海启高速公路启东北枢纽互通设计方案研究

周　伟

海启高速公路启东北枢纽互通设计方案研究

周伟

（江苏省交通工程建设局，江苏南京 210004）

与通启、崇启高速公路衔接的启东北枢纽互通方案是江苏省海安至启东高速公路互通设计的难点和关键点，文章以海启高速公路启东北枢纽为依托，通过对互通位置分析、设计原则确定，提出了考虑不同侧重点的多个互通设计方案，并从服务功能、经济社会效益、技术指标、安全性、工程造价等多方面因素进行综合比选分析，推荐出适应当前综合功能需求的设计方案，为类似工程设计提供借鉴和参考。

道路工程；互通设计；高速公路；方案比选

海安至启东高速公路（以下简称海启高速公路）是江苏省“五纵九横五联”高速公路网规划中“横三”——南京经泰州至启东高速公路的重要组成部分。项目起点连接了江海高速与沿海高速，终点连接崇启过江通道和通启高速，与崇启过江通道共同形成新的苏沪省际通道，有力地强化了国家高速公路网在长三角地区的主骨架功能和作用。项目对推动和服务江苏沿海开发国家战略，促进长江三角洲经济一体化，进一步发展完善江苏省高速公路网，实现南通县级节点高速公路网络互联互通，进一步促进南通经济腾飞等均具有十分重要的意义。

本文以海启高速公路启东北枢纽为依托，通过对互通位置的分析、设计原则的确定，提出了考虑不同侧重点的多个互通设计方案，并从服务功能、经济社会效益、技术指标、安全性、工程造价等多方面因素进行综合比选分析，推荐出适应当前综合功能需求的设计方案。

1　互通位置分析

1.1工可路线走廊确定

海启、通启高速公路均为设计速度120 km/h、路基宽度28 m的双向4车道高速公路标准，桥涵设计汽车荷载采用公路-I级；崇启高速公路设计速度为120 km/h、路基宽度为34.5 m，双向6车道高速公路，桥涵设计汽车荷载采用公路-I级。现有的通启高速公路与崇启高速公路在启东北互通相接，海启高速公路启东北枢纽位置待研究确定。

根据海启高速公路工程可行性研究报告，项目路线终点在启东市与通启高速及崇启过江通道衔接，终点位置的选择应考虑与崇启过江通道、通启高速衔接顺畅，解决好各高速之间的交通转化及与地方道路的连接问题，避免过境交通穿越城市，既保证高速公路网总体布局的合理，又使地方道路与高速系统可以合理衔接，同时还应与启东市城市总体规划相协调。综合考虑终点段区域路网布局和启东市域城镇体系规划特点，本项目终点存在3个路线走廊，见图1。

图1 启东段工可路线走廊图

（1）启东西走廊（工可A线）

路线在启东市吕四港镇东南与K线分离，路线转向南经合作镇西侧至启东市城市规划区西北侧的新义村南侧，距崇启高速启东北互通6 km处设置枢纽互通与通启高速衔接。

（2）启东中走廊（工可K线）

路线起自启东市吕四港镇东南，向东南至南阳镇西南设置枢纽互通与崇启高速对接，与崇启高速启东北互通组成复合式互通。

（3）启东东走廊（工可F线）

路线在启东市吕四港镇东南与K线分离，向东南经海复镇以西，至南阳镇以东至启东市城区东北侧，距崇启高速启东北互通3 km处设置枢纽互通与崇启高速衔接。

工可报告从路网结构布局的合理性、对沿海经济发展的影响、交通量与运营里程、崇启长江过江通道衔接性、利用通启高速段交通适应性分析、启东城区对外出行便利性、工程建设规模、与启东市地方路网的衔接、规划吕四港铁路的影响、建设条件、环保、占用土地资源影响分析、地方政府意见等方面进行比较，最终推荐中走廊K线方案。该方案启东北枢纽所连接的通启与海启高速均为4车道。

1.2初设互通位置选择

初步设计在工可研究路线走廊（工可K线为启东中走廊，见图2）的基础上，结合现场已变化的主要控制因素及终点枢纽设置条件，布设了K线（工可K线、A线之间，启东中走廊与西走廊之间）、A8线（工可K线，启东中走廊）、A9线（工可K线，启东中走廊，终点接近东走廊）3个线位，并从交通量适应情况、功能性、工程规模、预期经济社会效益等方面对线位进行比选（见图3）。

图2　启东段工可及初步设计线位图

图3　终点段路线方案示意图（K、A8、A9线）

经比选，对应互通位置点位3的A9线与通启、崇启高速公路、宁启铁路改建工程相互交叉，干扰较大，不利于启东北枢纽的布设，且需要改造刚刚运营2年的启东北互通和征用江苏神通阀门股份有限公司（上市公司）土地，代价很大，因此否定A9方案。对应互通位置点位2的A8线需多次跨越航道，不利于对沿线新安、合作等中心城镇的发展，无法弥补启东西部路网较为薄弱的缺陷，且路线长度较长（较K线造价多约1.9亿元），因此，否定A8线方案。

