长武北枢纽互通式立交方案研究

赵高扬

（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

灵台至华亭高速公路东延线工程（长武至灵台），起点与G70福银高速公路（简称G70）相接，终点与灵台至华亭高速公路二期相接。长武北枢纽互通位于项目起点，地处咸阳市长武县，为本项目与G70长凤段交通转换的枢纽立交，是本项目的控制性工程之一。

1 被交路及交通量预测

本互通被交路为G70长凤段，设计时速80km/h，路基宽度24.5m，采用沥青混凝土路面形式。互通区范围被交路桩号为：G70K2+370—G70K3+529.661，长度1159.661m。预测2043年西安至灵台方向交通量为22806pcu/d，灵台至长庆桥方向交通量为16212pcu/d，西安到灵台方向为交通主流方向。

2 工可方案

工可阶段长武北枢纽互通式立交位于长武县西北长武北镇长灵村附近，处于甘肃省凤口主线站和陕西省长武主线站之间，距离长武县城约6.4km，该处地形平坦，利于立交布设。中心桩号AK0+560，采用半定向互通方案，匝道上跨主线。被交道路为G70福银高速。

3 互通布设要点

3.1 新旧道路之间的衔接

新旧道路之间的衔接，包括技术标准之间的衔接和新旧道路拼宽两个方面。

互通被交路为G70，建成时间在《公路工程技术标准（JTGB01-2014）》发布之前，利用旧标准建设，而本次长武北枢纽互通式立交采用新标准，必须做好新旧标准之间的衔接：例如G70路基宽度24.5m，其中硬路肩宽度2.5m，而本互通长庆桥至灵台方向单车道匝道硬路肩宽度为3m，设计时在互通小鼻端之后的匝道上选取合适的渐变率进行硬路肩宽度之间的过渡。

新建加减速车道及渐变段与G70之间存在道路拼宽，在外业阶段详细调查并测量G70构造物情况的基础上，匝道接线时避免桥涵等构造物拼宽，选择路基拼宽。新旧路基之间的不均匀沉降可通过开挖台阶、铺设土工织物等工程措施来减少二者之间的沉降差异。

3.2 施工组织问题

在现状高速公路上新建枢纽互通，无论如何进行施工组织必然会影响现状高速公路通行。主要体现在：匝道及加减速车道施工对原有道路正常交通流的干扰、路侧净空和视距不足影响现状高速公路行驶、因施工组织造成的道路改线和分合流等。这会导致现状高速公路通行能力、服务水平的严重降低，进而影响交通安全。为确保新建枢纽的顺利实施及G70的畅通，须结合工程规模、工程方案、区域路网等情况，设计具有针对性和可行性的方案。

3.3 征地拆迁

本互通位于平原区，基本农田区域分布较广泛。设计前期对接国土部门，通过国土资源数据库搜集基本农田矢量化范围，主线与匝道布设时，尽量减少占用基本农田。

互通区范围内村庄和地方路网密集，在平面布设时尽量绕避居民房屋较密集的区域，减少对G312和地方道路的干扰。

3.4 合理确定工程规模

平原区路网密集，设计考虑相近道路合并设置构造物等措施，降低纵断平均填高。优化匝道平纵面线形确定合适的匝道长度，减少土方量，避免工程规模较大。

3.5 水源地

受到长武县城规划、黑河特大桥方案和G70接线位置的制约，本互通于长武县长武北镇长灵村接G70。长灵村内有一处镇级管理的水源地，主要为长灵村提供饮用水，灵台至长庆桥方向的匝道在平面布设时受到该水源地的制约。

4 互通位置研究

互通位置选择受到被交路上现状互通和服务设施间距的影响。G70自长庆桥向南至长武县城南侧，分别设置了凤口停车区、凤口互通、凤口主线站、长武主线站、长武互通和长武停车区，间距分别为：2km、1.5km、4km、3.9km和8.6km，沿线互通和服务设施设置密集。路线从起点向西布设，在陕甘省界处跨越黑河，须设置一座特大桥。结合被交路条件和黑河特大桥桥位，可选的枢纽互通位置有两主线站之间的长武北镇长灵村（A方案）、陕西长武主线收费站东侧（B方案）和现状凤口互通（C方案）三处，见图1。

