贵阳绕城高速公路扩容方案研究.pdf

第 39 卷 第 3 期2023 年 6 月 公 路 交 通 技 术Technology of Highway and Transport Vol.39 No.3 Jun.2023张金龙.贵阳绕城高速公路扩容方案研究J.公路交通技术,2023,39(3):1-7.ZHANG Jinlong.Research on expansion scheme of Guiyang Ring ExpresswayJ.Technology of Highway and Transport,2023,39(3):1-7.DOI:10.13607/ki.gljt.2023.03.001收稿日期:2022-10-03作者简介:张金龙(1986),男,河南省太康县人,硕士,高工,主要从事工可研究、路线设计工作。E-mail:540528745 。贵阳绕城高速公路扩容方案研究张金龙(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵阳 550081)摘 要:为研究绕城高速的扩容形式,以贵阳绕城高速为依托,采用综合分析方法,在分析路网布局、地形地势、城市规划及产业布局、敏感区等扩容条件的基础上,提出 2 种扩容思路下的 3 个贵阳绕城扩容走廊方案,并进行综合比较。结果表明:适度外扩的新环方案在疏解既有绕城高速交通压力、适当拓展城市发展框架方面具有综合比较优势;绕城高速外扩并非越大越好,应紧密结合城市规划、经济发展,在适度超前的原则下选择合适的新环线。关键词:绕城高速;高速公路扩容;方案研究文章编号:1009-6477(2023)03-0001-07 中图分类号:U412.1 文献标识码:AResearch on Expansion Scheme of Guiyang Ring ExpresswayZHANG Jinlong(Guizhou Transportation Planning Survey&Design Academy Co.,Ltd.,Guiyang 550081)Abstract:In order to study the expansion form of the ring expressway,a comprehensive analysis method is adopted based on the Guiyang ring expressway.Based on the analysis of the expansion conditions such as road network layout,terrain,urban planning and industrial layout,sensitive areas,etc.,three schemes of Guiyang ring expressway expansion corridor under the two expansion ideas are proposed,and the comprehensive comparison is made.The results show that the new ring scheme with moderate expansion has comprehensive comparative advantages in relieving the traffic pressure of the existing ring expressway and properly expand the urban development framework.The expansion of the ring expressway is not as big as possible.It should be closely combined with urban planning and economic development,and the appropriate new ring road should be selected under the principle of moderate advance.Keywords:ring expressway;capacity expansion;scheme study 绕城高速不仅是城市化发展过程中组织城市外围交通、避免过境交通直穿城区的需要,也是城市交通快速进入高速系统的需要1。