長晉高速公路神農(nóng)互通式立交設(shè)計

劉英克

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院，山西 太原 030012）

1 項目背景

長晉高速公路是高平市一條最主要的對外運輸通道，目前高速公路只在市區(qū)南部有一個互通出入口，且現(xiàn)有出入口偏向南部，向北距長治縣互通達33 km，距離大于30 km，隨著高平市經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，交通量的迅速增加，現(xiàn)有高速公路出入口對分布于高平市北部的裝備制造工業(yè)園區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、大型物流園區(qū)和炎帝陵、羊頭山、長平之戰(zhàn)遺址等旅游景區(qū)不能形成有效覆蓋，該區(qū)域的數(shù)十家大型企業(yè)、數(shù)百家中小企業(yè)每年2 000萬t的貨物運輸以及北部8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)15萬人口的出行仍需經(jīng)G207繞行至高平互通，導致出行成本增加，還造成G207神農(nóng)鎮(zhèn)至高平市區(qū)段經(jīng)常發(fā)生堵車現(xiàn)象。

本互通是在已運營的長晉高速公路上新增的互通工程。它的建設(shè)，將拉動高平市北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)及G207、浩王線東、浩王線西等周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟發(fā)展，聯(lián)絡(luò)G207—高平市北環(huán)道路，加強高平市北部與各市區(qū)之間的聯(lián)系，減少高平市南部的交通擁堵，減小G207的城鎮(zhèn)化后向該路段上煤車、大車對周邊環(huán)境的污染問題。同時互通連接線與浩王線西改建工程相接，可以拉動高平北部經(jīng)濟，帶動羊頭山景區(qū)旅游，促進高平市南北部工業(yè)園區(qū)的聯(lián)系和流通。

2 交通量預(yù)測

經(jīng)調(diào)查長治縣互通約10%的交通量，考慮未來轉(zhuǎn)至神農(nóng)互通上下高速，轉(zhuǎn)移交通量為628輛/日（標準小客車）；高平互通20%的交通量，考慮未來轉(zhuǎn)至神農(nóng)互通上下高速，轉(zhuǎn)移交通量為2 102輛/日（標準小客車）?？紤]未來高平北部煤礦和城鎮(zhèn)出行選擇神農(nóng)互通，本項目基年吸引的交通量為2 730輛/日（標準小客車）。

3 立交布設(shè)的影響因素

3.1 主要制約因素

主要制約因素為東倉水庫、水源地保護區(qū)以及匝道沿線的洗煤場、煤矸石磚廠、蔬菜大棚等。

3.2 國道G207

G207已建成多年，交通量較大，是高平市的一條重要客貨運通道，因此，神農(nóng)互通立交的選型和設(shè)計應(yīng)充分考慮互通建設(shè)期間對G207車輛正常通行的影響，在施工建設(shè)期間首先要做好保通工程，保證行駛車輛的正常通行。

4 立交選型與設(shè)計

高平互通布局主要分布于高平市南部，現(xiàn)有的高平互通立交，距晉城方向常樂樞紐8.6 km、北義城樞紐14.1 km、高平南互通11.7 km、南義城互通17.054 km；距長治方向官道樞紐28.7 km、韓店互通33.621 km。各互通關(guān)系見圖1。

4.1 互通選址范圍

長晉高速公路高平互通以北17.7 km為高平市與長治縣的縣界，因本項目是高平市政府自籌資金建設(shè)，互通選址應(yīng)在此范圍內(nèi)進行。

本項目高速公路主線設(shè)計速度100 km/h，按《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20—2006）[1]新建互通應(yīng)滿足以下相關(guān)規(guī)范要求。

圖1 互通位置關(guān)系圖

a）互通式立體交叉范圍內(nèi)主線形指標，設(shè)計速度為100 km/h時，最小圓曲線半徑為1 500 m，極限取1 000 m，最大縱坡為2%。

b）大城市、重要的工業(yè)園區(qū)附近的平均間距宜為5～10 km。

c）互通式立體交叉選型，應(yīng)綜合考慮相交公路的功能、等級、匝道設(shè)計速度、地形、地物、用地條件、交通量、造價以及是否設(shè)置收費站等因素確定。

