高快速路复合交通廊道技术研究——以G1503公路和周邓快速路浦东枢纽段工程为例
Research on Composite Transportation Corridor for High Speed Expressways—Taking the G1503 Highway and Zhoudeng Expressway Engineering of Pudong Hub as an Example
摘要: 随着高发展地区外围区域城镇化的发展,采用高快速路复合交通廊道进行交通设施升级是一种集约土地资源、降低实施难度的交通策略。提出高快速路复合交通廊道是在方案布局、系统转换、保通工程及规划和建设管理中的工作重点及难点,并以G1503公路和周邓快速路浦东枢纽段工程作为案例,为高快速路复合交通廊道的建设做参考。
Abstract: With the development of urbanization in the peripheral areas of high development areas, upgrading transportation facilities through composite transportation corridors of high-speed expressways is a transportation strategy that intensifies land resources and reduces implementation difficulty. Propose the key points and difficulties in the layout, system transformation, transportation assurance and construction management of the high-speed highway composite transportation corridor, and take the G1503 highway and the Zhoudeng Expressway engineering of Pudong hub as cases to provide reference for the construction of the high-speed highway composite transportation corridor.
文章引用:冯雷. 高快速路复合交通廊道技术研究——以G1503公路和周邓快速路浦东枢纽段工程为例[J]. 土木工程, 2024, 13(11): 2164-2170. https://doi.org/10.12677/hjce.2024.1311237

1. 引言

随着我国城镇化发展的深入,在高密度发展的主城区周边,出于发展的需求,越来越多的郊区往城镇化或是卫星城的方向发展,对于不满足发展需求的现状交通系统及各类市政系统,在提升改造的过程中,采用复合交通廊道的方式能减少交通设施对土地的占用,是一种高效和集约的交通策略。

当主城区周边郊区发展到一定阶段后,因新交通集散点(如大型综合交通枢纽)的建设或是土地开发所带来的交通需求增长,考虑到现状高速公路对城市连绵发展的阻碍,在土地资源紧缺的情况下对其进行改扩建,通过立体化的改造,在同一线位上增加快速路系统、地方交通及市政系统,应对新增的交通需求及城市开发。同时,由于利用了现状高速公路的土地,避免了新辟交通及市政系统所带来的土地(尤其是基本农田)、生态红线、河道蓝线、拆迁、重要管线及其他重大工程实施的影响,降低了工程的实施难度。

高快速路复合交通廊道由高速公路系统、快速路系统及地方交通及市政系统组成,高速系统主要服务长距离的客货运交通,主要是组团间的过境交通,兼顾对外交通;快速路系统主要服务区域内的中长距离快速交通,兼顾区域间交通;地方交通及市政系统服务地块短距离到发交通。

2. 高快速复合交通廊道建设重点及难点

2.1. 选取合理的布局方案及模式

如前文所述,建设复合交通廊道能够集约利用土地资源,降低工程实施难度。为达到高速系统、快速系统及地方交通及市政系统能够共用通道建设的要求,需要选取合理的交通廊道,能够最大限度地满足三个系统的建设要求。

在满足规划要求的前提下,廊道的布局方案应以现状高速公路的实际条件出发,尽量利用及改造现状重要节点如立交、收费站等,降低工程投资。此外,需要结合周边规划、河道、重要管线、重大已建及在建工程的情况,考虑复合交通廊道的布局方案。

对于布局模式,考虑到地方交通及市政系统主要功能为服务地块短距离到发交通,推荐采用地面道路的建设模式;高速系统及快速系统应结合规划及现状的实际条件,在满足各自建设标准的前提下选择高架或是地道等的布局模式,尽可能地节约用地,以及对现状道路设施资源的利用。

2.2. 各系统间的转换及节点方案

复合交通廊道是三系统组成的公用廊道,其中高速系统主要服务于长距离交通,采用收费及全封闭管理,与高速公路设置立交节点转换,与快速路和地方干线道路通过收费站及一般互通立交转换;快速路系统主要服务于中长距离交通,采用全封闭管理,与快速路通过立交节点转换,与地方干线道路通过出入口匝道转换;地方道路系统主要服务于地块到发交通,通过与沿线相交的地块道路设置交叉口进行转换。