绕城高速的交通功能主要有 3 种:过境交通、对外交通及城市内部交通。根据相关研究2,城市规模越小,绕城高速承担的过境交通比例越大,随着城市规模的扩大,交通需求结构发生改变,对外交通及城市内部交通占比增加。目前,国内绝大多数省会城市均设置了绕城高速,环线长度与城市体量具有一定相关性,直辖市平均长度约 181 km;除直辖市外,东部地区的省会城市绕城高速平均长度约 144 km,中部地区平均长度约 120 km,西部地区平均长度约 114 km,东北地区平均长度约 88 km。随着城市范围的不断扩张、社会经济的蓬勃发展、车辆保有量的逐年增加,既有绕城高速逐渐不能适应交通量的增长,为提高整体通行能力,绕城高速的扩容即被提上日程。王晓辉3研究了沈阳绕城高速的改扩建方案,主要措施为老路改扩建对称加宽方式;盛亮4对杭州绕城高速功能定位、交通需求、扩容方案进行了全面综合分析,杭州绕城西段的扩容方案采用建设新线的方式;胡桂生等5从城市规划、工程地质条件、重点控制性工程、环境敏感点、地方经济发展等多方面对成都第二绕城高速公路的路线方案进行了论证,确定了采用基于小环的各段方案;饶宗皓等6以成都第二绕城高速及以内区域为研究范围,对成都绕城高速取消收费后交通影响进行了分析,认为取消收费前后的总行程时间变化不大。国内绕城高速的扩容方式主要有原路改扩建及另辟新线,因城而异。原则上高速公路应根据城市化进程及服务对象制定相适应的布局方案,一味远离城区将增加交通不便7。在方案论证时,应进行多因素、多角度的综合比选8-12。既有贵阳绕城高速主要由 2 段组成:西南环线下坝至尖坡段长约 55 km,双向 4 车道,建成于 2009年;东北环线尖(尖坡)小(小碧)段长约46 km,双向6 车道,于 2015 年建成通车。东北环线建成年限短、通行能力高,现状交通量约 2 万 pcu/d,还在交通量适应阶段;而西南环段建成通车已超过 10 年,随着贵阳城区向西扩张,城市建设范围已突破既有绕城高速范围,使得绕城高速的交通量迅速增长,现状交通量已突破 4 万 pcu/d,其中金华至曹官段已突破 5.5 万 pcu/d,交通量年均增长率约 15%,双向4 车道已难以满足交通量增长需求,迫切需要对既有绕城高速进行扩容。选择一个既能缓解当前绕城高速交通压力,又能适合一定时期的贵阳城区发展的扩容方案是本文重点研究的内容。1 绕城高速扩容思路绕城高速扩容通常包括改扩建扩容和另辟新环扩容 2 种思路。1.1 改扩建扩容改扩建扩容可提高国高路网通行能力,缓解既有绕城高速通行压力,改善沿线既有城市格局下的交通条件。主要优点是充分利用既有工程,土地利用率高,投资规模相对较省,不改变既有高速的管理养护模式;主要缺点是施工期间交通保畅难度大13,尤其交通量超大时交通组织更为困难,征拆协调难度大,施工期社会影响大。1.2 另辟新环扩容另辟新环扩容可一定程度上拓展贵阳城区发展框架,减轻过境交通与城市内部交通的叠加干扰,承担部分外围产业园区、物流园区对外货运交通的集散。主要优点是形成新的经济带,增加路网密度,提高运输能力,施工期对现有交通影响相对小;主要缺点是外扩的整体工程规模大,投资高。总体上,2 种思路的方案各有优缺点,没有绝对的优劣,需在对路网布局、沿线地形地势、城市规划及产业布局、敏感因素等扩容条件进行全面综合分析的基础上,拟定走廊方案并综合比选。2 扩容条件分析2.1 路网布局分析贵阳市已形成了“两环十三射”的高速公路布局,“两环”即指既有绕城高速和贵阳外环高速。既有绕城高速汇集了沪昆高速及其复线、兰海高速及其复线、厦蓉高速、银百高速等国家高速公路以及贵黔高速、贵黄高速、贵阳南环等省级高速公路。既有绕城高速全长约 101 km,围合面积约 616 km2,覆盖半径约 14 km。