鄆城至鄄城高速公路總體設(shè)計

張小柱，周小麗，易成軍

（1.中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司勘測設(shè)計院，湖北 武漢 430000；2.武漢衡通公路勘察設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 430050；3.四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610041）

鄆城至鄄城高速公路（以下簡稱“本項目”）總體呈東西走向，路線起于梁山縣拳鋪鎮(zhèn)東坑村北側(cè)，對接兗鄆高速，通過樞紐立交與濟廣高速連接，向西跨琉璃河后，進(jìn)入鄆城縣境，經(jīng)楊莊集鎮(zhèn)、程屯鎮(zhèn)、潘渡鎮(zhèn)、侯咽集鎮(zhèn)、玉皇廟鎮(zhèn)、張魯集鎮(zhèn)、水堡鄉(xiāng)，在孫臏旅游城附近進(jìn)入鄄城縣境，再過箕山鎮(zhèn)、大埝鎮(zhèn)、鄄城鎮(zhèn)，止于舊城鎮(zhèn)張莊北側(cè)（橋頭），接擬建的黃河特大橋，路線全長73.881km。

1 建設(shè)條件

項目區(qū)地處魯西南黃河沖洪積平原區(qū)，地形平坦、地勢開闊、起伏高差較小。出露第四系地層，以松散堆積為主，巖性以黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、砂土為主，偶含礫砂、礫石。

項目區(qū)屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)性大陸性氣候，春季干旱、多風(fēng)；夏季高溫、多雨；秋季溫和、少雨；冬季干燥、寒冷。走廊帶內(nèi)主要不良地質(zhì)及特殊性巖土有地震液化、軟弱土、人工填土。

2 項目特點

（1）地形、地質(zhì)條件雖較為簡單，但路網(wǎng)密集，特別是連接多條高速公路、國省道和規(guī)劃道路，且下穿鐵路、與規(guī)劃黃河特大橋相接，受控因素多，實施難度大，協(xié)調(diào)部門多，影響面廣。

（2）本項目位于高壓、風(fēng)力發(fā)電場走廊附近，沿線居民區(qū)、場區(qū)及規(guī)劃區(qū)密集，土地、礦產(chǎn)資源寶貴，路線及立交布設(shè)影響因素多。

（3）項目區(qū)地處黃河沖積平原，資源寶貴、取土困難，合理確定路基高度，處理好與沿線路網(wǎng)、水網(wǎng)的關(guān)系，合理設(shè)置小型通行、排水構(gòu)造物，是本項目的重點工作。

（4）項目所在區(qū)以砂土、粉砂土以及亞砂土為主，地震液化為主要的不良地質(zhì)現(xiàn)象。選擇經(jīng)濟、合理的處治方案是本項目工作的重點。

3 設(shè)計原則

高速公路勘察設(shè)計的成敗看總體設(shè)計，總體設(shè)計的要點是找準(zhǔn)項目定位，處理好與沿線自然、社會等環(huán)境的關(guān)系，協(xié)調(diào)好外業(yè)勘察和各專業(yè)設(shè)計。首先采用合理、安全、精細(xì)化的設(shè)計理念，解決好環(huán)境和資源約束兩大矛盾，最終達(dá)到 “綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通”的目標(biāo)定位；再次，根據(jù)項目所在區(qū)域建設(shè)條件、城鎮(zhèn)及路網(wǎng)現(xiàn)狀和規(guī)劃、實施計劃進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟比較，選定合理的路線、立交以及各專業(yè)工程方案。各階段設(shè)計中深入貫徹了以下原則：

（1）堅持以人為本、安全至上的設(shè)計思路，貫徹落實“安全、環(huán)保、節(jié)約、耐久、和諧”的原則。

（2）從新發(fā)展理念和可持續(xù)發(fā)展的需要出發(fā)，以“六個堅持，六個樹立”為核心理論，樹立了“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念。

（3）堅持工程建設(shè)與自然、社會環(huán)境相和諧。

（4）堅持可持續(xù)發(fā)展原則，合理有效地利用當(dāng)?shù)刭Y源，做到“五個合理”。

（5）加強造價控制，倡導(dǎo)科學(xué)的全壽命周期成本理念。

（6）加強與沿線相關(guān)部門協(xié)調(diào)，處理好公路建設(shè)與城鎮(zhèn)規(guī)劃、鐵路、管線、文物、工業(yè)、基本農(nóng)田以及旅游資源等的關(guān)系，特別是項目建設(shè)與城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、新農(nóng)村建設(shè)的關(guān)系。

