1.5.3 营达高速新店枢纽采用BIM开展设计优化
1.5.3.1 项目概况
营山至达州高速公路项目（以下简称“营达项目”）是《四川省高速公路网规划（2014—2030年）》的重要东西联络线达州至阆中（S26）的一段，是国家三大战略库和长江经济带的战略项目，是四川省 “十三五”高速公路重点建设项目，也是连接相邻市州的重要通道。项目起于南充市营山县新店镇，接已建成巴广渝高速和规划中的阆中至营山高速公路，止于达州市石板镇，接已建成的达渝高速。
为满足服务营达高速与巴南广高速的交通流转换，根据交叉公路的特性，结合地形条件，设置新店枢纽。新店枢纽位于南充营山县新店镇龙顶村附近（交叉中心桩号K25+296.987=巴南广NRK108+452.233），为营达高速公路的起点，与已建成的巴南广高速公路相交。
主线采用双向四车道，设计速度为80 km/h，路基宽为24.5 m，路面类型为沥青混凝土路面。枢纽区域内主线最小平曲线半径为1 100 m，最大纵坡为1.9%，最小竖曲线半径为30 000 m，平纵指标均满足枢纽设置条件。被交巴南广高速公路采用双向四车道，设计速度为80 km/h，路基宽为24.5 m，路面类型为沥青混凝土路面。枢纽区域内巴南广高速平曲线最小半径为1 215 m，最大纵坡为1.4%，最小竖曲线半径30 000 m，平纵指标均满足枢纽设置条件。
地质气候概况：新店枢纽区域地貌属构造剥蚀地貌单元，基岩为侏罗纪中统沙溪庙组泥岩、砂岩、粉砂岩，上覆第四系全新统冲洪积、坡洪积、残坡积层，厚度为0～10 m。区域内主要工程地质问题为顺层边坡、软基以及斜坡路堤等。枢纽所在地位于亚热带湿润季风气候区，年平均降水量1 085 mm。
枢纽区控制物分布情况：新店枢纽与巴南广高速交叉中心距巴南广高速原新店互通主线设计止点K107+800约652.23 m，距巴南广高速龙顶观隧道口起点K109+250约797.8 m。除巴南广高速公路外，新店枢纽所在位置还有多条机耕道，场地内河沟遍布，建筑物以多次拆迁安置民房居多。
1.5.3.2 施工图设计方案
受龙顶观隧道和新店互通的制约，新店枢纽与新店互通进行复合设计。结合本枢纽所处的地形和实际情况，施工图对初步设计方案进行优化，如图1-5-25、图1-5-26所示。
图1-5-25 营达高速公路新店枢纽互通施工图设计总平面图
图1-5-26 营达高速公路新店枢纽互通施工图匝道布置方案平面BIM示意
新店枢纽施工图方案采用“对角象限半苜蓿叶+半定向”组合式立交方案，主线上跨巴南广高速公路。主线至巴南广高速的两条半定向左转匝道分别上跨巴南广高速公路和营达项目主线。新店枢纽施工图方案将初步设计P、Q匝道取消，采用在巴南广高速公路上设置集散车道的方式归并匝道，有效地减少了主线的出入口数量，降低了对主车流的干扰，并解决了车流混杂、设置交通标志困难的问题。这样整个互通整体的指标变化不大，但是使立交更加紧凑，减小了占地。
1.5.3.3 新店枢纽变更设计方案
营达高速公路施工图设计批复、施工单位进场后，营达公司、施工单位提出新店枢纽施工图设计的“三层立交”方案施工难度较大、周期较长，弃渣场征地特别困难，为加快施工进度，降低桥梁施工难度、环保压力和控制投资，提出变更方案。根据“确保安全，匝道线形设计与服务水平匹配，充分利用隧道和路基挖方弃渣，节约工程造价，降低施工难度，尽可能避免二期工程实施对运营高速公路的封道施工影响，节约用地”等设计优化原则，在比较方案的基础上进行调整，调整后的平面示意图如图1-5-27所示。枢纽变更设计方案采用“对角象限双环外弯半苜蓿叶”组合式立交方案，主线上跨巴南广高速公路。取消巴南广左幅集散车道，将交通流交织转移至车速较低的匝道上，降低对主线车流的影响。G、C匝道合流后与巴南广高速并行，在廖山大桥之后汇入巴南广高速，无须加宽廖山大桥左幅，节省了相应的费用；在廖山大桥中部附近设置下地匝道并与主线提前下地匝道合流，避免了匝道功能重叠现象。主线至巴南广高速的两条半定向左转匝道连续下穿巴南广高速公路和营达高速主线，以减小桥梁规模，降低施工难度，节约成本。
营达公司组织设计及BIM团队开展了10余次设计方案优化，设计优化后投资临时占地大大节省，驾驶员舒适度更高、视觉效果更好，如图1-5-28、图1-5-29所示。
根据枢纽交叉位置，新店枢纽设计施工分两期进行。从交叉位置至达州方向为一期工程，交叉位置至仪陇方向为二期工程。一期工程包含K25+296.987之后主线段落、B匝道、C匝道、E匝道、F匝道起点至FK0+385.974、GK1+231.067至G匝道设计终点、H匝道、X匝道及Y匝道（一期二期共用，纳入一期工程全部实施）；二期工程包含K25+296.987之前、A匝道、D匝道、F匝道FK0+385.974至终点、G匝道起点至GK1+231.067。
图1-5-27 营达高速公路新店枢纽互通施工图变更方案平面图
图1-5-28 营达高速公路新店枢纽互通匝道变更方案（比较方案）
（G、H匝道由三层上跨改为一层上跨，减少桥梁长度和施工难度）
图1-5-29 营达高速公路新店枢纽互通匝道变更方案二（推荐方案）
（G、H匝道由上跨改为下穿，利用弃方将桥梁全部改为路基）
变更前后主要工程量及工程造价对比如表1-5-2～表1-5-4所示。
表1-5-2 新店枢纽施设方案与变更方案占地对比
注：本表中将XY匝道的50%新增占地分别计入一期工程和二期工程。
表1-5-3 新店枢纽施设方案与变更方案主要工程量对比（一）
表1-5-4 新店枢纽施设方案与变更方案主要工程量对比（二）
变更设计总投资由原估算5亿元（根据营达与阆营高速公路工可报告数据）减少为3.1亿元，其中：一期工程较原批复一期工程建安费减少约0.7亿元（不含减少物价上涨费近0.5亿元），二期工程减少约1.2亿元。变更减少高墩钢箱梁桥约300 m（其中主线38 m+46 m，匝道2×50 m+2×55 m）、高墩现浇匝道桥梁约1 000 m，利用路基挖方和隧道弃方约110万立方米（全部减少了弃渣占用耕地和对环境的影响）。二期工程先期实施部分是为了减少对巴广渝高速和营达高速一期工程运营的影响，是需与一期工程统筹安排同期实施的部分二期工程。