贵阳外环高速是黔中城市群核心区的高速公路环线,串联了修文、乌当、贵定、龙里、惠水长顺、平坝、清镇等 8 个县(区、市),全长约 305 km,围合面积约 6 000 km2,覆盖半径约 44 km,全线采用双向 6 车道及以上标准,其中外环南段约 92 km 已建成通车,外环东段约 86 km 及外环西北段约127 km 为在建。既有绕城高速与贵阳外环高速间距 20 km40 km,南部受自然山体及敏感区限制间距相对较大。在贵阳外环高速布局已定的情况下,外扩的另辟新环方案应考虑与外环高速的间距不宜过近,避免功能重叠。贵阳市高速公路布局示意见图 1。图 1 贵阳市高速公路布局示意Fig.1 Diagram of expressway layout in Guiyang City2公 路 交 通 技 术 第 39 卷2.2 地形地势分析乌当区南明区花溪区惠水县一带是南明河、涟江的沿河地带,海拔相对低,约1 000 m1 100 m;东南方向的高坡、龙里草原一带海拔 1 500 m 1 600 m;双龙新区东侧的斜山海拔 1 600 m;白云区北部的大观山三角山斗篷山一带海拔 1 500 m1 550 m;百花湖西侧的宝塔山海拔约 1 750 m、红枫湖南侧的高峰山海拔约 1 400 m,其间分布红枫湖,南北跨度近 20 km,红枫湖西侧即是贵阳外环高速的西段部分;西南方向的大梁坡海拔约 1 500 m。从地形地势及土地利用角度分析,绕城高速外扩的新环方案不宜超过周边 1 400 m1 750 m 的高山带以及西侧的红枫湖范围。2.3 城市规划及产业布局分析根据贵阳市城市总体规划(20112020)(2017 年修订),贵阳市中心城区呈现的空间结构为“双核多组团”,体现的布局特色为“山中有城、城中有山”。从贵阳贵安的融合发展趋势看,贵阳城区中心将进一步向西南方向移动,贵安新区直管区、久安组团、石板组团具备一定的发展条件;西面的金华组团与清镇城区已连片发展,而朱昌组团以西为百花湖,集风景区、水源、湿地公园为一体,难以大规模开发;北面的白云组团及东北面的乌当组团已紧邻山体,再往北、东北方向拓展困难;东面的龙洞堡组团与龙里县具备连片发展优势;南面的各组团与惠水县沿南明河、涟江一带虽然用地条件尚好,但可用地狭长,难以短时间内大范围开发。目前,白云组团、朱昌组团、金华组团、久安组团、石板组团、花溪组团、孟关组团、龙洞堡组团等城区组团已突破既有绕城高速向外拓展。贵阳城区的拓展及贵 A 牌照ETC 小客车免费政策的吸引,从侧面印证了城市内部交通占比不断上升的原因14,根据测算,既有绕城高速交通中,城市内部交通占比约 44%、过境交通占比约 15%、对外交通占比约 41%。在既有绕城高速和贵阳外环高速之间布置了较多的经济区、产业园,如贵州双龙航空港经济区(百亿级园区)、龙里产业园区(五百亿级园区)、孟关装备制造业生态工业园区(千亿级园区)、贵阳高新区(千亿级园区)等,此外,沿线还分布了较多的 3A 及以上旅游景区。外扩的新环方案应充分考虑对外围城市组团的服务及对产业园区的带动。2.4 敏感区分析贵阳是 2018 年首批生态文明建设典范城市,贵阳市区范围及周边敏感区众多,遍布有风景名胜区、水源保护区、湿地公园、森林公园、自然保护区等,方案拟定时应充分考虑这些制约因素。3 走廊方案比选结合以上分析,主要提出 2 种扩容思路下的 3个走廊扩容方案进行比选。贵阳绕城高速扩容走廊方案示意见图 2。图 2 贵阳绕城高速扩容走廊方案示意Fig.2 Diagram of Guiyang ring expressway expansion corridor scheme3.1 方案 1:改扩建西南环东北环线尖小段标准较高,双向 6 车道暂无需扩容,该方案主要对西南环原双向 4 车道进行双向8 车道的改扩建。老路适应性分析:1)设计速度:100 km/h。对应的平面指标符合性较好,但牛郎关枢纽互通、干井枢纽互通、窦官枢纽互通、曹关枢纽互通段纵坡超过了互通式立体交叉范围内主线线形指标中最大纵坡 3%的要求15,需要调整。2)桥隧结构。刚构桥及隧道路段不具备原路拼宽条件,宜采用分离增建方式。3)交叉情况。