匝道徐州→南京方向车辆汇入宁洛高速困难。

(5) 徐州→蚌埠方向D匝道，加速车道偏短，被交叉路宁洛高速车速快，交通量大，货车比例高，导致D匝道汇入困难或强行汇入引发交通事故。

(6) 明光枢纽现状为Y型枢纽，未预留向南延伸条件，新建明巢高速接入后，需对现状互通进行改造。

(7) 现状明光枢纽2014年底刚建成通车，改造方案需尽可能利用既有工程，节约社会资源。

(8) G36宁洛高速目前正在进行四改八拓宽设计，改造方案设计需统筹考虑宁洛高速改扩建需求。

2.5 改造方案设计总体思路

(1) 最大限度利用既有工程，减小保通压力，降低工程造价。

(2) 利于施工组织，减小工程投资和协调难度。

(3) 现状枢纽互通范围内宁洛高速纵坡为2.76%，超出规范值，调整G36宁洛高速老路纵坡实施难度大。经安全性分析论证，在满足出口识别视距的前提下，改造互通方案将变速车道及分合流区域调出纵坡超限路段[9]。

(4)方案设计综合考虑G36宁洛高速四改八扩建，互通范围内宁洛高速与明巢高速同步建设改造，避免二次施工浪费，实现总体方案最优。

2.6 改造设计方案比选

2.6.1 方案一：整体式路基下穿G36宁洛高速的部分苜蓿叶十字型枢纽

明巢高速公路接入后，明光枢纽互通主交通流向仍为徐州←→南京方向，次主交通流方向为合肥←→蚌埠方向，直行交通量大。为保证明巢高速接徐明高速的南北主线直行交通安全快速通过，采用将徐明高速南延与明巢高速衔接，确保主线南北贯通，交叉方式为下穿G36宁洛高速。同时将徐州往返蚌埠方向的C匝道分流鼻和D匝道的汇流鼻往蚌埠方向移动约1.1 km至G36宁洛高速满足互通设置条件的路段(图3)。

图3 方案一设计图

2.6.2 方案二：分离式断面上跨G36宁洛高速的部分苜蓿叶互通

明巢高速采用分离式断面跨越蚌明高速接徐明高速的部分苜蓿叶变异十字型枢纽方案。完全利用徐州往返南京方向的A、B匝道，尽可能利用现状互通。同时将徐州往返蚌埠方向的C匝道分流鼻和D匝道的汇流鼻往蚌埠方向移动约1.1 km至满足互通设置条件的路段(图4)。

图4 方案二设计图

2.6.3 方案比选

两种方案的对比分析详见表1。

表1 两种方案优缺点对比分析

从保证直行交通流顺畅、行车安全性、即占地、桥梁规模及造价等因素考虑，明光枢纽互通采用方案一，即整体式路基下穿G36宁洛高速的部分苜蓿叶十字型枢纽。

3 结束语

T型枢纽互通改造过程中由于其特殊性和复杂性，难免存在既有工程利用率低、保通困难等特点。因此在路网前期规划中，应提前谋划，尽可能避免规划为T型路网节点，即使既有路网规划为T型枢纽，在互通方案设计中也应充分考虑路网延伸的可行性，为远期延伸预留衔接条件。

对于既有枢纽互通的改扩建设计，因涉及影响因素多，在前期改造方案研究过程中应充分调查既有互通现状，包括交通量、事故黑点、边界条件等，以及各相关业主方、地方政府的意见，针对项目自身的特点，综合考虑各种因素进行多方案比选论证，最后提出安全合规、绿色环保、技术可行、经济合理的设计方案。