利用邏輯排除法進(jìn)行復(fù)雜樞紐立交設(shè)計(jì)研究

張延軍，王 耀

隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，骨干網(wǎng)絡(luò)基本形成，建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)逐漸由區(qū)域聯(lián)通過(guò)渡為路網(wǎng)加密提升［1］，道路建設(shè)日益復(fù)雜，建設(shè)深度和廣度都大幅增加，已由平原向山區(qū)、海邊、復(fù)雜地質(zhì)區(qū)、城鎮(zhèn)建成區(qū)等區(qū)域深入，特別是與現(xiàn)有道路網(wǎng)絡(luò)連接的主要互通節(jié)點(diǎn)控制要素越來(lái)越多，相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案也由原來(lái)的常規(guī)方案過(guò)渡到越來(lái)越復(fù)雜［2］。力圖通過(guò)對(duì)甬臺(tái)溫高速公路溫州南白象樞紐區(qū)域新增金麗溫高速公路東延銜接節(jié)點(diǎn)方案分析過(guò)程，提出利用邏輯排除法進(jìn)行復(fù)雜樞紐立交設(shè)計(jì)的思路。

1 工程概況

甬臺(tái)溫高速公路是沈陽(yáng)至?？趪?guó)家高速公路浙江段的主要組成部分，全長(zhǎng)367km。在寧波東與杭甬高速連接，北起北侖，南至分水關(guān)，穿越臺(tái)州，縱貫溫州，與福建相連。全線按4車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，始建于1994年，2003年底全線通車(chē)。南白象樞紐區(qū)域現(xiàn)狀為南白象互通+服務(wù)區(qū)+南白象樞紐共同構(gòu)成的復(fù)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(diǎn)，被交路為溫瑞大道，是溫州主城區(qū)的南進(jìn)城口，5km半徑覆蓋范圍主要包括南湖片區(qū)、三垟濕地、附一醫(yī)院、大學(xué)城、麗岙北部等區(qū)域。服務(wù)區(qū)結(jié)合互通收費(fèi)管理區(qū)域單側(cè)布置。南白象樞紐連接金麗溫高速和甬臺(tái)溫高速，通過(guò)4條定向匝道構(gòu)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(qū)，為甬臺(tái)溫高速公路及其復(fù)線的聯(lián)絡(luò)線。起點(diǎn)設(shè)茶山樞紐與南白象樞紐銜接，與現(xiàn)狀溫州南互通、溫州南服務(wù)區(qū)、南白象樞紐共同組成復(fù)合樞紐群，主要服務(wù)于金麗溫高速、甬臺(tái)溫高速及金麗溫高速東延三條高速公路間的交通量轉(zhuǎn)換。樞紐5km輻射范圍主要包括南湖片區(qū)、三垟濕地、附一醫(yī)院、污水處理廠、規(guī)劃客運(yùn)集散中心、大學(xué)城、麗岙北部等區(qū)域。

2 現(xiàn)狀控制要素分析

鑒于本項(xiàng)目位于溫州市主城區(qū)，周邊規(guī)劃成熟，導(dǎo)致本項(xiàng)目的控制條件較多，針對(duì)與甬臺(tái)溫高速銜接點(diǎn)，其不可調(diào)整要素包括：三垟濕地規(guī)劃、生命健康小鎮(zhèn)規(guī)劃、大學(xué)城規(guī)劃、三廊橋規(guī)劃等。

重要控制要素包括：現(xiàn)有高速公路保通、工程造價(jià)、社會(huì)影響、現(xiàn)狀甬臺(tái)溫高速公路拓寬。

3 邏輯排除法進(jìn)行方案比選

3.1 建立邏輯模型

鑒于本項(xiàng)目控制要素多，區(qū)域交通復(fù)雜。設(shè)計(jì)按照一般樞紐設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單到復(fù)雜、常規(guī)到特殊的邏輯思路，分別對(duì)其進(jìn)行十字樞紐、雙T樞紐、雙T+直行復(fù)合樞紐方案進(jìn)行邏輯排列。并結(jié)合重點(diǎn)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(jiàn)圖3。

3.2 分析并排除不可行方案

3.2.1 常規(guī)十字樞紐

甬臺(tái)溫高速公路與金麗溫高速公路構(gòu)成十字交叉，設(shè)計(jì)首先考慮按照常規(guī)高速公路樞紐即十字樞紐進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.2.1.1 原位改造南白象T型樞紐方案

