长晋高速公路神农互通式立交设计

刘英克

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

1 项目背景

长晋高速公路是高平市一条最主要的对外运输通道，目前高速公路只在市区南部有一个互通出入口，且现有出入口偏向南部，向北距长治县互通达33 km，距离大于30 km，随着高平市经济建设的发展，交通量的迅速增加，现有高速公路出入口对分布于高平市北部的装备制造工业园区、现代农业示范园区、大型物流园区和炎帝陵、羊头山、长平之战遗址等旅游景区不能形成有效覆盖，该区域的数十家大型企业、数百家中小企业每年2 000万t的货物运输以及北部8个乡镇15万人口的出行仍需经G207绕行至高平互通，导致出行成本增加，还造成G207神农镇至高平市区段经常发生堵车现象。

本互通是在已运营的长晋高速公路上新增的互通工程。它的建设，将拉动高平市北部乡镇及G207、浩王线东、浩王线西等周边乡镇的经济发展，联络G207—高平市北环道路，加强高平市北部与各市区之间的联系，减少高平市南部的交通拥堵，减小G207的城镇化后向该路段上煤车、大车对周边环境的污染问题。同时互通连接线与浩王线西改建工程相接，可以拉动高平北部经济，带动羊头山景区旅游，促进高平市南北部工业园区的联系和流通。

2 交通量预测

经调查长治县互通约10%的交通量，考虑未来转至神农互通上下高速，转移交通量为628辆/日（标准小客车）；高平互通20%的交通量，考虑未来转至神农互通上下高速，转移交通量为2 102辆/日（标准小客车）。考虑未来高平北部煤矿和城镇出行选择神农互通，本项目基年吸引的交通量为2 730辆/日（标准小客车）。

3 立交布设的影响因素

3.1 主要制约因素

主要制约因素为东仓水库、水源地保护区以及匝道沿线的洗煤场、煤矸石砖厂、蔬菜大棚等。

3.2 国道G207

G207已建成多年，交通量较大，是高平市的一条重要客货运通道，因此，神农互通立交的选型和设计应充分考虑互通建设期间对G207车辆正常通行的影响，在施工建设期间首先要做好保通工程，保证行驶车辆的正常通行。

4 立交选型与设计

高平互通布局主要分布于高平市南部，现有的高平互通立交，距晋城方向常乐枢纽8.6 km、北义城枢纽14.1 km、高平南互通11.7 km、南义城互通17.054 km；距长治方向官道枢纽28.7 km、韩店互通33.621 km。各互通关系见图1。

4.1 互通选址范围

长晋高速公路高平互通以北17.7 km为高平市与长治县的县界，因本项目是高平市政府自筹资金建设，互通选址应在此范围内进行。

本项目高速公路主线设计速度100 km/h，按《公路路线设计规范》（JTG D20—2006）[1]新建互通应满足以下相关规范要求。

图1 互通位置关系图

a）互通式立体交叉范围内主线形指标，设计速度为100 km/h时，最小圆曲线半径为1 500 m，极限取1 000 m，最大纵坡为2%。

b）大城市、重要的工业园区附近的平均间距宜为5～10 km。

c）互通式立体交叉选型，应综合考虑相交公路的功能、等级、匝道设计速度、地形、地物、用地条件、交通量、造价以及是否设置收费站等因素确定。

结合相关规范[1]及设计指南[2]要求，高平互通以北17.7 km范围内，纵坡不满足互通设置要求的段落为两段，分别为K30+900—K37+900、K42+700—K44+300段；不满足互通间距要求的段落为K44+300—K48+600互通间距4.3 km。如图2所示。

图2 互通选址范围

经综合分析满足互通设置要求的段落为K37+900—K42+700。

4.2 备选方案拟定

通过实地勘察，在K37+900—K42+700范围内提出了两种构想：K40+000处设置单喇叭互通；K38+300处设半苜蓿叶及单喇叭方案比选。

4.2.1 构想一

在K40+000处设置单喇叭互通，主线平面线形为直线，纵坡为1.9%，满足规范设置互通要求，如图3。

a）优点 互通采用B型单喇叭，形式简洁，各车流方向明确；距离高平市区较近。

b）缺点 互通立交的设置不满足高平市对旅游业、工业园区及路网布局的总体规划需求，距离既有高平互通距离偏近。该位置与高平市规划需求不完全符合。

图3 构想一方案

4.2.2 构想二

于K38+300处设置互通，可采用半苜蓿叶及单喇叭方案比选。此段主线最小圆曲线半径2 000 m，最大纵坡1.0%，满足规范设置互通要求，如图4。

图4 构想二方案

a）优点 高平市装备工业园区、现代农业示范园、炎帝陵、羊头山景区等均在高平市北侧神农镇附近，建成后车辆上下高速公路最为便捷，符合高平市的整体规划和经济布局，当地政府同意在神农镇增设互通式立体交叉（神农互通）。

b）缺点 互通匝道较长、离二级水源地较近；拆迁量较大，造价较高。

新建互通立交主要目的是带动高平市北部的旅游业、工业的发展，并与其即将实施的规划路网相匹配，在技术条件允许的情况下尽量靠北、尽量靠景区、工业区才能最大限度地带动高平市经济发展，互通就能最大限度地体现其最大功能。

