太古高速公路東社樞紐立交方案設(shè)計(jì)

羅興宇

1 概述

太原至古交高速公路是山西省高速公路網(wǎng)“3縱11橫11環(huán)”布局規(guī)劃中太原環(huán)線的一條重要支線。起點(diǎn)位于太原市萬柏林區(qū)東社鄉(xiāng)，設(shè)東社樞紐與已經(jīng)建成的太原西北環(huán)過境高速公路相連接，路線經(jīng)太原市萬柏林區(qū)、古交市大南坪鄉(xiāng)到達(dá)終點(diǎn)河口鎮(zhèn)河下村。全線采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路基寬度24.5 m，全長20 km。東社樞紐互通式立交位于太原至古交高速公路起點(diǎn)，連接太古高速公路與太原西北環(huán)高速公路，與現(xiàn)有西北環(huán)東社互通組合形成復(fù)合式互通，可以實(shí)現(xiàn)太古高速、太原西北環(huán)高速、太原市興華街之間的車輛轉(zhuǎn)向及出入。

2 地形地貌

地形屬山前洪積傾斜平原區(qū)，微地貌由黃土梁、黃土沖溝等構(gòu)成，整體地勢(shì)東低西高，地表覆蓋Q3黃土和碎石土。

互通段屬城市郊區(qū)，范圍內(nèi)地物較多，主要有鐵十二局三處辦公樓及廠房，圪溝村春盛苑小區(qū)、太原福利院、東民洗煤廠等，地表建筑物眾多，拆遷量較大。

3 交通量預(yù)測(cè)結(jié)果

根據(jù)項(xiàng)目工可報(bào)告交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，遠(yuǎn)景年(2032年)通過該互通集散的交通量為32 027輛小客車/d，主交通流向?yàn)楣沤弧〉攴较颍?032年平均日交通量為10 294輛小客車/d。

4 方案比選

4.1 方案一

方案一采用變異雙喇叭方案，即保留原有高速公路單喇叭互通，新增變異單喇叭互通一座，將原互通“包裹”在其中。小店—古交主交通方案設(shè)兩座跨線橋分別上跨收費(fèi)站內(nèi)廣場(chǎng)和西北環(huán)高速公路，主線與匝道間形成三層立交，第一層為已有互通匝道下穿西北環(huán)高速，第二層為現(xiàn)有西北環(huán)高速公路，第三層為小店至古交向匝道上跨西北環(huán)高速。此方案為初步設(shè)計(jì)階段的推薦方案，見圖1。

優(yōu)點(diǎn):充分利用現(xiàn)有互通匝道，符合主交通流向。

缺點(diǎn):增加2座匝道跨線橋。興華街至古交向匝道受縱坡限制，需提前抬坡，太原至古交向收費(fèi)島需抬高2 m，與原收費(fèi)站形成錯(cuò)臺(tái)，影響收費(fèi)站整體設(shè)計(jì)。

4.2 方案二

方案二采用單喇叭+半定向形組合方案(如圖2所示)，該方案的提出是由于在施工圖詳測(cè)過程中，附近小區(qū)新建居民樓已侵入方案一互通匝道范圍，且工程進(jìn)展迅速，拆遷協(xié)調(diào)難度極大，為了避免拆遷，減少用地，取消1條環(huán)線匝道，增加1條定向匝道，將互通“瘦身”，避免了拆遷。主線與匝道間形成四層立交，前三層與方案一相同，第四層為古交至陽曲向匝道上跨小店至古交向匝道。

優(yōu)點(diǎn):避免了對(duì)居民樓的拆遷，線形指標(biāo)高，古交至陽曲向行車更順暢。

缺點(diǎn):太原至古交向收費(fèi)站仍需進(jìn)行抬高設(shè)計(jì)，不利于收費(fèi)站整體設(shè)計(jì)。樞紐主線與匝道間形成四層立交，增加高架橋1座，最大橋高25 m，橋梁總長比方案一增加620 m，造價(jià)較方案一增加1 600萬元。

4.3 方案三

由于方案一、二完全利用了現(xiàn)有互通匝道，存在新增匝道橋梁工程量大，收費(fèi)站設(shè)置不便，造價(jià)高，拆遷居民樓難度大等問題。提出了廢除原有互通匝道，對(duì)原有互通跨線橋進(jìn)行兩側(cè)加寬，其余匝道重新布局的全苜蓿葉形方案，見圖3。

