利用邏輯排除法進行復雜樞紐立交設計研究

張延軍，王 耀

隨著我國高速公路建設的持續推進，骨干網絡基本形成，建設目標已經逐漸由區域聯通過渡為路網加密提升［1］，道路建設日益復雜，建設深度和廣度都大幅增加，已由平原向山區、海邊、復雜地質區、城鎮建成區等區域深入，特別是與現有道路網絡連接的主要互通節點控制要素越來越多，相應的設計方案也由原來的常規方案過渡到越來越復雜［2］。力圖通過對甬臺溫高速公路溫州南白象樞紐區域新增金麗溫高速公路東延銜接節點方案分析過程，提出利用邏輯排除法進行復雜樞紐立交設計的思路。

1 工程概況

甬臺溫高速公路是沈陽至海口國家高速公路浙江段的主要組成部分，全長367km。在寧波東與杭甬高速連接，北起北侖，南至分水關，穿越臺州，縱貫溫州，與福建相連。全線按4車道高速公路標準建設，始建于1994年，2003年底全線通車。南白象樞紐區域現狀為南白象互通+服務區+南白象樞紐共同構成的復合樞紐群。南白象互通為雙喇叭互通布置，位于金麗溫高速終點，被交路為溫瑞大道，是溫州主城區的南進城口，5km半徑覆蓋范圍主要包括南湖片區、三垟濕地、附一醫院、大學城、麗岙北部等區域。服務區結合互通收費管理區域單側布置。南白象樞紐連接金麗溫高速和甬臺溫高速，通過4條定向匝道構成T型樞紐。

新建金麗溫高速公路東延線工程位于溫州市主城區，為甬臺溫高速公路及其復線的聯絡線。起點設茶山樞紐與南白象樞紐銜接，與現狀溫州南互通、溫州南服務區、南白象樞紐共同組成復合樞紐群，主要服務于金麗溫高速、甬臺溫高速及金麗溫高速東延三條高速公路間的交通量轉換。樞紐5km輻射范圍主要包括南湖片區、三垟濕地、附一醫院、污水處理廠、規劃客運集散中心、大學城、麗岙北部等區域。

2 現狀控制要素分析

鑒于本項目位于溫州市主城區，周邊規劃成熟，導致本項目的控制條件較多，針對與甬臺溫高速銜接點，其不可調整要素包括：三垟濕地規劃、生命健康小鎮規劃、大學城規劃、三廊橋規劃等。

重要控制要素包括：現有高速公路保通、工程造價、社會影響、現狀甬臺溫高速公路拓寬。

3 邏輯排除法進行方案比選

3.1 建立邏輯模型

鑒于本項目控制要素多，區域交通復雜。設計按照一般樞紐設計簡單到復雜、常規到特殊的邏輯思路，分別對其進行十字樞紐、雙T樞紐、雙T+直行復合樞紐方案進行邏輯排列。并結合重點控制要素排除不可行方案，最后得出推薦方案。

首先繪制邏輯分析圖，見圖3。

3.2 分析并排除不可行方案

3.2.1 常規十字樞紐

甬臺溫高速公路與金麗溫高速公路構成十字交叉，設計首先考慮按照常規高速公路樞紐即十字樞紐進行設計。

3.2.1.1 原位改造南白象T型樞紐方案

鑒于現狀南白象樞紐東側為溫州大學城，若設置十字樞紐，則會導致大學城、污水處理廠拆遷，屬于不可調整影響要素，方案不成立，排除。

3.2.1.2 移位至茶山十字樞紐方案

采用樞紐和服務區復合設置的方案，原甬臺溫高速上的隧道予以挖除，并挖除一部分山體作為服務區場區的用地，以一次性解決金麗溫和甬臺溫高速的交通轉換問題。

（1）方案優點

①金麗溫主線直接順暢。

②能夠解決現狀樞紐存在的問題。

（2）方案存在的問題

①現有互通拆遷，社會影響大。

②廢除期間的保通問題，交通組織的難度較大。

③由于原互通和高速分屬不同的業主，因此還存在幾家業主之間的溝通協調問題。

④廢除新建的工程規模太大，造價太高。

⑤與健康小鎮規劃有一定干擾。

鑒于其需要穿越健康小鎮，屬于不可調整影響要素，方案不成立，排除。

3.2.2 一般雙T樞紐

考慮到廢除原互通兼服務區和樞紐的社會影響大，施工期交通組織難度大，且地方也不支持，因此，提出在茶山處新建T型樞紐，構成雙T樞紐群，金麗溫東延高速與甬臺溫高速共線，共線段采用輔助車道貫通。

3.2.2.1 遠距離北移方案

設計首先考慮遠距離的雙T樞紐群方案，避免相互影響。受制于北側甌海大道快速路限制，本項目最遠端設置區域即為約4km左右的大岙溪。

（1）方案優點

①保留現狀南白象樞紐，工程造價較低。

②甬臺溫共線段較長，交織影響小。

（2）方案缺點

①需要對主線進行拼寬。若兩側或右側拓寬，存在深挖路塹、公墓遷移、新增隧道等問題；若采用左側拓寬，則存在占用中興大道線位問題。

②T型樞紐位于三垟濕地東門口，對景區有一定的影響。

③樞紐區域對三廊橋區塊規劃影響較大，部分地塊已出讓。

鑒于其需要侵占三垟濕地，屬于不可調整影響要素，方案不成立，排除。

3.2.2.2 近距離茶山雙T交織方案

由于遠距離雙T方案不可行，為盡可能地節省工程造價，提出該方案，即保留現狀互通及樞紐，結合現狀地形條件，在樞紐北側約1.6km處新建茶山T型樞紐，該方案的缺點在于兩T型樞紐間間距距離過近，交織段長度僅900m，需設置復合樞紐，即將新建的T型樞紐與原南白象T型樞紐復合，通過輔助車道貫通。

（1）方案優點

方案優點是保留現狀南白象樞紐，工程造價較低。

（2）方案缺點

①甬臺溫主線交織段長度僅900m，無法滿足交通轉向需求。

②結合交通量預測，經測算，交織段服務水平為E級，達不到規范允許的D級。

鑒于該方案交織能力不足，無法滿足通行能力及服務水平，方案不成立，排除。

3.2.3 主流向直行+雙T樞紐方案

鑒于雙T方案存在交織距離短、無法滿足通行能力等問題，提出在雙T基礎上增加主線直行方案。即：保留現狀樞紐互通，在茶山新增T型樞紐與本項目快速銜接，同時保留主線直行功能與金麗溫高速公路在南白象樞紐前銜接，解決直行交通的快速通行功能。該思路有利于緩解甬臺溫共線交織問題，節約造價。

經測算，通過增設直行交通，該方案交織段服務水平提升至C級，達到規范允許的D級。因此，設計推薦采用雙T+直行方案。并結合周邊地形地物情況，在此大方案的基礎上進一步進行了方案細化設計。

4 結語

通過對金麗溫高速公路東延線工程建設過程中起點茶山樞紐方案的介紹，分析和總結了利用邏輯排除對比法進行復雜互通樞紐方案設計，為類似工程的實施提供借鑒和參考。