麻彝高速花生地枢纽式互通立交设计方案研究

安忠明

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

随着我国交通基础设施的快速发展与西部大开发战略的稳步推进，高速公路的建设由东部平原区向西部山区不断延伸[1]。云贵地区山川河流密布，地形地貌十分复杂，地质条件差，同时在临近居民聚集地的区域，高等级公路的建设条件极为复杂[2]。互通立交作为高等级公路建设的重要节点，如何针对项目的地形、地质及地物等复杂条件，提出切实可行且经济合理的互通方案，成为公路建设中的重点和难点[3-5]。本文以麻柳湾至彝良高速公路中的花生地枢纽式互通为例，分析互通立交的设计方案。

1 互通方案设计背景

麻柳湾至彝良高速公路位于昭通市大关县、彝良县境内，是昭通市高速公路中长期规划-“四横五纵一环七联十五出口”高速公路网布局中“五纵”中的第五纵的重要组成部分。项目的建设对于深入贯彻实施党中央和国务院“一带一路”、“长江经济带”、“桥头堡战略”的指示精神，推进云南跨越式发展；促进滇中城市经济圈一体化建设，加快滇中城市群融合的需要；完善国家高速公路网规划和云南干线公路网布局；进一步促进区域资源开发和国际能源合作，构筑能源保障体系，加快少数民族地区扶贫开发和经济社会发展，应对自然灾害、国防安全等不可预见因素等方面意义重大。

麻柳湾至彝良高速公路采用双向四车道高速公路标准，设计速度为80km/h，路基宽度为25.5m，路线起于G85银昆高速公路岔河互通附近，对现状岔河互通改造岔河枢纽后，与银昆高速公路衔接，完成交通转换，路线整体南北走向，沿洛泽河向南布设，经天星镇西、彝良县龙安镇、彝良县城西，终点位于彝良县城南部花生地附近，设花生地枢纽式互通立交与宜昭高速衔接。同时，花生地枢纽式互通立交为本项目一期工程的终点，也是二期工程中本项目与宜昭高速共线的起点。花生地枢纽式互通立交为项目与宜昭高速提供交通转换功能，与彝良互通形成复合式互通立交，兼具落地功能，服务于彝良县城周边往麻柳弯方向上下高速。花生地枢纽式互通所处位置为狭长河谷地形，地质条件较差；洛泽河两岸地形陡峭、高差较大；临近彝良驰宏矿业公司，地形地物均较为复杂。如何在复杂的条件下布设互通匝道，完成交通转换，同时减少工程规模以及对当地企业生产、居民生活的不利影响是本互通方案设计的关键。

2 互通方案研究

2.1 交通量预测及定性分析

根据交通量预测结果，花生地枢纽式互通在2046年年平均日小客车交通量24970辆，其中，麻柳湾-宜宾方向年平均日小客车交通量20475辆，麻柳湾-昭通方向年平均日小客车交通量4495辆，转向主交通流为麻柳湾-宜宾方向，如图1所示。

图1 花生地枢纽式互通远景交通量预测图

2.2 控制因素分析

互通区内地形地物复杂，河谷地形地势陡峭，沿河分布有较多房屋，且临近驰宏矿业公司矿区；被交高速两侧分布有隧道、既有互通及服务区等，建设条件限制较多。为保证方案的合理、可行，先对互通区控制因素（如图2所示）进行梳理分析。

图2 花生地枢纽式互通周边控制因素示意图

2.2.1 地形

项目地处云贵高原地区，与四川凉山接壤，研究区内金沙江由西南向东北流过。基于新构造运动的不均一性，以金沙江为界，西北、东南区域的地貌有显著差异，西北区域地势高，受到的侵蚀更强烈，地势高差大，为高山-中高山峡谷地形；东南区域地势低且高差相对较小，为中山地形；西北区域凉山山区地形由北向南倾斜。互通区地貌单元为构造侵蚀低中山地貌单元，微地貌为斜坡及沟谷地貌，地面标高在910.36～978.56m 之间，地形稍有起伏。互通区匝道的布置空间局促，方案设计需因地制宜，适应地形条件，避免大填大挖，减少工程规模与实施难度。

2.2.2 路网规划及被交高速

宜昭高速公路在该段研究范围内设计速度为80km/h，路基宽度24.5m，采用整体式路基和分离式路基，双向四车道，沥青混凝土路面。平曲线最小半径为810m，凸形竖曲线半径13000m，凹形竖曲线半径18000m，最大纵坡2.84%。花生地枢纽北距麻柳湾高速彝良北互通11.8km，东距宜昭高速下寨隧道0.7km，西距宜昭高速彝良互通1.0km。

2.2.3 房屋建筑及重要地物

现状宜昭高速西北侧建设有驰宏矿业公司的高层生活小区和生产厂区，生产厂区的东侧为矿区生产的污水处理区，东北侧为高压水池和泵房，且厂区内分布有大量的企业生产用的管线。驰宏矿业公司作为彝良县的支柱产业，主要开采地下矿产，互通匝道设计时布局应紧凑，避让房屋拆迁、管线迁改，尽可能降低对厂区生产的不利影响。