经比较，K线具备以下优势：（1）显著缩短路线长度（900 m），减少主线绕行及地方利用绕行的经济成本（约1.45亿）； （2）改善终点启东北枢纽建设条件，避免与启东北互通组合成复合式互通群设计，对启东腹地经济起到更大的带动作用； （3）减少跨越航道次数，降低总体工程规模（降低造价约0.46亿）；（4）避让启东市祖杰小学。

鉴于上述因素，初步设计方案互通位置推荐对应K线的点位1（启东北互通西侧净距约1.2 km处）。

2　互通设计原则

2.1交通量预测分析

（1）工可阶段预测交通量分析

本项目工程可行性研究始于2005年，根据工可研究交通量预测结果，启东北枢纽在远景设计年限2037年转向交通量为49 360 pcu/d，主流向为上海—海安，为48 274 pcu/d。

（2）互通功能定位分析

由于交通量预测成果较早，2009年以来，受国家沿海开发战略等政策的推动，项目区域城镇化快速推进，经济发展迅速，居民交通出行需求大幅增加。由于沿长江经济带高速发展，崇启大桥（2011年通车）作为接入上海的过江通道所产生的集中效应，导致南通—启东—上海方向的交通量增长迅速。通启高速公路作为南通—启东方向的交通主干道，交通量的增长已经超过较早前的预测。因此，由于早期工可阶段预测的枢纽转向交通量与预计实际交通量增长情况存在一定差异，在设计中应充分考虑外部环境、交通量变化的情况进行甄别和调整，使得枢纽设计更加合理，更符合实际需求。

通启高速公路为沪陕高速公路和宁通高速公路共线段，属于国高网一段，为了满足快速增长的通行需求，目前扬州江都至泰兴广陵段4车道改8车道改扩建工程初步设计已经完成，计划2014年开工，广陵至南通段的改扩建也已列入计划，因此，通启高速公路作为苏中地区横向交通主骨架的交通功能定位明确。海启高速公路属于江苏省网高速公路一段，主要服务对象为南通沿海港口和开发区，影响区域和范围主要是如东、启东和规划的经济园区，经济发展及地理位置等因素决定了海启高速公路的交通功能定位为区域次骨架。

因此，综合考虑功能定位及交通量发展等因素，在启东北枢纽互通方案设计中，采用以通启高速公路为主，海启高速公路次之的互通形式更为合理。

2.2互通设计原则

综合考虑各项因素，启东北枢纽主要设计原则如下：

（1）通启高速公路为国高网路网主骨架，海启高速公路为区域路网次骨架；启东北枢纽方案应适应路网功能定位分析。

（2）为保证终点段2条高速公路的通行能力和服务水平，启东北枢纽、启东北互通（位于通启高速公路）不宜做成复合式互通式立交。

（3）通启高速公路应保持其习惯性和连续性，不产生突变的线形，不宜大幅度降低2条高速公路的平纵面线形。

（4）尽可能满足启东市城市规划和便利沿海开发区发展要求。

（5）在满足“安全环保、主流畅通”功能前提下，尽可能降低工程造价。

（6）海启、通启高速公路主线设计速度均为120 km/h，启东北枢纽的主要功能为2条高速公路之间的交通快速转换，因此匝道设计速度和指标尽可能采用较高的指标。

3　互通方案

考虑海启作为匝道、通启作为主线；海启、通启均作为主线；海启作为主线、通启作为匝道的3种情况分别布设了5个方案。

（1）方案1：海启作为匝道（80 km/h），通启作为主线（120 km/h）。

通启作为主线、海启作为匝道（分离式路基形式），海启高速以T型枢纽接通启高速（见图4）。在上海—海安方向内侧布设单向双车道的半定向匝道（Rmin=480 m），设计速度为80 km/h，路基宽度为13.75m。交通量小的海安—南通方向半定向匝道（Rmin=150 m）布设在外侧，设计速度采用60 km/h，路基宽度分别为8.5 m与10.5 m。

图4　启东北枢纽方案1平面图

该方案的优点是满足初步设计阶段通启主骨架、海启次之的路网功能定位，总体工程规模最小，不废弃通启高速原有工程，只对老路拼宽改造，对现状高速影响小；缺点是海启平纵面指标较低。

（2）方案2：海启作为主线（120 km/h）、通启作为匝道（80 km/h）。

海启作为主线、通启作为匝道，在保证主流向服务水平的情况下降低通启高速启东—南通方向的设计速度（80 km/h）。海安—南通方向匝道采用的设计速度为60 km/h，路基宽度分别为8.5 m与10.5 m。上海—南通方向匝道速度为80 km/h（南通至上海方向仍利用通启半幅），路基宽度为13.75 m。方案2平面图见图5。