結(jié)合相關(guān)規(guī)范[1]及設(shè)計指南[2]要求，高平互通以北17.7 km范圍內(nèi)，縱坡不滿足互通設(shè)置要求的段落為兩段，分別為K30+900—K37+900、K42+700—K44+300段；不滿足互通間距要求的段落為K44+300—K48+600互通間距4.3 km。如圖2所示。

圖2 互通選址范圍

經(jīng)綜合分析滿足互通設(shè)置要求的段落為K37+900—K42+700。

4.2 備選方案擬定

通過實地勘察，在K37+900—K42+700范圍內(nèi)提出了兩種構(gòu)想：K40+000處設(shè)置單喇叭互通；K38+300處設(shè)半苜蓿葉及單喇叭方案比選。

4.2.1 構(gòu)想一

在K40+000處設(shè)置單喇叭互通，主線平面線形為直線，縱坡為1.9%，滿足規(guī)范設(shè)置互通要求，如圖3。

a）優(yōu)點 互通采用B型單喇叭，形式簡潔，各車流方向明確；距離高平市區(qū)較近。

b）缺點 互通立交的設(shè)置不滿足高平市對旅游業(yè)、工業(yè)園區(qū)及路網(wǎng)布局的總體規(guī)劃需求，距離既有高平互通距離偏近。該位置與高平市規(guī)劃需求不完全符合。

圖3 構(gòu)想一方案

4.2.2 構(gòu)想二

于K38+300處設(shè)置互通，可采用半苜蓿葉及單喇叭方案比選。此段主線最小圓曲線半徑2 000 m，最大縱坡1.0%，滿足規(guī)范設(shè)置互通要求，如圖4。

圖4 構(gòu)想二方案

a）優(yōu)點 高平市裝備工業(yè)園區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園、炎帝陵、羊頭山景區(qū)等均在高平市北側(cè)神農(nóng)鎮(zhèn)附近，建成后車輛上下高速公路最為便捷，符合高平市的整體規(guī)劃和經(jīng)濟布局，當?shù)卣庠谏褶r(nóng)鎮(zhèn)增設(shè)互通式立體交叉（神農(nóng)互通）。

b）缺點 互通匝道較長、離二級水源地較近；拆遷量較大，造價較高。

新建互通立交主要目的是帶動高平市北部的旅游業(yè)、工業(yè)的發(fā)展，并與其即將實施的規(guī)劃路網(wǎng)相匹配，在技術(shù)條件允許的情況下盡量靠北、盡量靠景區(qū)、工業(yè)區(qū)才能最大限度地帶動高平市經(jīng)濟發(fā)展，互通就能最大限度地體現(xiàn)其最大功能。

因構(gòu)想一位置方案與投資方高平市總體規(guī)劃不符，建成后不能最大限度地體現(xiàn)其功能，只做定性比較不再進一步闡述；下一步擬對構(gòu)想二位置進行深入同深度比較。

5 互通方案比選

依據(jù)構(gòu)想方案二，依托運營的長晉高速公路、被交路G207，依據(jù)高平市規(guī)劃意見和沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)意見，結(jié)合沿線地形、地貌、地物及等制約因素，共提出3個方案。

5.1 方案一

本方案于長晉高速公路K37+910—K38+660范圍內(nèi)設(shè)置變異半苜蓿葉互通，E匝道先利用陳家北山至G207的寬村村通瀝青路線位，后利用高速公路MK37+863赤祥中橋第二孔下穿高速，向西北下穿H匝道跨線橋，跨小東倉河，終點與G207及擬建浩王線西段推薦方案（羊頭山景區(qū)旅游路）改建工程十字相接；收費站入口前設(shè)置超限檢測站及勸返車道，且超限管理站與收費管理站同址合建?；ネň€位設(shè)置時盡量避讓洗煤場、煤矸石磚廠、水源地等。