鑒于現(xiàn)狀南白象樞紐東側(cè)為溫州大學(xué)城，若設(shè)置十字樞紐，則會(huì)導(dǎo)致大學(xué)城、污水處理廠拆遷，屬于不可調(diào)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(wù)區(qū)復(fù)合設(shè)置的方案，原甬臺(tái)溫高速上的隧道予以挖除，并挖除一部分山體作為服務(wù)區(qū)場(chǎng)區(qū)的用地，以一次性解決金麗溫和甬臺(tái)溫高速的交通轉(zhuǎn)換問(wèn)題。

（1）方案優(yōu)點(diǎn)

①金麗溫主線直接順暢。

②能夠解決現(xiàn)狀樞紐存在的問(wèn)題。

（2）方案存在的問(wèn)題

①現(xiàn)有互通拆遷，社會(huì)影響大。

②廢除期間的保通問(wèn)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(yè)主，因此還存在幾家業(yè)主之間的溝通協(xié)調(diào)問(wèn)題。

④廢除新建的工程規(guī)模太大，造價(jià)太高。

⑤與健康小鎮(zhèn)規(guī)劃有一定干擾。

鑒于其需要穿越健康小鎮(zhèn)，屬于不可調(diào)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(wù)區(qū)和樞紐的社會(huì)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(gòu)成雙T樞紐群，金麗溫東延高速與甬臺(tái)溫高速共線，共線段采用輔助車(chē)道貫通。

3.2.2.1 遠(yuǎn)距離北移方案

設(shè)計(jì)首先考慮遠(yuǎn)距離的雙T樞紐群方案，避免相互影響。受制于北側(cè)甌海大道快速路限制，本項(xiàng)目最遠(yuǎn)端設(shè)置區(qū)域即為約4km左右的大岙溪。

（1）方案優(yōu)點(diǎn)

①保留現(xiàn)狀南白象樞紐，工程造價(jià)較低。

②甬臺(tái)溫共線段較長(zhǎng)，交織影響小。

（2）方案缺點(diǎn)

①需要對(duì)主線進(jìn)行拼寬。若兩側(cè)或右側(cè)拓寬，存在深挖路塹、公墓遷移、新增隧道等問(wèn)題；若采用左側(cè)拓寬，則存在占用中興大道線位問(wèn)題。

②T型樞紐位于三垟濕地東門(mén)口，對(duì)景區(qū)有一定的影響。

③樞紐區(qū)域?qū)θ葮騾^(qū)塊規(guī)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(diào)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(yuǎn)距離雙T方案不可行，為盡可能地節(jié)省工程造價(jià)，提出該方案，即保留現(xiàn)狀互通及樞紐，結(jié)合現(xiàn)狀地形條件，在樞紐北側(cè)約1.6km處新建茶山T型樞紐，該方案的缺點(diǎn)在于兩T型樞紐間間距距離過(guò)近，交織段長(zhǎng)度僅900m，需設(shè)置復(fù)合樞紐，即將新建的T型樞紐與原南白象T型樞紐復(fù)合，通過(guò)輔助車(chē)道貫通。

（1）方案優(yōu)點(diǎn)

方案優(yōu)點(diǎn)是保留現(xiàn)狀南白象樞紐，工程造價(jià)較低。

（2）方案缺點(diǎn)

①甬臺(tái)溫主線交織段長(zhǎng)度僅900m，無(wú)法滿(mǎn)足交通轉(zhuǎn)向需求。

②結(jié)合交通量預(yù)測(cè)，經(jīng)測(cè)算，交織段服務(wù)水平為E級(jí)，達(dá)不到規(guī)范允許的D級(jí)。

鑒于該方案交織能力不足，無(wú)法滿(mǎn)足通行能力及服務(wù)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(wú)法滿(mǎn)足通行能力等問(wèn)題，提出在雙T基礎(chǔ)上增加主線直行方案。即：保留現(xiàn)狀樞紐互通，在茶山新增T型樞紐與本項(xiàng)目快速銜接，同時(shí)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(tái)溫共線交織問(wèn)題，節(jié)約造價(jià)。

經(jīng)測(cè)算，通過(guò)增設(shè)直行交通，該方案交織段服務(wù)水平提升至C級(jí)，達(dá)到規(guī)范允許的D級(jí)。因此，設(shè)計(jì)推薦采用雙T+直行方案。并結(jié)合周邊地形地物情況，在此大方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了方案細(xì)化設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)金麗溫高速公路東延線工程建設(shè)過(guò)程中起點(diǎn)茶山樞紐方案的介紹，分析和總結(jié)了利用邏輯排除對(duì)比法進(jìn)行復(fù)雜互通樞紐方案設(shè)計(jì)，為類(lèi)似工程的實(shí)施提供借鑒和參考。