图1 长武北枢纽互通式立交位置研究

4.1 A方案

A方案于长灵村东侧接G70，该位置位于甘肃凤口主线站和陕西长武主线站之间，从长灵村开始路线向南跨越G312后沿塬上布设，沿回朝岭至陶家咀北侧跨越黑河。

4.2 B方案

B方案于姜曹村接G70，该位置位于原长武主线收费站东侧，从姜曹村开始路线向西南延伸上跨G312，从上十里铺村和二里半堆之间通过后从马家塬至陶家咀南侧跨越黑河。

4.3 C方案

C方案于窑店镇G70现状凤口互通处接福银高速，向西南布设在窑店镇凤口汽车站东侧上跨G312后经过北头村西侧，从东湾至罗家北侧跨越黑河。

该方案将现状凤口互通（承担G70与G312的交通转换）改造为单喇叭枢纽互通式立交，承担与G70的交通转换作用，对G70上的加减速车道进行改造，部分匝道加宽利用。在长武县良种场西侧设置一般互通式立交（窑店互通）承担本项目与G312的交通转换，完善落地功能。

4.4 位置选定

C方案路线较长工程规模较大，必须增加一座一般互通式立交承担原凤口互通式立交，改造现状凤口互通为枢纽互通对G70运营管理有很大影响，故不推荐。

A方案相对于B方案有以下优点：

（1）没有占用长武县规划核心区域，为长武县城向西发展预留空间。

（2）征地拆迁规模小。

（3）B方案位于原长武主线收费站东侧，与现状办公及住宿大楼有干扰。

经综合比选推荐A方案。

5 互通方案比选研究

5.1 交叉方式比选

本互通与G70交叉可选择匝道上跨和匝道下穿两种方式。G70互通区范围内路基填高约2～3m，若采用匝道下穿方式，须在现状路基高度下挖4m以上。考虑到平原区下挖排水不畅，顶推施工较桥梁跨越对现状高速运营影响更大等问题，采用匝道上跨方案。

在确定匝道上跨方案的基础上，考虑征地拆迁等控制因素，拟定了两个方案进行比选：

5.2 方案一

该方案采用梨形互通式立交形式，A、B匝道上跨福银高速。匝道设计速度其中B、C、D采用50km/h，A匝道为40km/h。A、B、D匝道均采用单车道出入口的双车道匝道，路基宽10.5m。D匝道采用单车道匝道，路基宽9m。

方案设计考虑避让福银高速北侧水源地，尽可能将A匝道与福银高速的交叉点贴近朱家村天桥。作为最高层匝道，A匝道在跨越B匝道后快速下坡，降低水源地附近匝道填方高度，避免对水源地造成影响。

5.3 方案二

方案二互通形式、匝道设计速度和出入口均与方案一一致。

初步方案对接陕西省交通厅后，将左转车道出口放置在左侧，既A匝道位于D匝道内侧。侧重点在于提高各个匝道指标标准，使车辆高效进行交通转换。所以本方案在布设时尽可能平衡长灵村与朱家村的房屋拆迁，降低工程量，后期对水源地进行还建恢复。

方案一、二如图2所示。

图2 长武北枢纽互通式立交方案研究

5.4 方案比选

对两个方案进行同深度比选，从立交功能、工程规模等方面综合分析，择优推荐，见表1～2。

表1 长武北枢纽互通立交路线指标对比表

（1）几何指标

综合表1分析，方案二的匝道平纵指标较为均衡，方案一在主流方向指标优于方案二，但是考虑避让水源地，导致次流左转方向匝道半径较小。

（2）工程规模

从表2分析，A线方案一工程规模较大，但是占地较少，未对既有水源地造成影响。

表2 长武北枢纽互通立交工程规模对比表

5.5 互通方案选定

综合上述分析，方案一在占地规模上优于方案二，但是方案二在指标、工程规模、快速及高效进行交通转换上更有优势。与水源地管理部门沟通后，明确表示不同意水源地拆迁复建方案，遵循当地政府的要求，推荐方案一。

6 结语

本项目在设计时注意以下要点，供同类在现状高速公路上新增枢纽互通式立交的项目参考：

（1）选择互通布设位置须考虑现状高速既有互通、服务设施的设置情况，结合主线方案的拟定选择合适的位置接线。

（2）可考虑利用现状高速上既有互通改建为枢纽的方案，在现状高速或者新建高速的合适位置新建一座一般互通式立交“落地”；或者把既有互通改造为“枢纽+落地”的复合型互通方案。

（3）注意新旧技术标准的衔接；新建匝道与现状高速主线拼宽尽量选择路基拼宽，避免桥梁拼宽的设计和施工，利用工程技术手段减少新旧路基之间的不均匀沉降。

（4）平原区控制因素较多，尽量减少占用基本农田，绕避村庄减少拆迁，减少对地方道路的干扰，在保证构造物净空的基础上合理压低平均填高控制工程规模。

（5）互通式立交服务城镇，但与城镇之间需要保证一定距离，避免分割。前期资料收集注意城镇规划，为远期发展预留空间。

（6）互通方案选择需要进行利益相关者分析，充分考虑当地政府及居民的意见，了解其利益构成、需求和困难。对于本项目所在长武县，因地形和气候影响造成严重缺水，在方案选择中水源地对方案的决策起到了决定性的作用。