麻彝高速花生地樞紐式互通立交設計方案研究

安忠明

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 引言

隨著我國交通基礎設施的快速發展與西部大開發戰略的穩步推進，高速公路的建設由東部平原區向西部山區不斷延伸[1]。云貴地區山川河流密布，地形地貌十分復雜，地質條件差，同時在臨近居民聚集地的區域，高等級公路的建設條件極為復雜[2]。互通立交作為高等級公路建設的重要節點，如何針對項目的地形、地質及地物等復雜條件，提出切實可行且經濟合理的互通方案，成為公路建設中的重點和難點[3-5]。本文以麻柳灣至彝良高速公路中的花生地樞紐式互通為例，分析互通立交的設計方案。

1 互通方案設計背景

麻柳灣至彝良高速公路位于昭通市大關縣、彝良縣境內，是昭通市高速公路中長期規劃-“四橫五縱一環七聯十五出口”高速公路網布局中“五縱”中的第五縱的重要組成部分。項目的建設對于深入貫徹實施黨中央和國務院“一帶一路”、“長江經濟帶”、“橋頭堡戰略”的指示精神，推進云南跨越式發展；促進滇中城市經濟圈一體化建設，加快滇中城市群融合的需要；完善國家高速公路網規劃和云南干線公路網布局；進一步促進區域資源開發和國際能源合作，構筑能源保障體系，加快少數民族地區扶貧開發和經濟社會發展，應對自然災害、國防安全等不可預見因素等方面意義重大。

麻柳灣至彝良高速公路采用雙向四車道高速公路標準，設計速度為80km/h，路基寬度為25.5m，路線起于G85銀昆高速公路岔河互通附近，對現狀岔河互通改造岔河樞紐后，與銀昆高速公路銜接，完成交通轉換，路線整體南北走向，沿洛澤河向南布設，經天星鎮西、彝良縣龍安鎮、彝良縣城西，終點位于彝良縣城南部花生地附近，設花生地樞紐式互通立交與宜昭高速銜接。同時，花生地樞紐式互通立交為本項目一期工程的終點，也是二期工程中本項目與宜昭高速共線的起點。花生地樞紐式互通立交為項目與宜昭高速提供交通轉換功能，與彝良互通形成復合式互通立交，兼具落地功能，服務于彝良縣城周邊往麻柳彎方向上下高速。花生地樞紐式互通所處位置為狹長河谷地形，地質條件較差；洛澤河兩岸地形陡峭、高差較大；臨近彝良馳宏礦業公司，地形地物均較為復雜。如何在復雜的條件下布設互通匝道，完成交通轉換，同時減少工程規模以及對當地企業生產、居民生活的不利影響是本互通方案設計的關鍵。

2 互通方案研究

2.1 交通量預測及定性分析

根據交通量預測結果，花生地樞紐式互通在2046年年平均日小客車交通量24970輛，其中，麻柳灣-宜賓方向年平均日小客車交通量20475輛，麻柳灣-昭通方向年平均日小客車交通量4495輛，轉向主交通流為麻柳灣-宜賓方向，如圖1所示。

圖1 花生地樞紐式互通遠景交通量預測圖

2.2 控制因素分析

互通區內地形地物復雜，河谷地形地勢陡峭，沿河分布有較多房屋，且臨近馳宏礦業公司礦區；被交高速兩側分布有隧道、既有互通及服務區等，建設條件限制較多。為保證方案的合理、可行，先對互通區控制因素（如圖2所示）進行梳理分析。

圖2 花生地樞紐式互通周邊控制因素示意圖

2.2.1 地形

項目地處云貴高原地區，與四川涼山接壤，研究區內金沙江由西南向東北流過。基于新構造運動的不均一性，以金沙江為界，西北、東南區域的地貌有顯著差異，西北區域地勢高，受到的侵蝕更強烈，地勢高差大，為高山-中高山峽谷地形；東南區域地勢低且高差相對較小，為中山地形；西北區域涼山山區地形由北向南傾斜。互通區地貌單元為構造侵蝕低中山地貌單元，微地貌為斜坡及溝谷地貌，地面標高在910.36～978.56m 之間，地形稍有起伏。互通區匝道的布置空間局促，方案設計需因地制宜，適應地形條件，避免大填大挖，減少工程規模與實施難度。

2.2.2 路網規劃及被交高速

宜昭高速公路在該段研究范圍內設計速度為80km/h，路基寬度24.5m，采用整體式路基和分離式路基，雙向四車道，瀝青混凝土路面。平曲線最小半徑為810m，凸形豎曲線半徑13000m，凹形豎曲線半徑18000m，最大縱坡2.84%。花生地樞紐北距麻柳灣高速彝良北互通11.8km，東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

現狀宜昭高速西北側建設有馳宏礦業公司的高層生活小區和生產廠區，生產廠區的東側為礦區生產的污水處理區，東北側為高壓水池和泵房，且廠區內分布有大量的企業生產用的管線。馳宏礦業公司作為彝良縣的支柱產業，主要開采地下礦產，互通匝道設計時布局應緊湊，避讓房屋拆遷、管線遷改，盡可能降低對廠區生產的不利影響。

