枣林互通方案选型研究

赵文彦

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

1 概述

截止2017年底，我国高速公路通车里程已达13.1万km，高速公路网已初步形成。随着高速公路密度增大，高速公路交叉越来越频繁，地形越来越复杂，枢纽互通的布设也变得越来越难。本文以临县至离石高速公路为例，介绍复杂地形条件下枢纽互通的选型研究，为复杂地形条件下的互通布设提供思路。

临县至离石高速公路是《山西省高速公路网调整规划》中“三纵十二横十二环”西纵高速公路的重要组成部分。也是山西省西部把第五横（平定杨树庄-佳县）和第六横（旧关-军渡）、第七横（康家楼-军渡）高速公路串联起来的重要路段。枣林互通位于离石区枣林乡西侧，距209国道9.2 km，距上一互通（三交互通）33.407 km，距下一互通（离石枢纽）7.415 km，主要服务于枣林乡和碛口方向的车辆上下高速公路，使离石区西部山区联系紧密，有利于煤炭运输。

2 互通式立交设计原则

a）互通式立体交叉位置，应综合考虑公路网的现状和规划情况，并设在两相交公路线形指标良好，地形、地质和环境条件有利的位置。

b）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、造价及收费站设置等因素确定。

c）互通式立交的设计尽量适应人的行为特征和车辆运行特征，达到交通安全的目的。重点考虑设计的一致性、车道的连续、适宜的通行能力、速度差异最小化、对驾驶人的要求最小化和满足驾驶人的期望等运行要素。

d）互通立交设计以满足使用功能、保证安全、匝道线形布置紧凑“瘦身”、少占地为原则，平、纵指标采用方面，在满足规范的前提下，驶出高速公路的指标宜高于进入高速公路的指标，收费站平面指标在满足规范的前提下，纵面指标宜高不宜低，收费站中心至平交口的距离要留有比较大的富余，以满足全省特重特长车辆比例高的要求，体现了“树立让公众满意的设计理念”[1]。

e）在互通景观设计时主要以“坚持人与自然相和谐，树立尊重自然、保护环境”的理念为依据[2]，强调与周围景观的和谐，使之融入周边环境。

3 互通式立交技术标准

枣林互通式立体交叉设计遵照《公路工程技术标准》JTG B01—2014、《公路立体交叉设计细则》JTG/T D21—2014执行。

a）主线指标按《公路立体交叉设计细则》表5.5.1中，设计速度为80 km/h时相应的指标取值。

b）匝道设计速度为30～50 km/h，汇流鼻前保证主线100 m，匝道60 m的通视三角区[3]。

c）对向双车道匝道路基宽度采用16.5 m，单向双车道匝道路基宽度采用10.5 m，单向单车道匝道路基宽度采用9.0 m，超限检测右转车道路基宽度采用9.0 m。

d）匝道的平纵面线形根据匝道设计速度进行取值，满足《公路立体交叉设计细则》表8.2.1、8.2.2、8.2.3、8.3.1、8.3.3 中取值规定。

e）匝道的超高、加宽根据匝道设计速度、圆曲线半径进行取值，满足《公路立体交叉设计细则》表9.2.5、9.3.2、9.3.3 中取值规定。

f）分流鼻处硬路肩进行偏置加宽，鼻端半径0.6 m，匝道硬路肩偏置值为0.8 m[4]，渐变段长10 m。

g）加速车道采用平行式，长度不小于180 m，三角渐变段长度70 m；减速车道采用直接式，长度不小于110 m，三角渐变段长度80 m。下坡路段的减速车道和上坡路段的加速车道按《公路立体交叉设计细则》表10.2.6中的修正系数予以修正。

4 枣林互通式立交设计条件分析

图1 交通量预测图

根据《工可》交通量预测，2033年通过该互通集散的交通量为4526辆小客车/日，主交通流向为枣林←→离石方向，其2033年平均日交通量为2373辆小客车/日（2033年预测交通量见图1）。衔接道路为县道离碛三级公路，路基宽度8.5 m。