该方案的优点是海启高速公路平纵面指标高，通启交通流右进右出，服务水平高，总体工程规模较小。缺点是不符合通启主骨架、海启次之的路网功能定位，通启高速启东—南通方向设计速度低，原通启高速半幅废弃约1.3 km，社会负面影响较大。

（3）方案3：海启、通启均作为主线（120 km/h）。

海启、通启均作为主线，在海安—上海方向布设一对分离式路基（Rmin=1 600 m），设计速度为120 km/h，路基宽度为13.75 m；海安—南通方向布设一对半定向匝道，设计速度均为60km/h，路基宽度分别为8.5 m与10.5 m。方案3平面图见图6。

图5　启东北枢纽方案2平面图

图6　启东北枢纽方案3平面图

该方案的优点是不废弃通启高速原有工程，只对老路拼宽改造，对现状高速影响小。缺点是海启上跨通启桥梁交角20°太小，桥梁设置难度大；占地较大，工程规模较大。

（4）方案4：海启、通启均作为主线。

由于海安—南通方向交通量较小（1 086 pcu/d），在方案3基础上将南通至海安方向的半定向匝道改为指标较低的环形匝道（R=60 m）以减小工程规模。南通—海安方向匝道采用的设计速度为40 km/h，路基宽度为8.5 m。方案4平面图见图7。

方案的优点是不废弃通启高速原有工程，只对老路拼宽改造。缺点是南通—海安方向环形匝道指标偏低，减速车道出口属于大半径曲线接小半径曲线，安全有隐患，绕行较远；占地最大，工程规模最大。

图7　启东北枢纽方案4平面图

（5）方案5：海启、通启均作为主线，改造通启高速与本项目相接。

海安—南通方向匝道设计速度为60 km/h，路基宽度分别为8.5 m与10.5 m；海安—上海方向设计速度为120 km/h，路基宽度为28 m；上海—南通方向速度为120 km/h（南通—上海方向仍利用通启半幅），路基宽度为13.75 m。方案5平面图见图8。

图8　启东北枢纽方案5平面图

该方案的优点是主流向服务水平高；缺点是占地较大，工程规模较大。通启高速启东—南通方向半幅废弃约2.3 km，社会负面影响较大。

方案1～方案5的对比见表1。

表1　启东北枢纽互通设计方案比较表

经综合比较，初步设计推荐满足通启主骨架、海启次之的路网功能定位、不废弃原有工程、对现状通启高速公路运营、改造影响最小、工程规模最小的方案1。

4　结语

通过对启东北枢纽互通设计方案的研究，在互通设置位置、交通量预测、互通功能定位分析、方案的综合比选等方面，提出以下建议，供类似工程设计参考。

（1）枢纽互通方案应与路线方案进行综合分析研究，互为一体，不能单独割裂；

（2）枢纽互通与前后的一般互通应保持合理距离，不宜距离过近组成复合式互通；

（3）应重视枢纽互通的路网功能分析定位；

（4）在初步设计中，建议对上阶段预测交通量的变化情况进行核查分析；

（5）当新建与已建高速公路通过互通相接时，改建不应大规模破坏、废弃原有工程；

（6）方案比选中，安全是首先考虑的因素，同时应满足互通功能定位及适应发展要求，此外，施工方便、造价合理也是要考虑的重要因素；

（7）考虑以人为本，互通方案宜采用简单明确、驾驶者易于分辨的方案。

［1］JTG B01—2003公路工程技术标准［S］.

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［3］刘健汉.高速公路立交改扩建工程设计方案比选与分析［J］.广东公路交通，2011（4）：27-30.

［4］余鹏，黄有为，陈俊宏.渝广高速公路绕城枢纽互通式立交设计探讨［J］.公路交通技术，2012（5）:19-22.

［5］张永刚，陈林.互通式立交方案设计与比选［J］ .科技传播，2012（15）：107-108.

［6］梁战，朱棣，黄亮.湖州市杨家埠互通式立交方案比选［J］.公路交通技术，2013（2）：22-26.

Research on Interchange Design Scheme for Qidong North Hub of Haiqi Expressway

Zhou Wei
（Jiangsu Provincial Construction Bureau of Traffic Engineering， Nanjing 210004， China）

The design scheme of Qidong north hub interchange is the difficulty and key point of Haiqi expressway in Jiangsu province. Taking Qidong north hub interchange as the background， interchange design schemes that considering interchange location and design principles are put forward， then through comprehensive analysis and comparison form aspects of service function， economic and social benefits， technical index， safety， engineering cost and other factors， the optimal scheme is proposed. The research results could be taken as reference for similar project design.

road engineering； interchange design； expressway； comprehensive selection

U412.352

A

1672-9889（2015）01-0012-05

周伟（1979-），男，江苏南京人，高级工程师，主要从事公路工程建设管理工作。

（2014-06-20）