因构想一位置方案与投资方高平市总体规划不符，建成后不能最大限度地体现其功能，只做定性比较不再进一步阐述；下一步拟对构想二位置进行深入同深度比较。

5 互通方案比选

依据构想方案二，依托运营的长晋高速公路、被交路G207，依据高平市规划意见和沿线乡镇意见，结合沿线地形、地貌、地物及等制约因素，共提出3个方案。

5.1 方案一

本方案于长晋高速公路K37+910—K38+660范围内设置变异半苜蓿叶互通，E匝道先利用陈家北山至G207的宽村村通沥青路线位，后利用高速公路MK37+863赤祥中桥第二孔下穿高速，向西北下穿H匝道跨线桥，跨小东仓河，终点与G207及拟建浩王线西段推荐方案（羊头山景区旅游路）改建工程十字相接；收费站入口前设置超限检测站及劝返车道，且超限管理站与收费管理站同址合建。互通线位设置时尽量避让洗煤场、煤矸石砖厂、水源地等。

5.1.1 优点

a）互通匝道无冲突点，行车顺畅、安全度高。b）E匝道终点与拟建浩王线西段推荐方案（羊头山景区旅游路）相接，交通流畅。c）线位距离水源地较远，建设期及运营期对水源地的影响较小。d）互通匝道下穿现有高速公路的赤祥中桥，无需修建跨线桥上跨高速公路，只加宽高速公路对已运营中的长晋高速公路影响时间最短、安全隐患小、安全度高。

5.1.2 缺点

a）E匝道线位占压洗煤厂部分厂房，终点收费管理站及劝返车道占用部分大棚。b）E利用部分村村通，需要改移道路。c）互通为变异半苜蓿叶方案，用地规模大。d）省内采用该类型方案较少，不如单喇叭方案熟悉，车辆可能会有错行的现象，需要加强标志设置。e）半苜蓿叶方案匝道长度较长，工程规模较大，造价较高。

图5 互通方案一

5.2 方案二

本方案于长晋高速公路K37+975—K38+890范围内设置上跨高速公路A型单喇叭互通，A匝道位于赤祥村西侧上跨高速公路，设跨线桥，线位过养猪场西侧的弃渣堆，向北跨小东仓河，终点与G207及拟建浩王线西段推荐方案（羊头山景区旅游路）改建工程十字相接；收费站入口前设置超限检测站及劝返车道，且超限管理站与收费管理站同址合建。匝道上跨高速公路方案与长晋高速公路业主沟通后，认为对高速公路正常通行影响较小、安全度较高。

图6 互通方案二

5.2.1 优点

a）单喇叭互通形式简单明了，匝道无冲突点，行车顺畅。b）匝道与拟建浩王线西段推荐方案（羊头山景区旅游路）相接，交通流畅。c）互通占用土地较少。d)跨线桥施工期较方案三的下穿方案，长晋公司的意向管理难度较小。

5.2.2 缺点

a）终点收费管理站及劝返车道占用大棚较多。b）为避免拆迁洗煤厂主厂房，A匝道离二级水源地较近。c）互通内环指标较低,最小圆曲线半径为45 m。d）需修建跨线桥上跨高速公路，对长晋高速公路存在一定影响。e）填方工程量大，借土场临时用地较大，后期复耕费用多，总体造价高。

5.3 方案三

方案三互通匝道线位布设与方案二大致相同，不同处在本方案采用A匝道下穿高速公路，主线设置装配式预应力混凝土简支箱梁跨线桥（上跨A匝道）施工期为保证车辆基本正常通行，拟临时便道改移高速公路部分段落，为保证行车安全改移段设计速度限速为60 km/h。

图7 互通方案三

5.3.1 优点

a）单喇叭互通形式简单明了，匝道无冲突点，行车顺畅、安全度高。b）填方高度低借方较少、用地规模减少、临时用地小、总体规模较小、造价低。

5.3.2 缺点

除了同方案二a、b、c缺点外，主线桥施工时为保证高速公路正常通行，拟临时便道改移高速公路部分段落，临时用地规模大、改造段存在一定的安全隐患。

5.4 方案工程量比较

表1为3个互通方案的主要技术经济指标及工程量表。经技术、经济和使用功能角度比选，因方案三交通顺畅、造价低、且匝道与拟建浩王线西段道路改造工程相接，能促进物流产业、煤炭工业、旅游资源的发展起到很好的带动作用，故拟推方案三为推荐方案。

表1 主要技术经济指标及工程量表

6 结语

由于本互通为运营中的高速公路新增互通，在本互通范围内长晋高速路面及桥涵需两侧加宽，需要临时设置高速通行便道，并与G207平面交叉，为如期顺利实施该工程，建议提前做好审批申请工作，做好施工组织计划及交通管制安排。要合理设置交通指示、警示标志，确保车辆通行顺畅、安全。