太古高速公路东社枢纽立交方案设计

罗兴宇

1 概述

太原至古交高速公路是山西省高速公路网“3纵11横11环”布局规划中太原环线的一条重要支线。起点位于太原市万柏林区东社乡，设东社枢纽与已经建成的太原西北环过境高速公路相连接，路线经太原市万柏林区、古交市大南坪乡到达终点河口镇河下村。全线采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度80 km/h，路基宽度24.5 m，全长20 km。东社枢纽互通式立交位于太原至古交高速公路起点，连接太古高速公路与太原西北环高速公路，与现有西北环东社互通组合形成复合式互通，可以实现太古高速、太原西北环高速、太原市兴华街之间的车辆转向及出入。

2 地形地貌

地形属山前洪积倾斜平原区，微地貌由黄土梁、黄土冲沟等构成，整体地势东低西高，地表覆盖Q3黄土和碎石土。

互通段属城市郊区，范围内地物较多，主要有铁十二局三处办公楼及厂房，圪沟村春盛苑小区、太原福利院、东民洗煤厂等，地表建筑物众多，拆迁量较大。

3 交通量预测结果

根据项目工可报告交通量预测结果，远景年(2032年)通过该互通集散的交通量为32 027辆小客车/d，主交通流向为古交—小店方向，其2032年平均日交通量为10 294辆小客车/d。

4 方案比选

4.1 方案一

方案一采用变异双喇叭方案，即保留原有高速公路单喇叭互通，新增变异单喇叭互通一座，将原互通“包裹”在其中。小店—古交主交通方案设两座跨线桥分别上跨收费站内广场和西北环高速公路，主线与匝道间形成三层立交，第一层为已有互通匝道下穿西北环高速，第二层为现有西北环高速公路，第三层为小店至古交向匝道上跨西北环高速。此方案为初步设计阶段的推荐方案，见图1。

优点:充分利用现有互通匝道，符合主交通流向。

缺点:增加2座匝道跨线桥。兴华街至古交向匝道受纵坡限制，需提前抬坡，太原至古交向收费岛需抬高2 m，与原收费站形成错台，影响收费站整体设计。

4.2 方案二

方案二采用单喇叭+半定向形组合方案(如图2所示)，该方案的提出是由于在施工图详测过程中，附近小区新建居民楼已侵入方案一互通匝道范围，且工程进展迅速，拆迁协调难度极大，为了避免拆迁，减少用地，取消1条环线匝道，增加1条定向匝道，将互通“瘦身”，避免了拆迁。主线与匝道间形成四层立交，前三层与方案一相同，第四层为古交至阳曲向匝道上跨小店至古交向匝道。

优点:避免了对居民楼的拆迁，线形指标高，古交至阳曲向行车更顺畅。

缺点:太原至古交向收费站仍需进行抬高设计，不利于收费站整体设计。枢纽主线与匝道间形成四层立交，增加高架桥1座，最大桥高25 m，桥梁总长比方案一增加620 m，造价较方案一增加1 600万元。

4.3 方案三

由于方案一、二完全利用了现有互通匝道，存在新增匝道桥梁工程量大，收费站设置不便，造价高，拆迁居民楼难度大等问题。提出了废除原有互通匝道，对原有互通跨线桥进行两侧加宽，其余匝道重新布局的全苜蓿叶形方案，见图3。

优点:匝道工程以路基为主，工程规模较小，施工简单;收费站加宽均在同一平面上，利于收费广场布置，车辆上下高速更方便;总造价较方案一低1 500万元。

缺点:小店至古交的主交通流向通行能力降低;废弃了原有互通匝道，造成一定工程浪费;对东社福利院造成一定拆迁。

4.4 方案四

由于方案三增加了对东社福利院的拆迁，经反复沟通协调，方案三存在拆迁费用高，人员临时安置困难，工期拖延时间长，社会影响大等不利因素，因此提出了在苜蓿叶方案基础上进行了局部优化的方案四，该方案减小了与福利院相邻的环形匝道半径，圆曲线半径由60 m降低为50 m，是规范允许的最小值，古交至小店方案右转匝道，采用高架桥方式跨过环线匝道，避免了对福利院的拆迁，见图4。

优点:除具有方案三的优点外，还避免了福利院的拆迁，易于工程实施，保证了工程进度。

缺点:较方案三增加桥梁1座，造价增加800万元;匝道平面指标降低，影响视距，需采取必要的工程措施，保证行车安全。

5 方案选定

本枢纽立交在设计过程中，由于受到地形、地物及现有互通的限制，布局空间狭小，各方案布设都难以做到尽善尽美，征地拆迁是制约方案的主要因素，方案一、三由于分别拆迁居民楼和福利院，对群众生活影响大，工程实施难度大，方案二线形指标高，立交层次多，桥梁规模大，工程造价高。方案四避免了拆迁，工程规模适当，作为了最终的施工方案。

6 设计要点

1)立交设计需对现有西北环高速公路进行拓宽，对现有高速公路断面进行了GPS散点采集，重新拟合了高速公路纵坡，确保接线准确。

2)由于全苜蓿叶形枢纽存在车流交织，为提高行车安全，在主线两侧分别设置了双车道集散车道，集散车道与主线间设2 m宽边分隔带，增大交织区长度，减少出入车辆对主线车流的影响。

3)加、减速车道前后增设了辅助车道，保证立交区主线车道数的平衡。

4)E匝道跨线桥两次跨越环形匝道，通过增大桥梁跨径，改善视距，同时加强安全设施设计，保证行车安全。

5)立交区用地紧张，匝道外侧设置了路肩或路堤式挡墙，收缩坡脚，节约用地。

6)增设声屏障等环保设施，降低对公路两侧沿线居民的噪声污染。

7 结语

互通立交选型受多种因素制约，每个立交都有其各自的特点。在方案拟定时需进行充分的调查和勘测，搜集立交范围内的各种资料。构思时应确定目标，抓住重点，找出难点，权衡利弊，综合比较，优选劣汰。通过充分的经济技术比较，集思广益，才能最终形成合理可行的方案。

［1］ JTG D20-2006，公路路线设计规范［S］.

［2］ 孙家驷.道路立交规划与设计［M］.北京:人民交通出版社，2009.

［3］ 王旭东.公铁平交道口立交改造效益分析［J］.山西建筑，2010，36(10):263-264.