利用逻辑排除法进行复杂枢纽立交设计研究

张延军，王 耀

随着我国高速公路建设的持续推进，骨干网络基本形成，建设目标已经逐渐由区域联通过渡为路网加密提升［1］，道路建设日益复杂，建设深度和广度都大幅增加，已由平原向山区、海边、复杂地质区、城镇建成区等区域深入，特别是与现有道路网络连接的主要互通节点控制要素越来越多，相应的设计方案也由原来的常规方案过渡到越来越复杂［2］。力图通过对甬台温高速公路温州南白象枢纽区域新增金丽温高速公路东延衔接节点方案分析过程，提出利用逻辑排除法进行复杂枢纽立交设计的思路。

1 工程概况

甬台温高速公路是沈阳至海口国家高速公路浙江段的主要组成部分，全长367km。在宁波东与杭甬高速连接，北起北仑，南至分水关，穿越台州，纵贯温州，与福建相连。全线按4车道高速公路标准建设，始建于1994年，2003年底全线通车。南白象枢纽区域现状为南白象互通+服务区+南白象枢纽共同构成的复合枢纽群。南白象互通为双喇叭互通布置，位于金丽温高速终点，被交路为温瑞大道，是温州主城区的南进城口，5km半径覆盖范围主要包括南湖片区、三垟湿地、附一医院、大学城、丽岙北部等区域。服务区结合互通收费管理区域单侧布置。南白象枢纽连接金丽温高速和甬台温高速，通过4条定向匝道构成T型枢纽。

新建金丽温高速公路东延线工程位于温州市主城区，为甬台温高速公路及其复线的联络线。起点设茶山枢纽与南白象枢纽衔接，与现状温州南互通、温州南服务区、南白象枢纽共同组成复合枢纽群，主要服务于金丽温高速、甬台温高速及金丽温高速东延三条高速公路间的交通量转换。枢纽5km辐射范围主要包括南湖片区、三垟湿地、附一医院、污水处理厂、规划客运集散中心、大学城、丽岙北部等区域。

2 现状控制要素分析

鉴于本项目位于温州市主城区，周边规划成熟，导致本项目的控制条件较多，针对与甬台温高速衔接点，其不可调整要素包括：三垟湿地规划、生命健康小镇规划、大学城规划、三廊桥规划等。

重要控制要素包括：现有高速公路保通、工程造价、社会影响、现状甬台温高速公路拓宽。

3 逻辑排除法进行方案比选

3.1 建立逻辑模型

鉴于本项目控制要素多，区域交通复杂。设计按照一般枢纽设计简单到复杂、常规到特殊的逻辑思路，分别对其进行十字枢纽、双T枢纽、双T+直行复合枢纽方案进行逻辑排列。并结合重点控制要素排除不可行方案，最后得出推荐方案。

首先绘制逻辑分析图，见图3。

3.2 分析并排除不可行方案

3.2.1 常规十字枢纽

甬台温高速公路与金丽温高速公路构成十字交叉，设计首先考虑按照常规高速公路枢纽即十字枢纽进行设计。

3.2.1.1 原位改造南白象T型枢纽方案

鉴于现状南白象枢纽东侧为温州大学城，若设置十字枢纽，则会导致大学城、污水处理厂拆迁，属于不可调整影响要素，方案不成立，排除。

3.2.1.2 移位至茶山十字枢纽方案

采用枢纽和服务区复合设置的方案，原甬台温高速上的隧道予以挖除，并挖除一部分山体作为服务区场区的用地，以一次性解决金丽温和甬台温高速的交通转换问题。

（1）方案优点

①金丽温主线直接顺畅。

②能够解决现状枢纽存在的问题。

（2）方案存在的问题

①现有互通拆迁，社会影响大。

②废除期间的保通问题，交通组织的难度较大。

③由于原互通和高速分属不同的业主，因此还存在几家业主之间的沟通协调问题。

④废除新建的工程规模太大，造价太高。

⑤与健康小镇规划有一定干扰。

鉴于其需要穿越健康小镇，属于不可调整影响要素，方案不成立，排除。

3.2.2 一般双T枢纽

考虑到废除原互通兼服务区和枢纽的社会影响大，施工期交通组织难度大，且地方也不支持，因此，提出在茶山处新建T型枢纽，构成双T枢纽群，金丽温东延高速与甬台温高速共线，共线段采用辅助车道贯通。

3.2.2.1 远距离北移方案

设计首先考虑远距离的双T枢纽群方案，避免相互影响。受制于北侧瓯海大道快速路限制，本项目最远端设置区域即为约4km左右的大岙溪。

（1）方案优点

①保留现状南白象枢纽，工程造价较低。

②甬台温共线段较长，交织影响小。

（2）方案缺点

①需要对主线进行拼宽。若两侧或右侧拓宽，存在深挖路堑、公墓迁移、新增隧道等问题；若采用左侧拓宽，则存在占用中兴大道线位问题。

②T型枢纽位于三垟湿地东门口，对景区有一定的影响。

③枢纽区域对三廊桥区块规划影响较大，部分地块已出让。

鉴于其需要侵占三垟湿地，属于不可调整影响要素，方案不成立，排除。

3.2.2.2 近距离茶山双T交织方案

由于远距离双T方案不可行，为尽可能地节省工程造价，提出该方案，即保留现状互通及枢纽，结合现状地形条件，在枢纽北侧约1.6km处新建茶山T型枢纽，该方案的缺点在于两T型枢纽间间距距离过近，交织段长度仅900m，需设置复合枢纽，即将新建的T型枢纽与原南白象T型枢纽复合，通过辅助车道贯通。

（1）方案优点

方案优点是保留现状南白象枢纽，工程造价较低。

（2）方案缺点

①甬台温主线交织段长度仅900m，无法满足交通转向需求。

②结合交通量预测，经测算，交织段服务水平为E级，达不到规范允许的D级。

鉴于该方案交织能力不足，无法满足通行能力及服务水平，方案不成立，排除。

3.2.3 主流向直行+双T枢纽方案

鉴于双T方案存在交织距离短、无法满足通行能力等问题，提出在双T基础上增加主线直行方案。即：保留现状枢纽互通，在茶山新增T型枢纽与本项目快速衔接，同时保留主线直行功能与金丽温高速公路在南白象枢纽前衔接，解决直行交通的快速通行功能。该思路有利于缓解甬台温共线交织问题，节约造价。

经测算，通过增设直行交通，该方案交织段服务水平提升至C级，达到规范允许的D级。因此，设计推荐采用双T+直行方案。并结合周边地形地物情况，在此大方案的基础上进一步进行了方案细化设计。

4 结语

通过对金丽温高速公路东延线工程建设过程中起点茶山枢纽方案的介绍，分析和总结了利用逻辑排除对比法进行复杂互通枢纽方案设计，为类似工程的实施提供借鉴和参考。