長晉高速公路神農互通式立交設計

劉英克

（山西省交通規劃勘察設計院，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南部有一個互通出入口，且現有出入口偏向南部，向北距長治縣互通達33 km，距離大于30 km，隨著高平市經濟建設的發展，交通量的迅速增加，現有高速公路出入口對分布于高平市北部的裝備制造工業園區、現代農業示范園區、大型物流園區和炎帝陵、羊頭山、長平之戰遺址等旅游景區不能形成有效覆蓋，該區域的數十家大型企業、數百家中小企業每年2 000萬t的貨物運輸以及北部8個鄉鎮15萬人口的出行仍需經G207繞行至高平互通，導致出行成本增加，還造成G207神農鎮至高平市區段經常發生堵車現象。

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，將拉動高平市北部鄉鎮及G207、浩王線東、浩王線西等周邊鄉鎮的經濟發展，聯絡G207—高平市北環道路，加強高平市北部與各市區之間的聯系，減少高平市南部的交通擁堵，減小G207的城鎮化后向該路段上煤車、大車對周邊環境的污染問題。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濟，帶動羊頭山景區旅游，促進高平市南北部工業園區的聯系和流通。

2 交通量預測

經調查長治縣互通約10%的交通量，考慮未來轉至神農互通上下高速，轉移交通量為628輛/日（標準小客車）；高平互通20%的交通量，考慮未來轉至神農互通上下高速，轉移交通量為2 102輛/日（標準小客車）。考慮未來高平北部煤礦和城鎮出行選擇神農互通，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，神農互通立交的選型和設計應充分考慮互通建設期間對G207車輛正常通行的影響，在施工建設期間首先要做好保通工程，保證行駛車輛的正常通行。

4 立交選型與設計

高平互通布局主要分布于高平市南部，現有的高平互通立交，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，互通選址應在此范圍內進行。

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

圖1 互通位置關系圖

a）互通式立體交叉范圍內主線形指標，設計速度為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、重要的工業園區附近的平均間距宜為5～10 km。

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

結合相關規范[1]及設計指南[2]要求，高平互通以北17.7 km范圍內，縱坡不滿足互通設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

經綜合分析滿足互通設置要求的段落為K37+900—K42+700。

4.2 備選方案擬定

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

4.2.1 構想一

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

a）優點 互通采用B型單喇叭，形式簡潔，各車流方向明確；距離高平市區較近。

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

圖3 構想一方案

4.2.2 構想二

于K38+300處設置互通，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%，滿足規范設置互通要求，如圖4。

圖4 構想二方案

a）優點 高平市裝備工業園區、現代農業示范園、炎帝陵、羊頭山景區等均在高平市北側神農鎮附近，建成后車輛上下高速公路最為便捷，符合高平市的整體規劃和經濟布局，當地政府同意在神農鎮增設互通式立體交叉（神農互通）。

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、工業的發展，并與其即將實施的規劃路網相匹配，在技術條件允許的情況下盡量靠北、盡量靠景區、工業區才能最大限度地帶動高平市經濟發展，互通就能最大限度地體現其最大功能。

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

5 互通方案比選

依據構想方案二，依托運營的長晉高速公路、被交路G207，依據高平市規劃意見和沿線鄉鎮意見，結合沿線地形、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范圍內設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（羊頭山景區旅游路）改建工程十字相接；收費站入口前設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。互通線位設置時盡量避讓洗煤場、煤矸石磚廠、水源地等。

5.1.1 優點

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（羊頭山景區旅游路）相接，交通流暢。c）線位距離水源地較遠，建設期及運營期對水源地的影響較小。d）互通匝道下穿現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，用地規模大。d）省內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象，需要加強標志設置。e）半苜蓿葉方案匝道長度較長，工程規模較大，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范圍內設置上跨高速公路A型單喇叭互通，A匝道位于赤祥村西側上跨高速公路，設跨線橋，線位過養豬場西側的棄渣堆，向北跨小東倉河，終點與G207及擬建浩王線西段推薦方案（羊頭山景區旅游路）改建工程十字相接；收費站入口前設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）互通內環指標較低,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，主線設置裝配式預應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計速度限速為60 km/h。

圖7 互通方案三

5.3.1 優點

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、用地規模減少、臨時用地小、總體規模較小、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經濟指標及工程量表。經技術、經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，能促進物流產業、煤炭工業、旅游資源的發展起到很好的帶動作用，故擬推方案三為推薦方案。

表1 主要技術經濟指標及工程量表

6 結語

由于本互通為運營中的高速公路新增互通，在本互通范圍內長晉高速路面及橋涵需兩側加寬，需要臨時設置高速通行便道，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。要合理設置交通指示、警示標志，確保車輛通行順暢、安全。