5.1.1 優(yōu)點

a）互通匝道無沖突點，行車順暢、安全度高。b）E匝道終點與擬建浩王線西段推薦方案（羊頭山景區(qū)旅游路）相接，交通流暢。c）線位距離水源地較遠，建設(shè)期及運營期對水源地的影響較小。d）互通匝道下穿現(xiàn)有高速公路的赤祥中橋，無需修建跨線橋上跨高速公路，只加寬高速公路對已運營中的長晉高速公路影響時間最短、安全隱患小、安全度高。

5.1.2 缺點

a）E匝道線位占壓洗煤廠部分廠房，終點收費管理站及勸返車道占用部分大棚。b）E利用部分村村通，需要改移道路。c）互通為變異半苜蓿葉方案，用地規(guī)模大。d）省內(nèi)采用該類型方案較少，不如單喇叭方案熟悉，車輛可能會有錯行的現(xiàn)象，需要加強標志設(shè)置。e）半苜蓿葉方案匝道長度較長，工程規(guī)模較大，造價較高。

圖5 互通方案一

5.2 方案二

本方案于長晉高速公路K37+975—K38+890范圍內(nèi)設(shè)置上跨高速公路A型單喇叭互通，A匝道位于赤祥村西側(cè)上跨高速公路，設(shè)跨線橋，線位過養(yǎng)豬場西側(cè)的棄渣堆，向北跨小東倉河，終點與G207及擬建浩王線西段推薦方案（羊頭山景區(qū)旅游路）改建工程十字相接；收費站入口前設(shè)置超限檢測站及勸返車道，且超限管理站與收費管理站同址合建。匝道上跨高速公路方案與長晉高速公路業(yè)主溝通后，認為對高速公路正常通行影響較小、安全度較高。

圖6 互通方案二

5.2.1 優(yōu)點

a）單喇叭互通形式簡單明了，匝道無沖突點，行車順暢。b）匝道與擬建浩王線西段推薦方案（羊頭山景區(qū)旅游路）相接，交通流暢。c）互通占用土地較少。d)跨線橋施工期較方案三的下穿方案，長晉公司的意向管理難度較小。

5.2.2 缺點

a）終點收費管理站及勸返車道占用大棚較多。b）為避免拆遷洗煤廠主廠房，A匝道離二級水源地較近。c）互通內(nèi)環(huán)指標較低,最小圓曲線半徑為45 m。d）需修建跨線橋上跨高速公路，對長晉高速公路存在一定影響。e）填方工程量大，借土場臨時用地較大，后期復(fù)耕費用多，總體造價高。

5.3 方案三

方案三互通匝道線位布設(shè)與方案二大致相同，不同處在本方案采用A匝道下穿高速公路，主線設(shè)置裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁跨線橋（上跨A匝道）施工期為保證車輛基本正常通行，擬臨時便道改移高速公路部分段落，為保證行車安全改移段設(shè)計速度限速為60 km/h。

圖7 互通方案三

5.3.1 優(yōu)點

a）單喇叭互通形式簡單明了，匝道無沖突點，行車順暢、安全度高。b）填方高度低借方較少、用地規(guī)模減少、臨時用地小、總體規(guī)模較小、造價低。

5.3.2 缺點

除了同方案二a、b、c缺點外，主線橋施工時為保證高速公路正常通行，擬臨時便道改移高速公路部分段落，臨時用地規(guī)模大、改造段存在一定的安全隱患。

5.4 方案工程量比較

表1為3個互通方案的主要技術(shù)經(jīng)濟指標及工程量表。經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟和使用功能角度比選，因方案三交通順暢、造價低、且匝道與擬建浩王線西段道路改造工程相接，能促進物流產(chǎn)業(yè)、煤炭工業(yè)、旅游資源的發(fā)展起到很好的帶動作用，故擬推方案三為推薦方案。

表1 主要技術(shù)經(jīng)濟指標及工程量表

6 結(jié)語

由于本互通為運營中的高速公路新增互通，在本互通范圍內(nèi)長晉高速路面及橋涵需兩側(cè)加寬，需要臨時設(shè)置高速通行便道，并與G207平面交叉，為如期順利實施該工程，建議提前做好審批申請工作，做好施工組織計劃及交通管制安排。要合理設(shè)置交通指示、警示標志，確保車輛通行順暢、安全。