各系统间可以直接转换,也可以间接转换。对于重要的交通转换节点,应优先考虑直接转换。转换节点设置过于频繁或集中,将影响主线的通行能力和节点的转换速度,对于主线通行能力要求较高的高快速系统,应尽量避免;过于复杂的节点设置,容易误导驾驶员的行驶。因此,各系统间的转换及节点方案,应根据交通功能需求的强弱,按照功能分级,分层有序地进行设置。

2.3. 做好现状高速公路的保通工作

复合交通廊道利用原高速公路线位进行立体改造,施工期间侵占现状老路,需对高速公路进行保通。考虑到复合交通廊道布局方案复杂,周边限制条件多,可能存在环境敏感、用地受限、现状交通设施处理及其他在建工程影响等情况,以及现状高速公路本身建设规模大,保通要求高的特点,保通工程需结合设计方案做详细设计,降低对现状高速的影响以及利于工程实施。

2.4. 复合交通廊道同步规划设计施工

对于共廊道的复合交通系统,在工程建设实施的过程中,同一廊道需要满足三个系统的标准,三个系统需互相协调,且都会遇到土地、生态红线、河道蓝线、拆迁、重要管线及其他重大工程等问题,因此需要同步进行规划、设计及施工。同时,在处理上述问题的过程中,应同步考虑高速系统、快速路系统及地方交通及市政系统的建设要求。

3. 案例介绍

3.1. 项目背景

为更好地服务东方枢纽,增强浦东枢纽对外快速集散路网,《上海浦东综合交通枢纽专项规划》提出浦东枢纽区域内规划形成“三纵五横”的快速集散路网,并完善区域干路系统,支撑枢纽对地区的服务功能。G1503公路和周邓快速路是“三纵五横”快速集散路网中的重要组成部分,周邓快速路浦东枢纽段与G1503公路共线布置。

3.2. 总体工程方案[1]

1) G1503公路改造

G1503公路采用高速公路标准[2],设计速度100 km/h,双向六车道规模,改造范围北起远航路以北,南至S32立交,全长约6.3 km;骆岗路~金亭公路段采用隧道形式,全长约3.2 km,其中暗埋段长约2.7 km;远航路段采用跨线桥形式,全长约0.9 km。

2) 周邓快速路新建

周邓快速路采用城市快速路标准[3],设计速度80 km/h,局部节点受限时采用60 km/h,双向六车道规模。工程北起远航路,南至S32收费站以东,全长约6.5 km,其中东站枢纽段以隧道形式敷设,全长约1.6km,其余路段主要以桥梁形式敷设,长约4.9 km。

3) 地面道路

地面道路采用城市次干路标准[4],设计速度40 km/h,枢纽段双向六车道规模,其余路段双向四车道规模,全长约5.0 km。

4) 东站枢纽联系匝道

包含上海东站枢纽匝道在G1503红线范围内部分,各匝道均采用单向两车道规模,设计速度40 km/h,总长约1.2 km (图1)。

Figure 1. Overall scheme

1. 总体方案

3.3. 系统转换的设置

对于G1503高速公路,拆除原闻居路收费站,在远航路南、北设置2对匝道收费站出入口代替原闻居路收费站的功能并与周邓快速路衔接,在卫亭路以南设置1处收费站出入口,满足周邓快速路及地面道路向南出入G1503高速公路的需求,见表1图2

Table 1. Layout of entrances and exits of G1503 highway

1. G1503公路浦东枢纽段出入口布置

序号

收费站出入口位置

主要功能

1

远航路北侧

衔接周邓快速路、上海东站、服务祝桥镇

2

远航路南侧

服务祝桥镇

3

卫亭路南侧

衔接周邓快速路、上海东站、服务祝桥镇

对于周邓快速路浦东枢纽段,在闻居路远航路以南及卫亭路以南设置2对出入口匝道,服务与G1503高速公路及地方道路的衔接;在闻居路以南、祝钦路以北、金亭公路以南设置3对出入口匝道,服务上海东站及地方道路的衔接,见表2

