莞番高速公路橋頭至沙田段A1標(biāo)段工程總體設(shè)計

鐘帆

摘 要：莞番高速公路橋頭至沙田段A1標(biāo)段工程沿線城市建設(shè)密集，工業(yè)區(qū)聚集，橋梁規(guī)模較大，沿線城市規(guī)劃復(fù)雜、主要環(huán)境敏感點較多，文章通過對項目建設(shè)條件、設(shè)計要點的分析，制定了適合的總體設(shè)計原則，以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)保、以人為本、資源節(jié)約、營運安全等工程目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：莞番高速公路;橋頭至沙田段A1標(biāo)段;總體設(shè)計

1 工程概述

莞番高速公路項目起點與虎門二橋連接，終點與廣龍高速河惠莞惠州段相連，東西向橫穿東莞市。項目建成后將構(gòu)建起珠三角地區(qū)東西走向的重要的橫向通道，是東莞市東西向干線路網(wǎng)的第二條通道，可有效疏解虎門大橋的交通壓力，加強沿線橋頭、常平、東坑、大朗、松山湖、寮步、大嶺山、厚街、沙田等鎮(zhèn)區(qū)之間的交通聯(lián)系，同時還可作為虎門港的疏港公路與以上鎮(zhèn)區(qū)相連，促進物流快捷轉(zhuǎn)運。

莞番高速起點位于東莞惠州市界，與規(guī)劃的河惠莞高速相接，向西經(jīng)橋頭、常平、東坑、大朗、松山湖、寮步、大嶺山、厚街、沙田等鎮(zhèn)，終點位于沙田鎮(zhèn)民田村，與虎門二橋終點順接。路線全長約63.5 km，其中A1標(biāo)段長約19.118 km，A1標(biāo)段內(nèi)共設(shè)置4處互通立交。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

一期工程的設(shè)計時速標(biāo)準(zhǔn)為100 km/h，雙向六車道左右橋梁分幅，在路基的標(biāo)準(zhǔn)段落寬度為33.5 m，采用公路Ⅰ級荷載進行橋涵設(shè)計，按照動峰值加速度系數(shù)0.1g進行地震設(shè)防，其余的細(xì)化指標(biāo)按照現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范執(zhí)行。

3 建設(shè)條件

（1）莞番高速公路A1標(biāo)段地形西側(cè)地勢較平坦，地質(zhì)覆蓋層相對較厚，地貌為海陸沉積平原區(qū)，河道發(fā)育;中東部山峰綿延，丘陵起伏，山、溝谷寬度多，下切深度較大，山體中的覆蓋層相對較薄或基巖出露，表巖風(fēng)化程度高;在山體間低洼平緩地段，零星分布有沖洪積平原地層。

（2）工程區(qū)域的災(zāi)害性天氣系統(tǒng)主要有臺風(fēng)、暴雨、強雷擊、短強降雨、雷雨大風(fēng)，極端對流天氣突出，其中熱帶氣旋具有強度強、頻率高、災(zāi)害重，是對工程設(shè)計、建設(shè)和營運最具威脅的自然災(zāi)害之一。

