周春东

(苏交科集团股份有限公司，南京 210000)

1 引言

近年来，随着我国城市化进程的加快，城市环线高速逐渐增多，城市的放射线高速及环线高速内部的城市快速路、城市主干道也在不断加密。城市放射线高速与环线高速交叉时除了需考虑两者间的交通转换问题，同时还需考虑设置落地互通与城市地方道路衔接，但往往由于早期城市规划考虑不足，城市路网距离环线高速间距过近，导致互通的主线收费站以及匝道布设难度较大。

在我国加密城市放射线高速建设过程中，此类情况将会越来越多。此类工程的关键是如何在诸多控制因素中突破思维，将一个看似复杂的问题简单化，最终达到能在满足功能要求的前提下合理控制工程规模，最大限度发挥互通综合效益的目的[1]。

2 项目概况

凤凰山互通位于湖北省武汉市武阳高速（拟建）与武汉扩建的四环线高速（沪渝高速）交叉位置，该交叉节点现状为一处单喇叭落地互通连接四环线高速与光谷大道及光谷二路，如图1 所示。

图1 凤凰山枢纽互通周边路网关系图

随着四环线高速的扩建以及武阳高速的新建，该节点将形成一个典型的城市环线高速与放射线高速、城市主干道多路交叉的复合型枢纽互通。该枢纽互通改扩建的关键是如何处理好新建的武阳高速、改扩建的武汉四环线高速、光谷大道、光谷二路四条路的相互关系。

武阳高速为新建武汉市城市放射线高速，是连接武汉至江西南昌的重要通道，设计标准为双向6 车道高速公路，设计速度为100 km/h；武汉市四环线高速（沪渝高速）现状为双向4车道高速公路，设计速度为120 km/h，根据武汉市总体规划，该段落将改建成双向8 车道高速公路，成为武汉市四环线高速东段的重要组成部分；光谷大道作为武汉市东湖高新区重要的快速化通道，目前正在改造成主六辅六城市快速路，主线设计速度为60 km/h；光谷二路现在为城市主干道，设计速度为60 km/h，连接武汉市三环线与四环线高速，顺接武阳高速主线。

3 交通量预测情况

根据交通预测结果，凤凰山枢纽互通远景年2041 年的交通量，如图2 所示，江夏至阳新、江夏至光谷二路、阳新至光谷大道方向转向交通量为主流向，分别为12 268 pcu/d、16 218 pcu/d、11 380 pcu/d，其余方向为次流向。

图2 远景年2041 年预测交通量（单位：pcu/d）

4 方案设计

4.1 主要控制因素

凤凰山枢纽主要互通控制因素具体如下：

1）四环线高速距离光谷大道与光谷二路的间距过短仅650 m，是该互通布设最主要的限制因素，距离短，增加了匝道布设的难度；

2）武广高铁上跨既有四环线高速，现状铁路桥跨径难以满足四环线高速原位扩建需求，需调整四环线高速交叉角度或采用分离式路基；

3）在沪渝高速与凤凰山之间有四排油气管线与高速公路平行布设以及凤凰山顶有一道220 kV 高压电塔均需迁改保护，迁改规模大；

4）凤凰山南麓分布有多处公墓，规模较大，需避让；

5）现状凤凰山互通需拆除。如图3 所示。

图3 凤凰山枢纽互通控制因素

4.2 立交设计要点

1）简化交通形式，减少匝道布设数量，该互通是由3 条道路形成了一个小的三角区，共有3 处交叉点，考虑到现状控制因素，立交方案只考虑四环线高速与武阳高速交叉点以及光谷二路与光谷大道交叉点，光谷大道延长线与四环线高速采用分离式立交方案，该节点交通转向通过另外2 处节点互通实现。同时光谷二路与光谷大道交叉节点的匝道也尽量简化，部分小转向交通量可通过地面平交系统实现转换。

2）立交匝道形式的选择与预测交通量相匹配，优先保证主流向出行的通行能力。

3）尽量减少对现状控制因素的影响，如山体开挖尽量避免对公墓的影响，匝道布设减少下穿高铁次数。

4）该互通涉及与地方道路衔接，需要设置落地收费站。

5）合理设置匝道的层位关系，有效地控制工程总体规模。

4.3 立交方案选型对比

根据互通现状及沿线城市道路、高速公路规划，凤凰山互通功能已由单一的满足城市交通上下四环线高速，转变为满足四环线高速、武阳高速、光谷大道快速路、光谷二路等多条道路交通转换的枢纽互通，既有凤凰山互通已无法满足互通功能需求。

