蘇州繞城高速公路天池山互通改造方案研究

王 健，沈?qū)W芳

[悉地（蘇州）勘察設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司，江蘇 蘇州 215007]

0 引 言

蘇州高新區(qū)地處長(zhǎng)三角核心位置，位于蘇州市區(qū)西部，東接蘇州古城和園區(qū)，西瀕太湖，北鄰無(wú)錫，南接吳中區(qū)，素有“真山真水園中城”的美譽(yù)，享有得天獨(dú)厚的地理環(huán)境和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，是蘇州市重要的產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新高地，其綜合實(shí)力在國(guó)家高新區(qū)及全省開發(fā)區(qū)中名列前茅。

蘇州繞城高速公路（以下簡(jiǎn)稱“繞城高速”）為江蘇省高速公路網(wǎng)的重要組成部分，為環(huán)太湖地區(qū)高速公路網(wǎng)中的“一環(huán)二射”中的“一環(huán)”，是江蘇省第一條低路堤的集景觀、旅游、生態(tài)為一體的6 車道高速公路，全長(zhǎng)約216 km，共設(shè)26 個(gè)互通出入口。該繞城高速在高新區(qū)范圍內(nèi)設(shè)有天池山互通和通安互通兩處出入口，其中天池山互通出入口銜接太湖大道，地處高新區(qū)核心區(qū)域，為高新區(qū)連通高速公路網(wǎng)的主通道。

太湖大道是蘇州東西向結(jié)構(gòu)性路網(wǎng)中的一條重要道路，向東以快速路高架形式銜接新莊立交，“高架+地面”分別為雙向6 車道規(guī)模，全長(zhǎng)約16 km，是高新區(qū)連接繞城高速、S230 省道、中環(huán)快速路網(wǎng)及內(nèi)環(huán)快速路網(wǎng)的重要通道。天池山互通項(xiàng)目區(qū)位見圖1。

圖1 天池山互通改造項(xiàng)目區(qū)位圖

1 現(xiàn)狀互通問(wèn)題分析

1.1 現(xiàn)狀匝道規(guī)模偏低

單喇叭互通式立體交叉因其占地少、形式簡(jiǎn)單、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路互通式立體交叉中被廣泛使用。現(xiàn)狀繞城高速與太湖大道通過(guò)天池山互通出入口連接，采用A 型單喇叭互通。天池山收費(fèi)站與太湖大道為A 型單喇叭互通立交，匝道總寬7.5 m，為單車道匝道。東轉(zhuǎn)南、南轉(zhuǎn)西2 條左轉(zhuǎn)匝道上跨太湖大道及有軌電車1 號(hào)線（2013 年建成通車的蘇州市首條有軌電車線）。

1.2 現(xiàn)狀互通難以適應(yīng)不斷發(fā)展的城市開發(fā)

隨著高新區(qū)管委會(huì)的西遷，科技城、生態(tài)城的蓬勃發(fā)展，以及周邊旅游產(chǎn)業(yè)的持續(xù)提升，現(xiàn)狀互通周邊交通量劇增。

在長(zhǎng)三角一體化戰(zhàn)略的推進(jìn)下，周邊省市與高新區(qū)的聯(lián)系日益緊密，出行需求進(jìn)一步提升。據(jù)對(duì)繞城高速天池山段交通量的調(diào)查：2017 年日均交通量為20 264 veh/d，較上年增長(zhǎng)19.8%；2018 年日均交通量為21 324 veh/d，較上年增長(zhǎng)6%（見圖2）[1]。互通原設(shè)計(jì)為A 型單喇叭互通，目前已不適應(yīng)日漸增長(zhǎng)的社會(huì)需求。

1.3 交通安全隱患突出

隨著地塊的開發(fā)建設(shè)，市政道路網(wǎng)也不斷更新完善。連接滸關(guān)和通安兩片區(qū)的陽(yáng)山西路于2016 年建成通車，為區(qū)域重要的南北向主通道，采用雙向4 車道，全長(zhǎng)5 km 。天池山互通匝道入口（ES 匝道）距離陽(yáng)山西路與太湖大道交叉口僅35 m，存在較大的交通安全隱患。圖3 為現(xiàn)狀A(yù) 型單喇叭互通。

