永興互通式立交方案設計研究

劉健斌 劉益兵

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西西安 710068)

0 引言

永興互通式立交位于陜西神木縣永興溝附近，是神木—楊火盤公路(以下簡稱神楊公路)與陜西榆商線神木至府谷高速公路交叉實現交通轉換的服務型立交。本立交地形條件復雜，位于河谷階地區，同時存在陜京天然氣輸氣管道。

1 設計標準與交通量

1.1 設計標準

主線:高速公路，設計速度80 km/h，雙向六車道。

匝道:環形匝道設計速度35 km/h，其余匝道設計速度40 km/h，采用單向單車道8.5 m。

1.2 交通量

根據交通量預測，該立交主要交通流向為永興—山西方向雙向交通流，主流方向在2031年年平均日交通量為2 071小客車/d，次流方向2031年年平均日交通量為970小客車/d。該立交轉換交通量均較小，主次流方向不影響立交方案的布設。

2 方案設計

2.1 位置選擇

經調查，在永興溝沙家灘(K17)附近和李家溝溝口(K19)處存在布設立交的位置。永興溝沙家灘(K17)處地形較為開闊，但天然氣也位于此處，布設互通與天然氣干擾較大;李家溝溝口(K19)處地形起伏較大，天然氣并未在此鋪設，但互通布設于此橋梁規模較大。兩處位置應進行詳細比選。

1)位置一(李家溝溝口處，K19)。位置一布設于李家溝溝口。該方案平交口位于神楊路店房溝村。A匝道從平交口向東南方向布設，設橋跨越永興溝，設置匝道收費站、超限檢測站后沿山坡展線在李家溝處上跨主線，在李家溝南側山坳處布設環形匝道，為一B型單喇叭立交形式。

2)位置二(永興辦沙家灘處，K17)。方案二布設于永興辦沙家灘附近(K17)。該方案平交口布設于永興派出所西側的神楊路上。A匝道從平交口向西布設，設橋跨越永興溝，布設匝道收費站、超限檢測站后，沿山坡展線后上跨主線，在主線與神楊路之間的區域設置環形匝道，為一A型單喇叭互通立交。

2.2 位置比較

位置一:距交通源(煤礦區)較近，社會車輛運營成本低;占用基本農田少62畝;平交口處視距良好;與陜京天然氣輸氣管道交叉僅2次，但橋梁規模大853 m，造價高。而位置二距交通源遠2.5 km;環形匝道半徑僅35 m，規范要求極限值;平交口位于主線橋梁附近，視距較差;匝道存在250 m的陰坡路段，冬季行車安全性差;互通主體與陜京天然氣輸氣管道交叉6次，干擾嚴重，僅在工程規模對比中有優勢。

經綜合比較認定:位置一工程規模雖較高，但在社會運營成本、耕地占用、行車安全及對天然氣管道的干擾方面優勢明顯，故推薦位置一。

2.3 方案選擇

為不遺漏更有價值的立交形式，故在位置一確定的基礎上展開對立交形式的研究。考慮到本立交轉向交通不大，故考慮采用山區常規的服務型互通形式:A型單喇叭與B型單喇叭做對比。

方案一:李家溝溝口處B型單喇叭方案。

方案一布設于李家溝溝口。該方案平交口位于神楊路店房溝村。A匝道從平交口向東南方向布設，設橋跨越永興溝，設置匝道收費站、超限檢測站后沿山坡展線在李家溝處上跨主線，在李家溝南側山坳處布設環形匝道，為一B型單喇叭立交形式。

方案二:李家溝溝口處A型單喇叭方案。

方案二布設于永興辦沙家灘附近(K17)。該方案平交口布設于永興派出所西側的神楊路上。A匝道從平交口向西布設，設橋跨越永興溝，布設匝道收費站、超限檢測站后，沿山坡展線后上跨主線，在主線與神楊路之間的區域設置環形匝道，為一A型單喇叭互通立交。

B型單喇叭:立交區無陰坡路段;高邊坡段落45 m，最大邊坡高度62 m;環形匝道位于主線出口，行車安全性略低;橋梁長310 m。而A型單喇叭環形匝道位于主線入口行車安全性略高且橋梁規模較小，但匝道存在330 m陰坡冬季行車安全性極差、高邊坡段落150 m最大邊坡高度70 m。

B型單喇叭方案雖然在行車安全性上略低，但通過增加變速車道長度、加強安全設施設計以后，行車安全性能得到較大的提高，故最終推薦B型單喇叭方案。

2.4 方案結論

通過對立交位置的比選及同一位置不同形式的比選，位置一(K19)的B型單喇叭方案為最終推薦方案。在省廳的初步設計審查及施工圖審查中均同意該方案。

3 設計要點總結

1)山區高速公路立交位置的選擇是最為關鍵也是最為重要的。山區高速公路所通過的地形均較為艱巨，位置的選擇直接決定了立交最終方案的成敗。

2)在位置確定的基礎上同樣不能忽略立交形式的選擇。山區服務型互通以通達功能為主，在同樣的位置應考慮不同的形式，如AB型單喇叭、半定向、菱形、子葉形、環形及這些基本型的變異形式。

3)北方地區應注意盡量避免匝道和主線布設于陰坡段。陰坡路段冬季積雪非常嚴重，對于行車安全的影響極大。

4)山區高速公路立交總體規模偏大，雖然在方案對比中工程規模是重要的因素，但在是否采納某個方案作為最終推薦方案的比選中，工程規模僅僅是一個方面的因素。以永興互通為例，最終推薦方案并非是造價最低的。山區高速立交的選擇，是基于多方面綜合考慮而定的。

5)山區服務型互通的轉向交通量均較小，在方案布設及方案比選中不應將主次流交通的適應性作為一項重要因素納入。

4 結語

隨著高速公路的快速發展，高速公路在山區的項目越來越多。在地形地質復雜條件下的互通愈發復雜，在項目前期就應開始統籌考慮立交的規劃和方案設計。本文依托神府高速永興互通這個典型設計案例，粗淺的論述了地形復雜條件下的方案比選過程及方案設計要點。