受高鐵、地鐵影響互通式立交方案研究
——以鄭州華夏大道互通式立交方案為例

孫 雪

（上海浦東建筑設計研究院有限公司，上海市 201206）

0 引言

隨著國民經濟的發展，全國高速鐵路、城市軌道交通里程不斷增加，2020 年末全國鐵路營業里程14.6 萬km，比上年末增長5.3%，其中高鐵營業里程3.8 萬km。鐵路復線率為59.5%，電化率為72.8%。城市軌道交通運營線路226 條，增加36 條，運營里程7 354.7 km，增加1 182.5 km，其中地鐵線路189條、6 595.1 km，輕軌線路6 條、217.6 km[1]。

另一方面，《交通強國戰略研究》指出，目前我國交通基礎設施間銜接不夠順暢，客運樞紐銜接設施不完善，主要表現為集多種對外運輸方式為一體的綜合客運樞紐較少[2]。綜合客運樞紐設計中，互通立交、鐵路、城市軌道交通相互影響的情況不斷增加。

因此，立交設計范圍同時存在高鐵、城市軌道及其配套管線的情況不斷增加，開展相應研究工作刻不容緩。

1 工程概況

鄭州航空港經濟綜合實驗區（以下簡稱試驗區）位于鄭州中心城區東南部，處于鄭州南北向發展軸的東南端，距離鄭州主城區約30 km。試驗區北鄰東部新城、西接南部新城與新鄭，往南、往東分別與許昌、開封接壤。實驗區是全國首個上升為國家戰略的航空港經濟發展先行區，將建成生態智慧航空大都市主體實驗區，戰略定位為國際航空物流中心、以航空經濟為引領的現代產業基地、內陸地區對外開放重要門戶、現代航空都市、中原經濟區核心增長極。

華夏大道規劃為實驗區內南北向快速通道之一，西鄰京港澳高速，全線北起洪澤湖大道，往南經實驗區北部城市綜合性服務區、中部空港核心區、南部高端制造業集聚區后，與東西向快速通道南海大道相交，全長約27.8 km。

本次研究的立交為華夏大道-燕都大道互通式立交（以下簡稱華夏大道互通式立交），主要影響因素為鄭機城際鐵路（以下簡稱鄭機城鐵）及軌道交通17 號線。

2 立交建設條件

2.1 道路功能定位

根據區域發展情況、土地及路網規劃，華夏大道近期定位為實驗區南北向客貨運主通道，遠期定位為南北向客運快速路，是實驗區“六橫四縱半環”快速路系統組成部分。燕都大道規劃定位為都市區南部兼具客貨運功能的東西向快速通道，兼具過境交通、核心區域保護殼、到發交通功能。圖1 為華夏大道、燕都大道周邊快速路網圖。

圖1 華夏大道、燕都大道周邊快速路網圖

2.2 現狀情況及其他影響條件

2.2.1華夏大道

華夏大道現狀隸屬原國道107 線鄭州段改建工程的港區段，建設標準為一級公路兼顧市政道路功能，港區段設計速度為60 km/h。本次立交路段已按60 m紅線、兩側各50 m綠線實施到位，車道規模雙向8 快2 慢，兩幅路形式，機非共板，設置機非分隔欄（見圖2）。

圖2 華夏大道現狀橫斷面圖（單位：m）

2.2.2燕都大道

目前，燕都大道快速路主線無現狀道路，其規劃線位上已建成青年公園，公園南北寬約150 m，內設悠閑游憩設施、停車設施；燕都大道輔道分別為大寨路、遠航路，均為現狀道路，車道規模均為雙向4 快2慢，路幅寬度均為40 m。圖3 為燕都大道周邊現狀。

圖3 燕都大道周邊現狀

規劃華夏大道互通式立交周邊現狀用地情況為：西北角為糧棉所用地，目前用地已部分開發，其中已建成一棟5 層建筑（華夏大道50 m綠線西側）；西南角為綠化用地以及一家混凝土生產銷售企業；東北角和東南角均為綠地。

2.2.3其他影響因素

鄭機城鐵從鄭州東站引出，終點到達新鄭機場，全線設鄭州東站、南曹站、孟莊站、新鄭機場站。整條線路為雙線，設計時速為200 km/h，從主城區到機場只需大約15 min；鄭州新鄭國際機場與鄭州南站之間將實現一站式便捷聯系。鄭機城鐵位于本工程東側，為南北走向。

17 號線區間段地下線位于華夏大道與鄭機城鐵之間（此處地鐵結構頂距地面約21 m）。由于17 號線已施工建設，而華夏大道互通式立交將在遠期才實施，那時17 號線已建成運營，在其安全保護范圍內，橋梁樁基施工、地鐵上方市政隧道施工等均受其嚴格限制。

3 立交方案

3.1 主線形式比選

華夏大道主線方案有高架、隧道、地面三種形式，燕都大道主線有地面、隧道兩種形式。道路主線主要受鄭機城鐵、軌道交通17 號線及工程建設時序影響。

考慮到燕都大道主線規劃形式存在不確定性，立交方案應盡量減少近期實施的預埋工程，避免規劃條件變化造成大量廢棄工程。因此，本立交節點華夏大道主線采用高架形式，燕都大道主線采用地面形式。考慮到鄭機城鐵安全保護區影響，華夏大道主線向西偏移。圖4 為華夏大道主線方案橫斷面圖。