圖2 天池山互通立交交通流量增長(zhǎng)圖

圖3 現(xiàn)狀A(yù) 型單喇叭互通

2 互通出入口改造設(shè)計(jì)方案

2.1 改造原則

（1）堅(jiān)持“安全至上，以人為本”

采用各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和技術(shù)，使設(shè)計(jì)成果滿足或優(yōu)于規(guī)范要求。除保證工程本身的安全外，設(shè)計(jì)還應(yīng)以交通參與者的感受為目標(biāo)，力求通過(guò)均衡、協(xié)調(diào)的線形設(shè)計(jì)，科學(xué)、完善的交通設(shè)計(jì)，以及人性化的標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計(jì)，使道路使用者感到安全、舒適。

（2）滿足交通服務(wù)水平需求

樞紐互通是城市路網(wǎng)中的重要節(jié)點(diǎn)，高速公路與城市道路通過(guò)樞紐互通進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)彎交通流的分合流及變道行駛，使互通匝道的服務(wù)水平直接影響整個(gè)路網(wǎng)的通行能力。這是互通改擴(kuò)建研究方案的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（3）樹立“節(jié)約型道路”設(shè)計(jì)理念

交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須通過(guò)多方案比選論證，考慮全壽命周期成本，合理確定工程方案，優(yōu)化細(xì)節(jié)，節(jié)約工程造價(jià)。匝道改建過(guò)程中，須結(jié)合工程實(shí)際、社會(huì)影響等因素，提出合理的改建方案。盡量充分利用滿足使用條件的現(xiàn)有工程，減少?gòu)U棄或大體量拆改，最大限度地減少道路資源占用，獲得更高的交通運(yùn)行質(zhì)量和道路通行效率。

（4）合理進(jìn)行施工組織，減小對(duì)既有交通的影響

互通立交改擴(kuò)建施工期間須對(duì)現(xiàn)狀高速公路互通匝道、太湖大道進(jìn)行必要的改動(dòng)，將影響既有交通。在互通立交改擴(kuò)建實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)充分考慮合理的施工組織設(shè)計(jì)及施工保通方案，維持現(xiàn)狀高速公路及太湖大道的正常交通及運(yùn)營(yíng)安全。

（5）堅(jiān)持人與自然的和諧及一體化理念

尊重自然現(xiàn)狀，降低工程對(duì)周邊環(huán)境的影響。天池山收費(fèi)站出口直接面對(duì)高新區(qū)大陽(yáng)山風(fēng)景名勝區(qū)，互通立交與北側(cè)延綿的山體遙相呼應(yīng)。項(xiàng)目建成后，將輔以海綿景觀綠化建設(shè)，打造一個(gè)“山之勢(shì)，水之形”的景觀，充分演繹蘇式“真山真水”自然面貌。

2.2 改造設(shè)計(jì)方案比選

（1）方案一（葉型雙層立交+直行平交）

廢除改建：因太湖大道北側(cè)現(xiàn)狀出口匝道距離陽(yáng)山西路交叉口過(guò)近，從安全角度考慮，廢除這條匝道，即東轉(zhuǎn)南ES 匝道，改移新建環(huán)圈匝道（ES 匝道），ES 與SW 匝道通過(guò)增設(shè)集散車道接入太湖大道地面輔路。

新建：為加快蘇州樂(lè)園、大陽(yáng)山風(fēng)景名勝區(qū)與繞城高速間的快速通達(dá)，減少太湖大道的交通壓力，新建2 條上下匝道（匝道U、D）與陽(yáng)山西路平面交叉。

保留：保留現(xiàn)狀入口匝道及太湖大道南側(cè)2 條右轉(zhuǎn)彎匝道，即現(xiàn)狀南轉(zhuǎn)西SW 匝道、西轉(zhuǎn)南WS 匝道、南轉(zhuǎn)東SE 匝道，保留現(xiàn)狀太湖大道跨線橋。

