王家溝樞紐互通式立交改擴建方案設計

王 穎

(遼寧省交通規劃設計院)

1 概述

原沈陽繞城高速設計時速為120 km/h，雙向四車道，路基寬度26 m，改擴建后采用八車道高速公路標準，設計速度調整為100 km/h，路基寬度41 m(局部段42 m)。

王家溝互通式立交位于沈陽繞城高速東北王家溝村，原互通型式為雙喇叭，分別連接繞城高速與沈四高速公路、沈四高速與沈閻公路(東望街)。被交叉道路沈四高速，路面現狀寬度24.5 m，規劃寬度42 m，交叉方式為主線上跨。該互通主要功能是為滿足繞城高速與沈四高速交通流轉換，以及為蒲河新城、沈閻公路附近的城鎮服務，使該區域內車輛通過該互通便捷地出入高速公路。

互通區內地形起伏，繞城高速所處位置地勢最高，往南北兩側地勢走低，地表以農用地和繞城高速兩側的綠化帶為主;沈閻公路于K30+517處下穿繞城高速，接原王家溝互通收費站出口，兩側為居民房、汽車維修店、旅店、貨運中心，沈閻公路東側有一條中石油地下輸油管線。

2 互通立交現狀

原王家溝樞紐互通式立交以A型單喇叭分別連接沈四高速與沈閻公路、沈四高速與繞城高速，兩個單喇叭立交中匝道分別下穿沈四高速及繞城高速，主線橋皆為3～16 m預應力混凝土空心板橋。互通區內含分離式立交1處，為4～20 m預應力混凝土空心板橋，交叉角度78°，交叉方式為主線上跨被交路。

現狀互通匝道最小平曲線半徑R=40 m，匝道路基橫斷面分為單向單車道和對向車道兩種，單向單車道路基寬為8.5 m，雙向車道路基寬度為15.5 m。該互通沈四高速與沈閻公路連接匝道上現有匝道收費站1處，3進3出，共6個收費車道，收費站廣場為水泥混凝土路面，收費站出口右側為省高速公路管理局東陵管理處及交警支隊大樓。

3 立交型式調整

沈四高速與繞城高速原為T型交叉，考慮到王家溝樞紐東側英達樞紐立交已經接至沈閻公路(東望公路)上，因此本樞紐不用再與沈閻公路直接連接，可以通過收費站外連接線連接沈閻公路與G102。沈四高速向南跨越環城高速后，往西南方向延伸，接到規劃路上，并通過規劃路進一步連接沈陽市榆林大街和沈閻公路，增加城市出入口。

因此王家溝樞紐由原來的T型交叉調整為本項目的十字交叉，且本樞紐不再與沈閻公路直接連接。

4 交通量預測及通行能力分析

根據交通量預測分析，白塔堡互通立交主交通流方向為吉林與東環方向，設計末年(2033年)轉向交通量為14133(14167)pcu/d;次交通流方向是吉林與北環方向，設計末年轉向交通量為12 944(12 978)pcu/d。此兩個方向采用定向及半定向匝道。

圖1 王家溝交通量

5 改擴建方案

5.1 方案一

互通型式采用部分定向苜蓿葉型，繞城高速抬高縱斷，沈四高速延伸段下穿繞城高速，東環往收費站方向、收費站往北環方向采用內環匝道，其余左轉匝道采用半定向匝道，兩個內環匝道之間設置集散車道，B匝道上跨繞城高速、沈四高速延伸段，C匝道下穿繞城高速。互通起終點分別距離沈陽北服務區、英達樞紐互通式立交不足1 km，分別設置輔助車道貫通。

5.2 方案二

互通型式采用部分定向苜蓿葉型，繞城高速維持原狀不變，沈四高速延伸段上跨繞城高速，東環往收費站方向、收費站往北環方向采用內環匝道，其余左轉匝道采用半定向匝道，兩個內環匝道之間設置集散車道，所有匝道皆上跨繞城高速。其余同方案一。

5.3 方案比選及推薦意見

以上兩個方案均能與交通量相匹配。

由于交叉點附近地勢較高，四周地勢較低，方案一抬高繞城高速主線縱斷后，沈四高速延伸段及部分匝道下穿，較大的降低了路基填方高度，縮短了橋梁長度，但是由于繞城高速需要縱斷調整，施工期間對主線影響較大，考慮到本項目分段實施，以王家溝樞紐為界，第一期封閉東南環，施工西北環，第二期封閉西北環，施工東南環，給繞城高速交叉點附近段落縱斷調整提供了有利的條件。