4 總體設(shè)計要點

4.1 路線方案比選

根據(jù)控制因素，初步設(shè)計擬定了同深度比較線3個（A、B、C 線），總里程32.654km，占K 線方案的44.2%；定性比較案4 個（D、E、F、H 線）為，總里程99.515km，占K 線方案的134.8%。

（1）路線方案應(yīng)充分考慮互通位置，結(jié)合已有、在建、規(guī)劃路網(wǎng)以及城鎮(zhèn)布局等情況布設(shè)。K 線平縱線形指標(biāo)高，里程更短，完全避開對大型養(yǎng)豬場的拆遷，工程造價更低，但需對規(guī)劃的單高速進(jìn)行改線。A 線與規(guī)劃的單高速交叉角度大，布設(shè)容易，但路線繞行，離村落近。

圖1 侯咽集鎮(zhèn)段方案圖

（2）平原區(qū)方案應(yīng)從避免與道路、河道小角度交叉，繞避大型結(jié)構(gòu)物如養(yǎng)殖場、廠房、高壓線等。K 線與琉璃河交角大，與高壓線干擾小，立交緊湊，但拆遷大型廠房。C 線拆遷少，線形順直，但與琉璃河、800kv 高壓線小角度交叉，同時與引典西線工程干擾大。

圖2 李鄉(xiāng)村至北玉皇廟村段方案圖

4.2 路線優(yōu)化

工可部分路段拆遷多，對800kv 高壓線影響較大，距離風(fēng)力發(fā)電機場較近。設(shè)計階段，除對上述路段進(jìn)行優(yōu)化外，還從降低土石方，優(yōu)化道路線形及行車安全等角度出發(fā)，對工可推薦路線平、縱面設(shè)計進(jìn)行全面優(yōu)化調(diào)整。

4.2.1 平面

平面優(yōu)化主要從避讓結(jié)構(gòu)物以及增加與有道路、河溝交叉角度方面考慮。如工可梁山縣拳鋪鎮(zhèn)段與高壓線走廊重合，需拆除高壓塔，并拆遷局部房屋。設(shè)置樞紐互通后距離現(xiàn)有濟廣高速上梁山互通凈距較近。設(shè)計階段將起點南移，避開高壓線，減少拆遷。

圖3 梁山縣拳鋪鎮(zhèn)段優(yōu)化

再如工可方案路線侵占縣級保護(hù)文物吳玉璞德教碑墓，與既有風(fēng)力發(fā)電場凈距不滿足安全要求。設(shè)計階段避開了對縣級保護(hù)文物吳玉璞德教碑墓的影響，并與風(fēng)力發(fā)電機場保持315m 的安全距離。

圖4 吳玉璞德教碑墓段優(yōu)化

4.2.2 縱面

縱面優(yōu)化，更多是在定測階段。隨著勘測的深入，根據(jù)原路的高程、地方規(guī)劃的要求，結(jié)合構(gòu)造物布設(shè)情況，調(diào)整變坡點位置、壓低縱坡，在滿足沿線通行、排水要求的前提下，最大限度降低填土高度，減少借方。

4.2.3 線形指標(biāo)的掌握情況

全線共設(shè)平曲線23 處，直線最大長度為3446.996m，直線最小長度為312.182m，平曲線最小半徑為2870m/1 處，最大超高2%，平曲線占路線總長60.5%，路線增長系數(shù)為1.068；全線共設(shè)豎曲線149處，豎曲線占路線總長73.7%，凸型豎曲線最小半徑為20000m/20 處，凹型豎曲線最小半徑為12000m/2 處，最短坡長300m，最大縱坡2.35%/1 處。

4.3 特殊路基設(shè)計

測區(qū)地震動峰值加速度為0.10g～0.20g，地面以下20m 深度范圍內(nèi)存在飽和粉土、砂土?xí)r，存在地震液化不良地質(zhì)情況。根據(jù)地勘資料統(tǒng)計，全線不液化段落約為23.72km、輕微液化段落約為16.82km、中等液化段落約為22.45km、嚴(yán)重液化段落約為9.09km。設(shè)計結(jié)合本項目路基工程的特點以及《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（JTG B02-2013）的規(guī)定，對砂土地震液化采取表1 處理原則；具體施工時可結(jié)合具體地質(zhì)情況采取動態(tài)設(shè)計，選擇合適的施工方法。