互通范围主线拓宽时,互通式立交分合流鼻附近匝道平、纵面需调整;对两侧拼宽或单侧拼宽路段的分离式立交需重建以适应改扩建的需求;与相关道路交叉关系复杂,与 8 条高速公路衔接、与 6 条铁路交叉、与 19 条城市道路交叉,且环城3 第 3 期 张金龙:贵阳绕城高速公路扩容方案研究快铁在金华、成贵高铁在曹关均以比较小的角度桥梁上跨既有绕城,未预留扩宽条件,需适当调整高速主线的角度才能通过。4)周围关系。经过 10 余年的发展,既有高速两侧房屋密集、高楼临立,工业园区、城市道路紧靠路侧布置,原路改扩建存在涉及面广、拆迁难度大及周期长、社会关注度高且影响大等现实问题;现阶段交通量超大,特别是金华至曹关段,交通保畅的难度很大。该方案建设里程约 57 km,桥隧比约 30%,估算投资约 170 亿元;路线走向为下坝、牛郎关、金竹、干井、上麦、曹关、尖坡;闭环里程 101 km,围合面积约616 km2,覆盖半径约 14 km,与贵阳外环高速间距20 km40 km。方案 1 路线走向示意见图 3。图 3 方案 1 路线走向示意Fig.3 Diagram of route direction for scheme 1主要制约因素:贵阳图云关森林公园、铁路小角度交叉、阿哈湖国家湿地公园(恢复重建区)、沿线城市组团规划、征拆协调、交通保畅等。优点:新增占地少,通行能力的提高有助于缓解既有绕城高速的通行压力。缺点:沿线涉及面广、拆迁协调难度大,与铁路的交叉关系复杂,交通保畅难度大,社会影响大。3.2 方案 2:新建+利用南环改扩建基于缓解既有绕城高速交通压力并适当拓展城市发展空间角度,结合南环高速等路网布局,贵安、清镇、观山湖、白云、高新区等规划,并考虑与沪昆高速及其复线、贵金古、贵遵等高速的衔接条件,提出适当外拓的“新建+利用南环改扩建”方案。该方案建设里程约 128 km,其中新建 113 km,改扩建南环高速 15 km,桥隧比约 55%,估算投资约302 亿元;路线走向为永乐南、双龙、龙里西、孟关、大学城、科创城东、清镇东、朱昌、麦架、沙文、牛场、李资;闭环里程144 km,围合面积约1 250 km2,覆盖半径约 20 km,与贵阳外环高速间距 19 km25 km。方案 2 路线走向示意见图 4。图 4 方案 2 路线走向示意Fig.4 Diagram of route direction for scheme 2主要制约因素:花溪、百花湖、相思河风景名胜区;百花湖国家湿地公园;高沟龙潭水源、花溪水库、百花湖水库、北郊水库、云锦水厂等水源;沿线城市组团规划等。优点:靠近主要交通发生源,近期可一定程度疏解既有绕城繁忙路段问题;直接覆盖、辐射并衔接白云区、观山湖区、清镇市、贵安新区、花溪区、双龙新区、乌当区、龙里等城市组团或节点,对近期城市重点开发片区及远期城市拓展有利;较好串联、辐射带动沿线产业园、物流园;成环结构相对规整,相对西南环原路改扩建交通保畅难度相对小。缺点:新建段隧道规模大,增加投资,主要是乌当区北部的云雾山隧道 5 820 m;对清镇、朱昌组团规划有一定影响;孟关至党武段改扩建依然存在交通保畅问题,但目前交通量尚小,可采用边施工边通车的保通方式。4公 路 交 通 技 术 第 39 卷3.3 方案 3:新建+利用花安高速基于地方曾提出把贵安新区直管区及清镇主要城区纳入绕城以内的想法提出更大范围的绕城方案,结合高速路网布局并充分利用既有工程,该方案西南段完全利用双向 6 车道标准的花安高速的一段。该方案建设里程约 166 km(不含完全利用花安高速 9 km),桥隧比约 68%,估算投资约 427 亿元;路线走向为定扒、醒狮、双龙、青岩、燕楼、马场、清镇西、百花湖、沙文、牛场、李资;闭环里程 174 km,围合面积约1 970 km2,覆盖半径约25 km,与贵阳外环高速间距 9 km22 km。方案 3 路线走向示意见图5。主要制约因素:相思河、花溪、红枫湖、百花湖风景名胜区;红枫湖国家湿地公园;高沟龙潭水源、松柏山水库、红枫湖水库、北郊水库、云锦水厂等水源;沿线城市组团规划等。优点:覆盖范围广,利于贵安新区直管区西面出行。缺点:不能充分解决近期既有绕城繁忙路段问题;整体规模大、投资高,从投融资及项目效益角度分析,近期实施难度较大;对贵安新区、清镇市职教图 5 方案 3 路线走向示意Fig.5 Diagram of route direction for scheme 3城片区规划影响大;涉及红枫湖国家湿地公园的保育区等敏感区;新建段隧道规模大,主要是乌当区北部的云雾山隧道 5 820 m;西段与贵阳外环高速隔红枫湖相望,相距 9 km11 km,距离偏近,功能有重复。