2.2.4 不良地質

根據區域資料和野外地質調查，互通區未發現活動性斷裂，為區域地殼穩定性次穩定區，場地基本穩定。互通區基本地震動峰值加速度為0.15g，基本地震動反應譜特征周期為0.45s，為強震區，橋梁設計時應依據《公路工程抗震規范》(JTG B02-2013)中相關要求進行抗震設防。特殊性巖土主要為填土，分布范圍有限，鉆探揭露平均厚度約為2.00m，局部在既有高速公路旁，層厚較大（約10m），可采用挖除或換填方式進行處理，對工程的建設影響不大。

2.3 互通備選方案一

根據《公路路線設計規范》，互通布設的間距一般為4km，受特殊影響，出入口凈距不小于1000m。花生地樞紐式互通于現狀下寨隧道出口與彝良互通間布設，現狀高速互通出入口間的凈距影響著匝道的布設。

花生地樞紐式互通與彝良北互通間距滿足《公路路線設計規范》（JTG D20-2017）第10.1.6 條相關規定；與宜昭高速的彝良互通間距小于1000m，經前期充分論證，需在該位置設置互通立交與宜昭高速銜接，互通采用T型樞紐互通型式，并對既有的彝良互通按照復合式互通進行改造，且控制宜昭高速上互通式立體交叉之間的最小凈距不小于650m；花生地樞紐式互通與宜昭高速下寨隧道間距小于1000m，已加強交安設計，并控制花生地樞紐在宜昭高速主線入口與前方隧道的凈距不小于80m，主線出口與前方隧道凈距不小于300m。

備選方案一采用T型樞紐+落地功能（見圖3所示）。

圖3 花生地樞紐式互通備選方案一

根據預測交通量，主交通流方向為麻柳灣←→宜賓方向，設計速度采用50km/h，麻柳灣至宜賓方向左轉B匝道采用半定向匝道，上跨高速后匯入宜昭高速；宜賓至麻柳灣方向右轉C 匝道采用定向匝道匯入本項目。次交通流方向為昭通←→麻柳灣方向，設計速度40km/h，昭通至麻柳灣方向左轉E匝道采用半定向匝道，下穿B 匝道、宜昭高速、C 匝道后匯入本項目，下穿宜昭高速處需將路基改造為橋梁。麻柳灣至昭通方向右轉匝道D匝道沿馳宏礦業公司外圍布設，采用“門架”橋梁繼續沿收費站出口連接線布設，而后下穿彝良互通A匝道后匯入宜昭高速。對既有彝良互通A匝道（宜賓方向出口匝道）進行局部改造，將現彝良互通的宜昭高速出口匝道向宜賓方移動約300m，改造后A匝道接入彝良互通YA匝道，保證宜昭高速連續出入口間距滿足規范要求。F匝道從D匝道分流后匯入彝良互通A匝道，實現麻柳灣方向車輛上下高速的功能。同時，控制宜昭高速宜賓方向的出入口（B、C匝道）位置，使其滿足與下寨隧道出口凈距要求。其次，對收費出口連接線下穿B、C匝道段進行改移，利用匝道橋孔下穿。

2.4 互通備選方案二

備選方案一對宜昭高速主線及彝良互通改造較大，影響宜昭高速主線通行效率，故提出對宜昭高速彝良互通改造影響小的備選方案二。

備選方案二也是采用T型樞紐+落地功能（見圖4所示）。主交通流方向匝道設計速度采用50km/h，匝道布設與備選方案一一致；次交通流方向匝道設計速度40km/h，昭通至麻柳灣方向左轉E 匝道采用半定向匝道，下穿B匝道、宜昭高速、C匝道后匯入本項目主線，與備選方案一致。麻柳灣至昭通方向右轉匝道D 匝道沿宜昭高速主線與彝良互通連接線間布設，而后F匝道從D匝道右側分流，D匝道直接匯入彝良互通YA匝道，實現麻柳灣方向車輛下高速功能，F匝道依次上跨彝良互通連接線、石丫連接線后，匯入彝良互通YB匝道，實現麻柳灣方向上高速功能。

圖4 花生地樞紐式互通備選方案二

3 互通方案比選

初步設計階段對方案一和方案二做同深度比選，兩個方案的主要經濟技術指標對比情況見表1。

表1 兩個方案主要經濟技術指標對比

方案一優點：主交通流方向行車速度高，通行轉換效率較高；互通布設緊湊，對現狀環境破壞小，工程規模小。缺點：兩次跨越高速，且需將宜昭高速既有路基改造為橋梁，改造彝良互通出口匝道，影響高速出行。

方案二優點：不對彝良互通匝道進行改造，對宜昭高速、彝良互通的車輛通行影響小。缺點：橋梁工程規模大，造價高。

綜合各種比選因素，將備選方案一作為花生地樞紐式互通的推薦方案。

4 結束語

綜上所述，花生地樞紐式互通實現了高速與高速、高速與地方道路的快速轉換，進一步完善了地方路網系統，對推動當地經濟發展具有重要的意義。互通區內控制因素較多，建設條件復雜，在通過深入調查研究、分析論證后，提出利用高速既有互通之間狹長的空間布設匝道，靈活選用匝道平縱指標，以橋梁形式在匝道間相互跨越，實現在既有互通附近新建T型樞紐互通且將既有互通的部分匝道進行改造，既保證了高速連續出入口間距，也避免主線交織，復合型互通的設置高度完成了高速間轉換的同時兼具落地功能。

總之，樞紐式互通的布設不要局限于常規，可靈活多變，與地形、地物相適應，充分保證互通設計方案的經濟性與合理性。