表1 液化土地基處治方案表

4.4 橋梁設(shè)計

全線共設(shè)橋梁7390m/107 座（含互通立交主線橋及分離式立交），上部結(jié)構(gòu)主要采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)小箱梁、矮T 梁、空心板；大跨徑橋梁一般采用先簡支后橋面連續(xù)體系。對位于互通內(nèi)的變寬、小半徑橋梁以及天橋采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱。

橋墩：根據(jù)跨徑和角度不同分別采用雙圓柱墩和三圓柱墩，即跨徑小于等于16m 采用三圓柱墩，大于16m 斜交角度小于30 度采用雙圓柱墩、斜交角度大于等于30 度采用三圓柱墩，部分橋墩受防洪的要求，采用門架墩。

橋臺：根據(jù)填土高度、地質(zhì)條件不同分別采用樁柱式臺、肋板臺、薄壁橋臺（適用小跨徑的通道橋）、扶臂橋臺（適用通道橋）。一般橋臺填土高度控制在5m以內(nèi)，結(jié)合地形、地質(zhì)情況優(yōu)先選用樁柱式臺、薄壁橋臺、扶臂橋臺，樁基礎(chǔ)；當(dāng)采用填土高度在8m 左右時，優(yōu)先選用肋板臺、樁基礎(chǔ)；當(dāng)為大幅縮短橋長時，填土高度可控制在12m 左右，采用加強型肋板臺、樁基礎(chǔ)。

5 互通服務(wù)設(shè)施設(shè)計

根據(jù)路網(wǎng)布局和項目核準(zhǔn)，全線共設(shè)置10 處互通式立交，其中樞紐互通3 處，其余均為一般互通立交，平均間距為7.388km；服務(wù)區(qū)1 處。勘察設(shè)計期間，根據(jù)總體設(shè)計思路、現(xiàn)場實際、路線方案優(yōu)化等情況，調(diào)整互通位置和型式、匝道與主線交叉方式、平交口位置等。

6 結(jié)語

高速公路勘察設(shè)計是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有在做好總體設(shè)計的情況下，才能使建設(shè)工程安全、環(huán)保、經(jīng)濟。根據(jù)鄆城至鄄城高速公路的設(shè)計實踐，筆者有以下體會。

（1）總體設(shè)計應(yīng)統(tǒng)領(lǐng)全局，掌控好項目建設(shè)的基本原則和思路，其是整個工程勘察設(shè)計的靈魂，尤其對平原區(qū)高速公路的勘察設(shè)計起著決定性作用。

（2）總體設(shè)計不只是相關(guān)專業(yè)的簡單整合，應(yīng)該通過對項目的功能定位、特點、重點、難點及其與各個專業(yè)關(guān)聯(lián)性的整體把握，在協(xié)調(diào)建設(shè)條件、設(shè)計內(nèi)容和界面銜接的基礎(chǔ)上指導(dǎo)各專業(yè)進(jìn)行設(shè)計。

（3）應(yīng)充分研究論證路線與結(jié)構(gòu)物、沿線路網(wǎng)、水系等關(guān)系，注重與城市出入位置的銜接，在方便車輛快速出入，減少對沿線干擾的前提下，降低填土高度。

（4）通行結(jié)構(gòu)物布置以及改路應(yīng)根據(jù)道路現(xiàn)狀及規(guī)劃，充分征求各級地方意見，達(dá)成一致。

（5）深入研究論證互通設(shè)置位置和方案，根據(jù)道路交叉情況，盡量創(chuàng)造條件采用匝道上跨的立交方案，以降低填土高度，提高行車安全性。

（6）沿線服務(wù)設(shè)施的選址和總體布局既要考慮本項目的需求、服務(wù)設(shè)施規(guī)劃，同時也要充分結(jié)合周邊路網(wǎng)的服務(wù)設(shè)施位置。

（7）項目前期的“精細(xì)設(shè)計”，施工期的“動態(tài)設(shè)計”是實現(xiàn)完美作品的重要舉措。