Table 2. Layout of entrances and exits of Zhou-Deng expressway

2. 周邓快速路浦东枢纽段出入口布置

序号

出入口位置

主要功能

1

远航路南侧

衔接G1503、服务祝桥镇(枢纽以北)

2

闻居路南侧

服务祝桥镇(核心区)

3

祝钦路北侧

衔接上海东站

4

金亭公路南侧

衔接上海东站、服务祝桥镇(核心区)

5

卫亭路南侧

衔接G1503

Figure 2. Traffic system diagram

2. 交通系统图

3.4. G1503~S32立交改造节点

现状G1503-S32立交为高速公路全互通立交,见图3

Figure 3. Status of G1503~S32 interchange

3. 现状G1503~S32立交

Figure 4. G1503-S32 interchange reconstruction

4. G1503-S32立交改造

本工程为实现东站以南片区通过高、快速路网到发上海东站和沿线片区,需对立交进行如下改造,并满足公路规范设计要求[4],见图4

1) 立交以北增设出、入口收费站;

2) 增设G1503南向北匝道:从原立交南向东匝道分离,衔接原立交东向北匝道;

3) 改造原立交东向北匝道:拓宽至单向三车道,在保留原高速交通转换功能的同时,衔接新增收费站出口。

4) 增设G1503北向南匝道:从原立交北向西匝道分离,衔接原立交西向南匝道;

5) 改造原立交北向西匝道:拓宽至单向三车道,在保留原高速交通转换功能的同时,衔接新增收费站入口。

改造后立交东向北、北向西匝道存在一定交织,但根据交织评价,交织流量整体较小、交织段距离较长,交织段交通服务水平为三级,符合高速立交匝道相关交织要求。

3.5. 周邓高架连接上海东站与G1503隧道结构合建节点方案

Figure 5. Schematic diagram of joint construction of Zhou-Deng Expressway ramp and G1503 tunnel

5. 周邓快速路匝道与G1503隧道合建节点方案示意图

周邓高架桥接上海东站需上跨G1503地道结构和周邓地道结构,桥宽由9.0 m变宽至约20 m,为降低工程实施难度,采用桥梁中墩与G1503地道合建的方案,即桥梁中墩立柱位于地道顶板和隔墙上,地道结构加强桩基础的形式,见图5

3.6. 保通工程方案

本工程利用原高速公路线位进行立体改造,施工期间侵占现状老路,需对高速公路进行保通。G1503公路现状断面宽度42 m,双向6车道规模(右侧3 m紧急停车带),其中西侧绿地下方既有1根2.5 Mpa高压线,在建1根6.0 Mpa超高压燃气管线,东侧绿地以东规划有纵向联系河。根据调研数据,高速公路现状日均流量pcu/日、高峰小时流量5067 pcu/h。道路饱和度0.42~0.44,服务水平为二级。

考虑到本工程设计方案复杂,周边限制条件多,本次G1503保通工程结合设计方案做详细设计,隧道先施工东三孔,保通道路位于西侧,现状高速西半幅作为双向6车道保通,保通道路设计速度拟降低至60 km/h,见图6

Figure 6. Temporary road cross section layout

6. 保通道路横断面布置图

4. 结语

随着高发展地区外围区域城镇化的发展,采用高快速路复合交通廊道进行交通设施升级是一种集约土地资源、降低实施难度的交通策略。高快速路复合通道的特点是多系统共线布置,对于不同的交通系统,提出根据其本身的交通功能合理布局方案及立体层次,控制出入口数量及简化节点方案,注重原高速公路的保通方案及对三系统的统一规划及建设的原则。并以G1503公路和周邓快速路浦东枢纽段工程作为案例,从总体方案、系统转换设置、重要节点方案、保通工程等多方面,为高快速路复合交通廊道的建设做参考。

参考文献

[1] 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司, 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司. G1503公路和周邓快速路浦东枢纽段工程可行性研究报告[R]. 2021.
[2] 中华人民共和国交通运输部. JTGD20-2017公路路线设计规范[S]. 北京: 人民交通出版社, 2017.
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部. CJJ129-2009城市快速路设计规程[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2009.
[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部. CJJ37-2012城市道路工程设计规范(2016版) [S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2012.