（3）根據(jù)東莞市航道規(guī)劃，本標(biāo)段跨越的太平舊水道、涌口溪規(guī)劃為內(nèi)河VIII級航道，現(xiàn)狀均無通航。

（4）區(qū)內(nèi)河流為珠江水系的東江流域，低山丘陵區(qū)的水系以大鼓頂為中心向四周放射狀流去。沿線分布有多座水庫，以及途徑東引運河等引水工程。

（5）路線不良地質(zhì)主要為斷裂、小崩塌體及飽和砂土的液化。

4 項目特點

（1）項目走廊方案比選線路多，控制因素復(fù)雜。

（2）河流水網(wǎng)發(fā)達(dá)，地質(zhì)條件變化多端，沿線崩塌、軟土等不良地質(zhì)現(xiàn)象均有體現(xiàn)。

（3）路線跨越城鎮(zhèn)道路較多，沿線房屋密集，出入口多，橋墩設(shè)置與兩側(cè)路口的關(guān)系復(fù)雜。

（4）項目設(shè)置兩座長隧道，山上魚塘、水庫分布較多，需要通過詳盡的勘察手段為設(shè)計提供準(zhǔn)確依據(jù)。

（5）居民點、工業(yè)區(qū)稠密，拆遷規(guī)模較大。

（6）土地資源寶貴，可用耕地稀缺，環(huán)境要求高。

5 總體設(shè)計要點

5.1 路線走向及起終點銜接

本項目起點位于東莞市大嶺山鎮(zhèn)老虎巖水庫北側(cè)，與A2標(biāo)段順接。路線沿老虎巖水庫西側(cè)進隧道，穿越森林公園設(shè)馬山隧道、新溪隧道，路線穿越新圍村、經(jīng)南蛇坑，設(shè)置白石山隧道穿越森林公園白石山景區(qū)，經(jīng)沙溪水庫南側(cè)向西，上跨廣深高速，在富民路上高架向西，上跨莞太路，沿規(guī)劃進港中路高架進入沙田鎮(zhèn)，向西經(jīng)坭頭工業(yè)區(qū)、西太隆村南側(cè)、大坭圍北側(cè)。終點位于東莞市沙田鎮(zhèn)民田村，在沙田樞紐立交與虎門二橋?qū)樱M行車道數(shù)的過渡，至設(shè)計終點順接虎門二橋設(shè)計終點。

5.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取用

本項目起點順接A2標(biāo)終點，與A2標(biāo)段均采用相同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);設(shè)計速度V=100 km/h，采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)。項目終點與虎門二橋工程相接，與虎門二橋工程一致采用雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度V=100 km/h。

5.3 路線走廊方案

本項目所在區(qū)域?qū)儆跊_擊平原與侵蝕丘陵的過渡地帶，地形變化較大，城鎮(zhèn)、居民點、工業(yè)區(qū)稠密，土地資源寶貴，可用耕地稀缺，環(huán)境要求高，河流水網(wǎng)發(fā)達(dá)，地質(zhì)條件變化多端，沿線崩塌、軟土等不良地質(zhì)現(xiàn)象均有體現(xiàn)。路線走廊方案設(shè)計時，堅持 “地形選線”、“地質(zhì)選線”、“環(huán)保選線” 和“標(biāo)準(zhǔn)選線”的四大設(shè)計理念，充分依托地形和地質(zhì)條件，結(jié)合沿線城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃、路網(wǎng)布局等進行路線平縱面設(shè)計，力求工程融入自然中去，盡可能節(jié)約用地，以加強對周邊環(huán)境的保護。

初設(shè)階段擬定了K線、A1線、A2線、A3線、A4線、A5線、A6線共7條路線方案。經(jīng)過對新圍-經(jīng)森林公園-老虎巖水庫路段、白石山隧道路段、沙溪水庫路段和廣深高速至終點四個路段的多方案詳細(xì)比較，其他比較方案均不可行，K線方案是在較多控制因素下唯一可行的路線方案，且得到了沙田鎮(zhèn)、厚街鎮(zhèn)、林業(yè)局的支持，初設(shè)階段僅保留K線貫通推薦方案。路線全長19.118 km。

5.4 路基路面設(shè)計

一期工程中的路基設(shè)計重點是軟土路基的處置。深厚軟土段土性為淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂及中粗砂等，區(qū)內(nèi)軟弱性土層分布廣泛，且其厚度較大、埋藏較淺，厚度變化一般在2 m～15.00 m，工程力學(xué)性質(zhì)較差。零星軟土段為山間軟土，以淺層軟土為主。

路基設(shè)計根據(jù)軟土或過濕土分布情況，淺層軟基處理一般采用挖除換填石渣或未篩分碎石，對于沙田東互通局部匝道軟基，根據(jù)覆蓋層較厚、軟土段落較短的情況采用水泥攪拌樁處理。

路基排水設(shè)施功能完善、經(jīng)濟適用、自然和諧、維修方便，在兩側(cè)設(shè)置了矩形排水溝，由于沿線穿越高度發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn)區(qū)域，排水設(shè)計主要考慮結(jié)合當(dāng)?shù)氐呐潘到y(tǒng)進行綜合設(shè)計，以達(dá)到與周邊環(huán)境相結(jié)合的目的。

路面結(jié)構(gòu)根據(jù)交通量的預(yù)測及相關(guān)的工程施工經(jīng)驗，結(jié)合路基填料性能等因素，主線路面結(jié)構(gòu)采用上面層4 cm SMA-13，中面層采用6 cmAC-20C，調(diào)平層采用8 cm AC-25C，以及36 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+20 cm水泥穩(wěn)定碎石底基層設(shè)計。