按传统设计理念，武阳高速与四环线高速交叉设置互通后应设置1 处主线收费站，而后与光谷二路及光谷道路等城市道路相连。但现状的2 个交叉节点间距过短，仅650 m，难以满足设计要求。设计方案突破常规思维，采用武阳主线收费站与四环线匝道收费站分设的思路，这样既解决了主线收费站设置间距不足问题，又有利于2 条高速后期的独立运行管理。设计阶段，结合交通量预测结果以及互通区的武广高铁跨线桥、武阳高速、油气走廊、公墓等控制因素，并考虑尽量减少山体开挖对公墓的影响，制订了2 个方案进行论证比较，如图4、图5 所示。

图4 凤凰山枢纽互通方案一平面图

图5 凤凰山枢纽互通方案二平面图

方案一：对角双环变形苜蓿叶形方案（四环线高速部分利用）

该方案受四环线高速扩建双向8 车道下穿武广高铁位置限制，四环线高速主线需采用分离式路基分幅下穿武广高铁。该方案采用对角双环式变形苜蓿叶形方案，光谷二路上跨光谷大道，武阳高速往光谷大道方向采用左转迂回式匝道，保证通行效率。

该方案为保证与光谷大道之间有更多空间布设匝道收费站，导致总体方案匝道布设绕行复杂，主流向采用指标较低的环线匝道，且与预测交通主流向不匹配。

方案二：对称双环变形苜蓿叶形方案（四环线高速局部改线）

考虑到扩建的四环线高速距离光谷大道与光谷二路间距过短，限制了收费站及匝道的布设，该方案的主要思路是对现状四环线高速进行局部改线，向凤凰山一侧靠拢，为收费站及匝道的布设，尽可能挤压出空间，为互通布设提供有利条件。

该方案采用常规的对称双环式变形苜蓿叶形方案，光谷二路上跨光谷大道，武阳高速往光谷大道方向采用左转迂回式匝道，保证通行效率。该方案与交通主流向匹配，总体方案形式简洁明了。

凤凰山互通方案主要通过6 个方面进行比较：（1）土石方，方案一和方案二的挖方分别为1 520 883 m3、1 468 449 m3，填方分别为764 195 m3、577 552 m3；（2）方案一和方案二的路基分别为128 32.8 m、15 253 m；（3）桥梁，方案一和方案二的工程量分别为88 740.8 m2、55 392 m2；（4）征地拆迁方面，方案一和方案二的占用土地面积分别为4.75×105m2、4.71×105m2，拆迁房屋面积分别为22 118 m2、27 485 m2；电力电信杆分别拆迁87 根、90 根；（5）建安费（含四环线高速及武阳高速主线）分别为1 373 400 000 元、1 291 900 000 元。

方案综合评价：综上所述，方案一，四环线高速主线指标较高，同时四环线高速主线分幅修建，施工期保通条件好。但主流向匝道采用了指标较低环形匝道，与预测交通量不匹配，总体方案匝道布设复杂，过于纠缠，同时需对四环线主线进行路基改桥，总体工程规模大。

方案二与方案一相比，将四环线高速改线后，挤压出更多的空间供匝道布设，可以将一个复杂的枢纽型式简单化，匝道布设与主流向匹配，同时减少了对山体的开挖，4 排油气管线的迁改条件也相对较好。但该方案需对四环线高速改线较多，老路利用率相对较低，但总体工程规模比方案一低，因此，推荐采用方案二。

5 结语

通过对凤凰山枢纽互通的方案设计，笔者对城市环线高速与放射线高速以及城市主干道多路状况交叉的枢纽总结以下几点思路和经验，为类似工程提供参考[2]。

1）多路交叉状况下的复合型枢纽互通方案，应根据交叉道路在路网中的重要性强化主要交叉节点的交叉形式，弱化次要交叉节点交叉形式。

2）在互通布设空间受限时，考虑对改扩建高速进行局部改线，可以给枢纽互通布设挤压出空间，在设计思路上做出了转变。

3）城市环线高速与放射线高速、城市主干道交叉节点的主线收费站设置普遍存在间距不足问题，本项目思路为将主线收费站与匝道收费站一分为二，错位设置，为今后类似项目提供一定参考。

4）在有限的空间，结合交通量预测结果，简化部分交叉节点的交叉型式，优先保证主流向通行效率，次流向的交通转换可以借助地面道路的平交系统来实现。