临县至离石高速公路位于吕梁山区，总的特点是以黄土侵蚀地貌为特征的地貌形态，沟壑发育，地形起伏大，而互通占地范围较大，在山区布设互通影响因素较多[5]。离碛三级公路与临离高速在互通范围平行且距离较近，而枣林互通附近有鑫瑞洗煤厂的两个施工场区和一座办公楼，洗煤厂场区占用两个沟谷中的平台，办公楼位于沟口，拆迁洗煤厂造价昂贵，也掐断当地百姓的生活来源，拆迁方案不可行，互通只能在洗煤厂北面展线，布设场地非常局限。

5 方案选型研究

根据远景预测交通量及实际地形情况，枣林互通共设置了3个方案，均采用单喇叭B型方案,均为匝道下穿主线。

5.1 方案一

方案一采用单喇叭B型（见图2），主线上跨A匝道，主交通方向与交通量预测方案一致。互通喇叭布在主线左侧，由于受地形条件限制，内环匝道内环半径取50 m。A匝道从鑫瑞洗煤厂一处生产厂区穿过，影响了洗煤厂的生产，但匝道收费站及管理区布设条件较为便利。由于主线与被交路高差较大，D匝道纵坡较大，最大纵坡达4%，需通过增设交通标志和振荡减速带等安全设施，保障行车安全。由于互通布设位置整体地势高，工程量大，A匝道最大挖深达72 m。

图2 方案一示意图

5.2 方案二

采用单喇叭B型（见图3），主线上跨A匝道，主交通方向与交通量预测方案一致。互通喇叭布设在主线右侧，为避免匝道挖方过大，内环匝道半径取50 m。互通匝道连接段，整体地势高，工程量较大，C匝道最大挖深达62 m。由于主线与匝道收费站高差较大，最大高差46 m，E匝道纵坡较大，最大纵坡达3.95%，且E匝道起点段半径较小，半径为50 m，需通过增设交通标志和振荡减速带等安全设施，保障行车安全。与方案一不同处是避开了鑫瑞洗煤厂的生产厂区，对洗煤厂生产影响较小。

5.3 方案三

按离石区政府要求将枣林互通后移设于石桥村，需将主线设在离碛公路西侧，全长4.0 km，具体情况见图4。与对应的推荐方案长度接近，桥隧总长比对应的推荐方案短500 m，但在互通设置上存在以下主要问题：

a）互通匝道上需设置1座350 m长的隧道。

b）匝道收费站布设困难，存在250 m长100 m高的路基高边坡。

c）互通与离碛公路的平交口全部位于桥上。互通有3处分合流点位于桥上，匝道上需设置小半径的现浇高桥（半径65 m、桥高43 m），施工难度大。

d）该互通需设置6座桥梁跨越离碛公路。

e）受地形条件限制，无法布设劝返车道。

f）互通需拆迁石桥新村的房屋和1座建设中的小型洗煤厂。

图3 方案二示意图

图4 方案三示意图

6 方案选择

枣林互通主要服务于枣林乡和碛口方向的车辆上下高速公路。方案一从鑫瑞洗煤厂生产厂区通过，影响了洗煤厂的生产，匝道收费站及管理区布设条件较为便利。由于互通布设位置整体地势高，工程量大，A匝道最大挖深达72 m。方案二互通匝道连接段，整体地势高，工程量较大，C匝道最大挖深达62 m。与方案一不同处是避开了鑫瑞洗煤厂的生产厂区，对洗煤厂生产影响较小。

综合以上优缺点，本项目将方案二作为推荐方案。方案二A匝道为对向分离式双车道，路基宽度16.5 m，B、C、D匝道为单向单车道，路基宽度9.0 m，E匝道为单向双车道，路基宽度10.5 m。根据交通工程设计单位提供的近远期车道数，收费站土建采用三进五出设计。收费广场设计考虑了出口计重收费和进口超限检测设施的技术要求，并设置了超载车辆专用的回转车道[6]。

7 总结

本文通过枣林互通式立交的优选，笔者认为，山区地形、地貌复杂，受限因素较多，常规的单喇叭、枢纽形式难以满足要求，需打破常规，精心设计，构造适应于立交区域的互通形式，集思广益，优化匝道平面线形，提高安全性，降低工程造价，从而确定最优的互通方案。