3.4 综合评价走廊方案综合比较见表 1。表 1 走廊方案综合比较Table 1 Comprehensive comparison of corridor schemes比较项方案 1方案 2方案 3建设里程/km57128166闭环里程/km101144174围合面积/km26161 2501 970投资/亿元170302427与外环高速间距/km20401925922优点新增占地少,通行能力的提高有助于缓解既有绕城高速的通行压力靠近主要交通发生源,对既有绕城引流效果好;直接覆盖、辐射并衔接多个城市组团或节点、产业园、物流园,带动作用强覆盖范围广,利于贵安新区直管区西面出行缺点沿线涉及面广、拆迁协调难度大,与铁路的交叉关系复杂,交通保畅难度大,社会影响大新建段隧道规模大;对清镇、朱昌组团规划有一定影响;孟关至党武段改扩建依然存在交通保畅问题不能充分解决近期既有绕城繁忙路段问题;整体规模大、投资高,效益差;对贵安新区、清镇市职教城片区规划影响大;涉及敏感区多;西段与贵阳外环高速距离偏近,功能有重复推荐意见推荐5 第 3 期 张金龙:贵阳绕城高速公路扩容方案研究 由表 1 可知,方案 1 是解决当前拥堵问题最直接的方案,但技术与协调难度大、保畅及实施困难。方案 3 虽然范围最大,对贵阳远期城市拓展有利,但偏离现阶段的主要交通发生源较远,对交通吸引有限,近期无法疏解既有绕城繁忙路段问题;其西段与贵阳外环高速距离偏近,功能有一定重叠;从投融资及项目效益角度分析,近期实施难度较大。方案 2靠近主要交通发生源,近期可一定程度疏解既有绕城繁忙路段问题,同时可直接覆盖、辐射并衔接白云区、观山湖区、清镇市、贵安新区、花溪区、双龙新区、乌当区等城市组团,对近期城市重点开发片区及远期城市拓展有利。经综合比选,推荐综合最优的方案 2。4 外扩后既有绕城高速的思考贵阳绕城高速各段建成于 2009 年2015 年,按 30 年收费期,剩余收费年限约为 20 年,若当前政府考虑回购,资金需求大、财务压力大。若当前对既有绕城高速进行市政化改造,取消收费,需在其外围射线高速合适位置新设 10 余处收费站,增加额外投资,且涉及资产移交及人员安置。此外,改貌牛郎关、都拉营、龙洞堡等物流、仓储用地临近既有绕城,货车依然有借由绕城高速通行的需求。基于以上需求分析,建议现阶段暂保留既有绕城的高速功能,待时机成熟适时启动市政化改造,届时绕城功能由外扩后的新环线取代。5 结束语1)绕城高速改扩建扩容侧重于直接解决既有绕城高速通行能力不足的问题,但受制于征拆协调难度大、保畅困难,可实施性较低;另辟新环扩容侧重于拓展城市发展框架,疏解外围过境交通及组织对外交通。本文适当外扩的方案 2 既可在一定程度上引流既有绕城高速的交通,又兼顾带动了近期城市重点开发片区,是综合最优的扩容方案。2)绕城高速外扩方案应结合城市规划进行统筹谋划,结合交通需求的不同分期分段实施,合理设置服务型互通,并做好与城市道路的衔接,同时,也需关注产业、物流、仓储等新地块的规划、适当外移问题。3)建议绕城高速可适度超前,但不可盲目追求大环线。若绕城高速过于超前,将面临初期建设投入大,交通吸引有限、利用率低、效益差,难以充分发挥绕城高速功能的情况。4)绕城高速不能解决出现的所有交通问题,城市发展到一定阶段,主要交通功能转变为城市内部交通时,增加城市道路的供给也是缓解绕城高速交通压力的一种途径。参 考 文 献References1 王维昭,林国涛.绕城高速公路规划和设计的探讨及实例J.公路,2006(5):140-144.WANG Weizhao,LIN Guotao.Discussion and example of the planning and design of the ring expressway J.Highway,2006(5):140-144.2 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