方案二維持繞城高速平縱現狀，僅兩側加寬，交通組織相對簡單，更能保證主線的正常運營。但是由于四周地勢較低，交叉點附近地勢較高，沈四高速延伸段及匝道上跨繞城高速后路基填高較高，土石方數量較大，橋梁長度較長，工程造價高，縱斷線形指標較低。

綜合考慮以上方案特點，方案一能充分結合地勢，占地量及工程規模較小，工程造價低，施工期間交通組織不如方案二;方案二維持繞城高速不變，施工期間交通組織略優，但是占地極工程規模較大，工程造價較高。經綜合分析比較，推薦方案一。

表1 溝樞紐互通改擴建主要工程規模比較表

6 匝道設計

樞紐互通A、B、C、D匝道設計速度60 km/h，標準路基寬度為單向雙車道12.0 m;F匝道設計速度60 km/h，標準路基寬度為單向雙車道10.5 m;E、G、H、I匝道設計速度40 km/h，標準路基寬為單向單車道8.50 m;被交高速沈四高速設計速度120 km/h，現狀路基寬度為26.00 m，改建段收費站至A、C匝道分匯流之前段落為對向四車道段，路基寬度28.00 m，A、C匝道分匯流之后段落為對向八車道段，路基寬度42.00 m。

7 收費站設計

根據交通量預測結果，新建收費站8進13出;由于收費站位置變化較大，原收費站管理區及交警大隊辦公樓拆除，新建收費站管理區及交警大隊辦公大樓。

8 交通組織方案

8.1 第一階段封閉東環、沈四與北環方向保通

8.1.1 第一階段一期

保留原王家溝立交吉林往北環方向匝道(下稱M匝道)與北環往吉林方向匝道(下稱N匝道)。

吉林往北環方向保通:沈四高速原路基右幅(東側)——M匝道——繞城高速。

北環往吉林方向保通:繞城高速——N匝道——沈四高速原路基右幅(東側)。

施工沈四高速SSK1+820-終點段左幅(含王家溝6#公公分離式)，從王家溝6號公公分離式0#臺開始，沿原立交沈四高速西北側修建便道1連接AK0+800左側廢棄收費廣場。

8.1.2 第一階段二期

吉林往北環方向保通:新建沈四高速路基左幅(西側)——便道1——原沈四廢棄收費廣場——M 匝道——繞城高速。

北環往吉林方向保通:繞城高速——N匝道——原沈四廢棄收費廣場——便道1——新建沈四高速路基左幅(西側)。

新建沈四高速SSK0+700～SSK1+820全幅及相鄰分匯流匝道端部，新建SSK1+820～終點段右幅;新建C匝道CK1+600～終點及D匝道全段，使D匝道能連通繞城高速及沈四高速;新建B匝道BK1+400～終點及F匝道，使F匝道能連通繞城高速;沈四高速SSK1+740與F匝道FK0+320間修建便道2;根據工期及施工進度，修建繞城高速北環段及 A、C、E、H 匝道。

8.2 第二階段封閉北環、沈四與東環方向保通

吉林往東環方向保通:沈四高速——便道2——F匝道——B匝道——繞城高速。

東環往吉林方向保通:繞城高速——D匝道——C匝道——沈四高速。

修建該階段繞城高速、沈四高速及匝道未施工段落。

8.3 方案補充

由于B匝道橋梁較長，如果在封閉北環期間，施工工期緊迫，可考慮在第一階段二期中修建A、C匝道全段，A、C匝道貫通后廢棄M、N匝道，將吉林與北環方向車輛轉移到A、C匝道上。

吉林往北環方向保通:新建沈四高速路基左幅(西側)——便道1——原沈四廢棄收費廣場——A匝道——繞城高速。

北環往吉林方向保通:繞城高速——C匝道——沈四高速。交通流轉移后，修建B、G、I匝道及繞城高速中段。

9 結束語

王家溝樞紐立交連接沈四高速、沈陽繞城高速，是沈陽交通的北出口，由于建成時間較長，立交周圍平面位置控制點較多，立交布設較為受限，對于改擴建項目應在滿足規范和通行要求的前提下合理選擇立交方案降低工程造價。在立交方案、橋梁結構形式選擇中需考慮保通因素，采取合理可行的措施保證建設期間道路通行要求。