圖4 華夏大道主線方案橫斷面圖（單位：m）

3.2 立交方案

根據立交交通流量預測，4 個左轉流向中，北轉東、東轉南、西轉南、南轉西流量依次遞減（見圖5）。

圖5 燕都大道立交流量預測（單位：pcu/h）

由于此立交受鐵路、地鐵等多重因素影響，華夏大道東側布設匝道的形式受限，環形匝道、定向與半定向匝道僅能布設于立交西北與西南象限，匝道等級與立交轉向流量難以一一匹配。

3.2.1 方案1：全互通（雙苜蓿葉+單半定向）

華夏大道主線：以高架形式上跨燕都大道，同時為了避開17 號線設置西轉北高架橋墩，需往西調整主線中心線（現狀中心線往西最大偏移18.5 m），過遠航路以后與規劃中心線接順。

華夏大道輔道：過鄱陽湖路后往西偏離主線，規模為雙向8 車道，占用西側部分綠化帶用地和糧棉所用地（需調整現狀糧棉所用地建筑布局），與遠航路和大寨路組成地面信控交通系統。

燕都大道主線：分為南北兩幅（單幅4 車道），以地面形式下穿現狀鄭機城鐵，之后兩側分別起坡接高架，上跨華夏大道輔道、燕都大道輔道。

燕都大道輔道：將長安路以東的大寨路、遠航路雙向交通組織改為單向交通（3 車道），并取消長安路以西的遠航路；大寨路（長安路以西）仍采用雙向交通組織（雙向4 車道），重新布置線位、橫斷面。

匝道：8 個轉向匝道，北轉西（NW）匝道、南轉西（SW）匝道、西轉北（WN）匝道和東轉北（EN）匝道的長度均大于300 m，采用2 車道規模，其他4 個轉向匝道均為單車道匝道；在華夏大道西側設置雙苜蓿葉匝道，分別布設北轉東（NE）匝道、東轉南（ES）匝道，均為高架形式，兩匝道間交織段設置集散車道；東轉北（EN）匝道、南轉西（SE）匝道均需下穿鄭機城鐵，由于下穿位置鐵路橋下凈空約9 m，此處考慮以匝道橋梁形式下穿（橋面距地面約3.5 m），不對鄭機城鐵高架承臺產生影響；在西南象限設置半定向西轉北（WN）匝道，從西轉南（WS）匝道分離后以高架形式一路上跨華夏大道輔道、華夏大道集散匝道、華夏大道主線高架、燕都大道主線、燕都大道輔道，然后與EN 匝道合流；NW匝道、WS 匝道均為高架形式。

與17 號線關系：NW匝道、WS 匝道、NE 匝道、ES 匝道、SW匝道橋墩不受地鐵17 號線影響；WN匝道橋墩與17 號線的距離大于6 m，可以遠期實施；EN 匝道、SE 匝道部分橋墩與17 號線的距離小于6 m，需與17 號線同步實施預埋。

與鄭機城鐵管線：SE 匝道、EN 匝道下穿鄭機城鐵時，匝道標高比現狀標高填高不超過3.5 m，為減少對鄭機城鐵承臺的影響，采用橋梁形式下穿（鄭機城鐵現狀橋下凈空9～10 m）。

圖6 為華夏大道互通式立交方案1。

圖6 華夏大道互通式立交方案1

優點：地面輔道系統連續，通過平面交叉口進行交通轉換。

缺點：由于燕都大道主線為地面層，需要將華夏大道地面輔道西移，侵入糧棉所部分用地（約3 300 m2），需對路網和用地進行調整；南側華夏大道主線高架起坡段至橋臺段長約100 m范圍，與地鐵區間段斜交，遠期實施時道路需要填土0～3.5 m，近期地鐵盾構施工時需要采取加固措施。

3.2.2方案2：全互通（單苜蓿葉+三半定向）

華夏大道主線：中心線向西移20 m，以隧道形式下穿燕都大道，長約820 m，其中坡道段長240 m，最大凈空約7.5 m。

燕都大道主線：在華夏大道以西100 m左右整體抬高3 m穿過鄭機城鐵高架橋，保證華夏大道輔道慢行交通通行，整體縱坡小于3.5%。

燕都大道匝道：匝道確保凈空5.0 m，左轉匝道凈空約10 m，最大縱坡小于4%，轉向交通均通過匝道實現全互通。

華夏大道匝道：匝道與燕都大道保持凈空5 m，最大縱坡小于4%，回旋線長度35 m。

地面交通組織方式：大寨路交叉口和遠航路交叉口為信號控制交叉口，兩節點之間僅允許慢行交通通行（可考慮地面公交）。

大寨路和遠航路：雙向4 車道，并承擔燕都大道輔道功能。

圖7 為華夏大道互通式立交方案2。

圖7 華夏大道互通式立交方案2

優點：由于匝道多為地面匝道，對地鐵影響小，不需與地鐵共建。

缺點：遠航路及大寨路為斷頭路，不再貫通；華夏大道西側輔道做跨線橋實現貫通，但與凌騰街不平交；華夏大道東側輔道受地鐵影響無法做跨線橋，故不連續，只能通過相關路網實線道路轉向和貫通，路網疊加功能大，易造成擁堵。

3.2.3方案對比

通過方案比選（見表1），本次研究推薦按方案1進行規劃用地和建設條件控制。

表1 燕都大道互通立交方案對比表

4 結語

本次華夏大道互通式立交受鄭機城鐵、軌道交通17 號線等影響，研究方案涉及主線形式、主線線位、立交方案等。方案抓住主要影響因素，結合建設時序等條件，解決了規劃方案不穩定、立交距離高鐵較近、17 號線同步預埋施工等一系列問題，取得了良好效果。

隨著高鐵、軌道交通不斷建設，受其影響的互通立交不斷增多。本立交方案可為相似工程提供借鑒。