拓寬：為與改擴(kuò)建后的匝道車道平衡匹配，拓寬跨越太湖大道及有軌電車1 號(hào)線的跨線高架橋1座，收費(fèi)站廣場(chǎng)車道由現(xiàn)狀雙向4 車道拓寬為雙向6車道。方案一平面設(shè)計(jì)見圖4。

圖4 方案一平面設(shè)計(jì)圖

優(yōu)點(diǎn)：在滿足交通功能的前提下，最大程度地保留了既有匝道，占地最少，投資最低，工期最快。

缺點(diǎn)：改建后，太湖大道北側(cè)主線出入口匝道間距約220 m，交織段較短，雖增設(shè)了集散車道，但因太湖大道主線交通流量增大，車輛分、合流交織路段過(guò)短，限制了通行能力及行車速度，存在一定安全隱患。進(jìn)出蘇州樂(lè)園的車輛仍須通過(guò)太湖大道交叉口繞行，使交通量飽和的太湖大道壓力劇增。圖5 為方案一效果圖。

圖5 方案一效果圖

（2）方案二（Y 型三層立交+直行上跨）

廢除改建：廢除現(xiàn)狀2 條單喇叭互通匝道及現(xiàn)狀太湖大道跨線橋老橋。

新建：新建Y 型半定向匝道ES 匝道和SW 匝道。因太湖大道中分帶內(nèi)建有已運(yùn)營(yíng)通車的有軌電車1號(hào)線，須新建主跨65 m 跨線高架橋,跨越太湖大道后向北延伸,上跨陽(yáng)山西路后與陽(yáng)山南路地面平交。

保留：保留現(xiàn)狀2 條右轉(zhuǎn)彎匝道，即現(xiàn)狀西轉(zhuǎn)南WS 匝道、南轉(zhuǎn)東SE 匝道。方案二平面設(shè)計(jì)見圖6。

圖6 方案二平面設(shè)計(jì)圖

拓寬：收費(fèi)站廣場(chǎng)車道由雙向4 車道拓寬為雙向6 車道。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)左轉(zhuǎn)彎車輛能提供較通暢的半定向運(yùn)行，各方向通行流暢，無(wú)交織段，運(yùn)行安全，占地較少。進(jìn)出蘇州樂(lè)園、大陽(yáng)山景區(qū)的車輛可通過(guò)陽(yáng)山南路與高速公路直接轉(zhuǎn)換，減少對(duì)太湖大道的壓力。

缺點(diǎn)：因受用地限制，Y 型立交圓曲線半徑偏小，僅55 m，運(yùn)行速度較低。直行跨線橋較長(zhǎng)、規(guī)模較大，與陽(yáng)山西路、陽(yáng)山南路短距離內(nèi)形成2 個(gè)平交口，增加了地面行車的交通復(fù)雜度。而且，現(xiàn)狀跨線橋均須廢除，浪費(fèi)資源，工程造價(jià)較高。

（3）方案三（B 型單喇叭互通+直行平交）

廢除改建：廢除現(xiàn)狀2 條單喇叭互通匝道。

新建：新建B 型單喇叭立交（匝道ES）及左出右進(jìn)入口匝道SW，并新增2 條上下匝道（匝道U、D）與陽(yáng)山西路平交。

保留：保留現(xiàn)狀2 條右轉(zhuǎn)彎匝道。

拓寬：既有跨越太湖大道匝道橋保留，在老橋西側(cè)拓寬新建1 座跨線橋，收費(fèi)站廣場(chǎng)車道由雙向4車道拓寬為雙向6 車道。方案三平面設(shè)計(jì)見圖7。

圖7 方案三平面設(shè)計(jì)圖

優(yōu)點(diǎn)：跨線橋可充分利用，對(duì)左轉(zhuǎn)彎車輛能提供較通暢的運(yùn)行，各向通行流暢，無(wú)交織段，運(yùn)行安全。