5.5 橋涵設(shè)計

橋梁占路線全長比例55%，其中厚街1號、2號、3號、4號高架橋是本項目的控制性工程，高架橋穿越厚街鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)，沿線跨越廣深高速、環(huán)莞快速路、莞太路，橋梁全長7 107.4 m。根據(jù)互通范圍分為四座主線橋及8條匝道橋、2座中橋。上部結(jié)構(gòu)包括預(yù)制組合箱梁，設(shè)置20 m、25 m、30 m、35 m、38 m、45 m等六種跨徑，均采用簡支轉(zhuǎn)橋面連續(xù)體系;厚街高架3號橋跨西太隆河處采用 35+60+35 m 支架變寬現(xiàn)澆箱梁，箱梁頂?shù)酌嫫叫?，頂板?.25 m，底板厚0.22 m，腹板厚度均采用0.45 m。厚街高架1號橋跨莞太路處采用70 m簡支鋼箱梁，左右幅分幅布置，單幅箱梁寬16.25 m，采用三個小箱梁拼接，梁高3 m。厚街南互通B匝道橋跨廣深高速采用主跨50+50+34 m三跨連續(xù)鋼箱梁，橋?qū)?0.5 m，采用兩個小箱梁拼接，單個鋼箱梁底寬2.2 m，梁高2.4 m。厚街南互通A匝道橋跨廣深高速采用主跨27 m三跨連續(xù)鋼箱梁，C匝道采用主跨33 m三跨連續(xù)鋼箱梁，D匝道采用主跨27 m兩跨連續(xù)鋼箱梁。三座互通匝道鋼箱梁橋橋?qū)捑鶠?0.5 m，采用兩個小箱梁拼接，單個鋼箱梁底寬2.2 m，梁高2 m。

預(yù)制結(jié)構(gòu)下部采用柱式墩，樁基礎(chǔ)，富民路部分下部采用π型墩或框架墩，樁基礎(chǔ)。鋼箱梁下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、花瓶墩，樁基礎(chǔ)。

5.6 互通立交布局與設(shè)計

根據(jù)工可報告以及路網(wǎng)布局、道路規(guī)劃等因素，綜合考慮地方經(jīng)濟發(fā)展布局，沿線設(shè)置3座互通式立交，其中樞紐互通式立交2座，落地互通1座。

5.7 房屋建筑布局與設(shè)計

本路段共設(shè)置沙田東收費站匝道收費站。在設(shè)計時充分考慮到建筑設(shè)施總體布局與周圍環(huán)境條件的協(xié)調(diào)一致、彼此呼應(yīng)。沿線設(shè)施的主體建筑物設(shè)計力求平面功能分區(qū)明確而又有機結(jié)合，注重建筑造型與高速公路本身及沿線地形、地貌相協(xié)調(diào)，具有地帶特色、地方特色和高速公路的標(biāo)志性。

5.8 環(huán)境保護設(shè)計

綜合考慮項目沿線各敏感點特征、道路特點、所需降噪效果及各種降噪措施的適用條件等因素，確定通風(fēng)隔聲窗和聲屏障是較好的降噪方式，并定向設(shè)置橋面雨水管、排水邊溝進行雨水收集，收集后集中排出，涉及環(huán)保等敏感點的區(qū)域還設(shè)有隔油池，可以在高速公路發(fā)生污染的早期進行第一時間隔絕，確保了環(huán)保達(dá)標(biāo)。

6 結(jié)語

莞番高速公路橋頭至沙田段A1標(biāo)段工程沿線城鎮(zhèn)、工業(yè)區(qū)密集，土地資源稀缺，為減少對占地及建筑物的征拆，其全線橋梁規(guī)模較大，且穿越高度發(fā)展的城區(qū)，對橋型方案以及美觀要求較高。此類型項目的設(shè)計須高度加強總體設(shè)計，并注重總體協(xié)調(diào)，注重與地方建設(shè)總體規(guī)劃、農(nóng)田水利、森林植被、水土保持等協(xié)調(diào)與配合，并兼顧周邊景觀協(xié)調(diào)，充分發(fā)揮公路工程的綜合效益優(yōu)勢，以實現(xiàn)達(dá)到工可的要求和實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的設(shè)計。

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