2.2.4 不良地质

根据区域资料和野外地质调查，互通区未发现活动性断裂，为区域地壳稳定性次稳定区，场地基本稳定。互通区基本地震动峰值加速度为0.15g，基本地震动反应谱特征周期为0.45s，为强震区，桥梁设计时应依据《公路工程抗震规范》(JTG B02-2013)中相关要求进行抗震设防。特殊性岩土主要为填土，分布范围有限，钻探揭露平均厚度约为2.00m，局部在既有高速公路旁，层厚较大（约10m），可采用挖除或换填方式进行处理，对工程的建设影响不大。

2.3 互通备选方案一

根据《公路路线设计规范》，互通布设的间距一般为4km，受特殊影响，出入口净距不小于1000m。花生地枢纽式互通于现状下寨隧道出口与彝良互通间布设，现状高速互通出入口间的净距影响着匝道的布设。

花生地枢纽式互通与彝良北互通间距满足《公路路线设计规范》（JTG D20-2017）第10.1.6 条相关规定；与宜昭高速的彝良互通间距小于1000m，经前期充分论证，需在该位置设置互通立交与宜昭高速衔接，互通采用T型枢纽互通型式，并对既有的彝良互通按照复合式互通进行改造，且控制宜昭高速上互通式立体交叉之间的最小净距不小于650m；花生地枢纽式互通与宜昭高速下寨隧道间距小于1000m，已加强交安设计，并控制花生地枢纽在宜昭高速主线入口与前方隧道的净距不小于80m，主线出口与前方隧道净距不小于300m。

备选方案一采用T型枢纽+落地功能（见图3所示）。

图3 花生地枢纽式互通备选方案一

根据预测交通量，主交通流方向为麻柳湾←→宜宾方向，设计速度采用50km/h，麻柳湾至宜宾方向左转B匝道采用半定向匝道，上跨高速后汇入宜昭高速；宜宾至麻柳湾方向右转C 匝道采用定向匝道汇入本项目。次交通流方向为昭通←→麻柳湾方向，设计速度40km/h，昭通至麻柳湾方向左转E匝道采用半定向匝道，下穿B 匝道、宜昭高速、C 匝道后汇入本项目，下穿宜昭高速处需将路基改造为桥梁。麻柳湾至昭通方向右转匝道D匝道沿驰宏矿业公司外围布设，采用“门架”桥梁继续沿收费站出口连接线布设，而后下穿彝良互通A匝道后汇入宜昭高速。对既有彝良互通A匝道（宜宾方向出口匝道）进行局部改造，将现彝良互通的宜昭高速出口匝道向宜宾方移动约300m，改造后A匝道接入彝良互通YA匝道，保证宜昭高速连续出入口间距满足规范要求。F匝道从D匝道分流后汇入彝良互通A匝道，实现麻柳湾方向车辆上下高速的功能。同时，控制宜昭高速宜宾方向的出入口（B、C匝道）位置，使其满足与下寨隧道出口净距要求。其次，对收费出口连接线下穿B、C匝道段进行改移，利用匝道桥孔下穿。

2.4 互通备选方案二

备选方案一对宜昭高速主线及彝良互通改造较大，影响宜昭高速主线通行效率，故提出对宜昭高速彝良互通改造影响小的备选方案二。

备选方案二也是采用T型枢纽+落地功能（见图4所示）。主交通流方向匝道设计速度采用50km/h，匝道布设与备选方案一一致；次交通流方向匝道设计速度40km/h，昭通至麻柳湾方向左转E 匝道采用半定向匝道，下穿B匝道、宜昭高速、C匝道后汇入本项目主线，与备选方案一致。麻柳湾至昭通方向右转匝道D 匝道沿宜昭高速主线与彝良互通连接线间布设，而后F匝道从D匝道右侧分流，D匝道直接汇入彝良互通YA匝道，实现麻柳湾方向车辆下高速功能，F匝道依次上跨彝良互通连接线、石丫连接线后，汇入彝良互通YB匝道，实现麻柳湾方向上高速功能。

图4 花生地枢纽式互通备选方案二

3 互通方案比选

初步设计阶段对方案一和方案二做同深度比选，两个方案的主要经济技术指标对比情况见表1。

表1 两个方案主要经济技术指标对比

方案一优点：主交通流方向行车速度高，通行转换效率较高；互通布设紧凑，对现状环境破坏小，工程规模小。缺点：两次跨越高速，且需将宜昭高速既有路基改造为桥梁，改造彝良互通出口匝道，影响高速出行。

方案二优点：不对彝良互通匝道进行改造，对宜昭高速、彝良互通的车辆通行影响小。缺点：桥梁工程规模大，造价高。

综合各种比选因素，将备选方案一作为花生地枢纽式互通的推荐方案。

4 结束语

综上所述，花生地枢纽式互通实现了高速与高速、高速与地方道路的快速转换，进一步完善了地方路网系统，对推动当地经济发展具有重要的意义。互通区内控制因素较多，建设条件复杂，在通过深入调查研究、分析论证后，提出利用高速既有互通之间狭长的空间布设匝道，灵活选用匝道平纵指标，以桥梁形式在匝道间相互跨越，实现在既有互通附近新建T型枢纽互通且将既有互通的部分匝道进行改造，既保证了高速连续出入口间距，也避免主线交织，复合型互通的设置高度完成了高速间转换的同时兼具落地功能。

总之，枢纽式互通的布设不要局限于常规，可灵活多变，与地形、地物相适应，充分保证互通设计方案的经济性与合理性。