優(yōu)點(diǎn):匝道工程以路基為主，工程規(guī)模較小，施工簡單;收費(fèi)站加寬均在同一平面上，利于收費(fèi)廣場(chǎng)布置，車輛上下高速更方便;總造價(jià)較方案一低1 500萬元。

缺點(diǎn):小店至古交的主交通流向通行能力降低;廢棄了原有互通匝道，造成一定工程浪費(fèi);對(duì)東社福利院造成一定拆遷。

4.4 方案四

由于方案三增加了對(duì)東社福利院的拆遷，經(jīng)反復(fù)溝通協(xié)調(diào)，方案三存在拆遷費(fèi)用高，人員臨時(shí)安置困難，工期拖延時(shí)間長，社會(huì)影響大等不利因素，因此提出了在苜蓿葉方案基礎(chǔ)上進(jìn)行了局部優(yōu)化的方案四，該方案減小了與福利院相鄰的環(huán)形匝道半徑，圓曲線半徑由60 m降低為50 m，是規(guī)范允許的最小值，古交至小店方案右轉(zhuǎn)匝道，采用高架橋方式跨過環(huán)線匝道，避免了對(duì)福利院的拆遷，見圖4。

優(yōu)點(diǎn):除具有方案三的優(yōu)點(diǎn)外，還避免了福利院的拆遷，易于工程實(shí)施，保證了工程進(jìn)度。

缺點(diǎn):較方案三增加橋梁1座，造價(jià)增加800萬元;匝道平面指標(biāo)降低，影響視距，需采取必要的工程措施，保證行車安全。

5 方案選定

本樞紐立交在設(shè)計(jì)過程中，由于受到地形、地物及現(xiàn)有互通的限制，布局空間狹小，各方案布設(shè)都難以做到盡善盡美，征地拆遷是制約方案的主要因素，方案一、三由于分別拆遷居民樓和福利院，對(duì)群眾生活影響大，工程實(shí)施難度大，方案二線形指標(biāo)高，立交層次多，橋梁規(guī)模大，工程造價(jià)高。方案四避免了拆遷，工程規(guī)模適當(dāng)，作為了最終的施工方案。

6 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1)立交設(shè)計(jì)需對(duì)現(xiàn)有西北環(huán)高速公路進(jìn)行拓寬，對(duì)現(xiàn)有高速公路斷面進(jìn)行了GPS散點(diǎn)采集，重新擬合了高速公路縱坡，確保接線準(zhǔn)確。

2)由于全苜蓿葉形樞紐存在車流交織，為提高行車安全，在主線兩側(cè)分別設(shè)置了雙車道集散車道，集散車道與主線間設(shè)2 m寬邊分隔帶，增大交織區(qū)長度，減少出入車輛對(duì)主線車流的影響。

3)加、減速車道前后增設(shè)了輔助車道，保證立交區(qū)主線車道數(shù)的平衡。

4)E匝道跨線橋兩次跨越環(huán)形匝道，通過增大橋梁跨徑，改善視距，同時(shí)加強(qiáng)安全設(shè)施設(shè)計(jì)，保證行車安全。

5)立交區(qū)用地緊張，匝道外側(cè)設(shè)置了路肩或路堤式擋墻，收縮坡腳，節(jié)約用地。

6)增設(shè)聲屏障等環(huán)保設(shè)施，降低對(duì)公路兩側(cè)沿線居民的噪聲污染。

7 結(jié)語

互通立交選型受多種因素制約，每個(gè)立交都有其各自的特點(diǎn)。在方案擬定時(shí)需進(jìn)行充分的調(diào)查和勘測(cè)，搜集立交范圍內(nèi)的各種資料。構(gòu)思時(shí)應(yīng)確定目標(biāo)，抓住重點(diǎn)，找出難點(diǎn)，權(quán)衡利弊，綜合比較，優(yōu)選劣汰。通過充分的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，集思廣益，才能最終形成合理可行的方案。

［1］ JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ 孫家駟.道路立交規(guī)劃與設(shè)計(jì)［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［3］ 王旭東.公鐵平交道口立交改造效益分析［J］.山西建筑，2010，36(10):263-264.