缺點(diǎn)：新建SW 入口匝道，左出右進(jìn)，且U、D 匝道分離，匝道較離散，立交占地多，線形美觀性差。

（4）方案四（優(yōu)化型B 式單喇叭互通+直行平交）

在方案三基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)：

a. 新建U、D 匝道并下穿SW 匝道，然后向北延伸至陽(yáng)山西路并與其平交，陽(yáng)山南路與之十字形交叉。

b. 在滿足SW 匝道與北側(cè)變電站間最小距離規(guī)范要求的前提下，最大可能地增大ES 環(huán)圈匝道半徑至85 m。方案四平面設(shè)計(jì)見圖8。

圖8 方案四平面設(shè)計(jì)圖

c. 新建匝道均為雙車道匝道，滿足交通量預(yù)測(cè)要求?，F(xiàn)狀跨線橋西側(cè)新建12 m 寬雙車道跨線橋?？缇€橋拼寬橫斷面見圖9。

圖9 跨線橋橫斷面示意圖（單位：cm）

方案四設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

a. 所有匝道布置緊湊，立交線形美觀，減少了占地，各轉(zhuǎn)向功能齊全，安全可靠。

b. 最大限度地利用了現(xiàn)狀跨線橋，接順SW、D匝道。老橋西側(cè)新建1 座主跨65 m 跨線橋，上跨有軌電車1 號(hào)線，銜接ES、U 匝道，工程規(guī)模相對(duì)最優(yōu)。

c. 收費(fèi)站廣場(chǎng)車道由現(xiàn)狀雙向4 車道拓寬為雙向6 車道，收費(fèi)站由3 進(jìn)5 出擴(kuò)建為4 進(jìn)7 出，增加了ETC 出入口。

d.為減小高架上行駛者對(duì)變電站感官上的不適，在SW 匝道外側(cè)采用高大喬木等遮擋變電站。

e.立交建成后，在整個(gè)互通立交范圍內(nèi)結(jié)合山、水進(jìn)行景觀綠化設(shè)計(jì)，使構(gòu)筑物隱于自然，展現(xiàn)出一副美麗的山水畫卷（見圖10）。

圖10 方案四鳥瞰圖

綜上，從立交通行能力、行駛安全性、互通占地面積、立交線形美觀性等方面進(jìn)行綜合比選，最終選擇采用設(shè)計(jì)方案四。立交工程于2018 年6 月開工建設(shè)，于2019 年建成通車，被稱為蘇州“最美互通”。

天池山互通改造工程在滿足立交各轉(zhuǎn)向功能的前提下，最大程度地利用了原有立交設(shè)施，節(jié)約了資源，保證了交通安全，滿足了通行需求，成為高新區(qū)進(jìn)出繞城高速的第一門戶，得到社會(huì)各界好評(píng)。圖11至圖13 為施工期間及建成后實(shí)景照片。

圖11 立交施工

圖12 立交日景

圖13 立交日景節(jié)點(diǎn)

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)天池山互通改造設(shè)計(jì)方案的分析探討，對(duì)設(shè)計(jì)者提出以下建議：

（1）隨著城市的快速發(fā)展，高速公路與城市道路的銜接系統(tǒng)逐漸成為城市過(guò)境交通的瓶頸。為提高兩者間交通轉(zhuǎn)換的通達(dá)性，方案設(shè)計(jì)前應(yīng)重點(diǎn)調(diào)查既有互通現(xiàn)狀條件，包括周邊環(huán)境、沿線交通量、安全沖突點(diǎn)等方案控制因素。

（2）互通匝道整體通行能力取決于每條匝道的通行能力、匝道收費(fèi)站的通行能力、匝道與主線連接部分的通行能力、匝道與被交叉道路連接部分的通行能力等多方面因素[2]，除了改善匝道通行能力外，對(duì)收費(fèi)站廣場(chǎng)前車道及收費(fèi)閘機(jī)口的擴(kuò)容也應(yīng)同步考慮。

（3）進(jìn)行多方案比選時(shí)，應(yīng)跳出常規(guī)思維，綜合考慮周邊控制因素，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的想象力、創(chuàng)新力，大膽嘗試、細(xì)心論證，最終提出安全合規(guī)、技術(shù)可行、綠色環(huán)保、資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)合理的最優(yōu)方案[3]。