中山市縱二線南段一級公路總體設計簡述

【摘 要】 針對中山市縱二線南段一級公路工程的自然地理條件和沿線地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展建設情況，在設計的過程中，采用了符合實際的總體設計要點和路線總體布置情況，主要包括：路線方案比選；軟土地基的處理方案；互通立交的布置及設計；橋型方案；景觀設計等方面。縱二線南段一級公路工程中采用的設計方法，為以后類似一級公路的設計提供了借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】 設計要點；方案比選；總體設計；

中山市縱二線南段一級干線公路是中山市規(guī)劃干線公路網(wǎng)中的重要組成部分，本項目的建設是對現(xiàn)狀省道S111線中山南朗段即現(xiàn)狀中拱公路的擴建及改線升級。省道S111線由廣州經(jīng)洪奇瀝大橋南下進入中山境內(nèi)，自民眾鎮(zhèn)與三角鎮(zhèn)接壤處穿越民眾鎮(zhèn)、中山火炬開發(fā)區(qū)、南朗鎮(zhèn)后進入珠海境內(nèi)，此路線是珠三角經(jīng)濟互動的命脈之一，在中山市及區(qū)域性公路網(wǎng)中，具有極其重要的交通地位。

縱二線南段路線全長7.38km。設計速度為80km/h， 主線按照交通量采用六車道一級公路標準建設，同時兼顧城市快速路功能，在部分路段主線兩側(cè)或單側(cè)增設輔道。路線起點在南朗工業(yè)園區(qū)道路，終點與珠海規(guī)劃S111線位銜接，采用分離式路基；標準橫斷面如（圖1）：

1 自然地理條件

項目區(qū)先后穿越微丘和平原，位于廣澳高速公路西側(cè)，多處經(jīng)過微丘，一般海拔高程為12.5～50m（85國家高程基準，下同），無大型河流，路線在跨過廣澳高速公路以后，基本處于平原地段，一般海拔高程為2.8～6.8m。

路線經(jīng)過區(qū)域溝渠眾多，魚塘星羅棋布，是屬珠江三角洲西、北江沖積平原區(qū)，地表多被第四系土層所覆蓋，且多被墾為農(nóng)田、花地、甘蔗地及人造魚塘。

本區(qū)屬南亞熱帶季風氣候，雨量充沛，氣候溫暖潮濕，四季草木常青，夏季濕熱，夏秋兩季常有強熱帶風暴侵襲本區(qū)；冬季偶有冷空氣侵入。

本區(qū)降水量較高，多年平均降水量1645～2013mm，歷史最大降水量2413～3326mm，最小降水量953～1200mm。雨季4～9月，降雨量占全年80%左右，雨季低洼地帶易遭水浸，出現(xiàn)短暫洪澇現(xiàn)象。極端最高氣溫36.2～37.1℃，極端最低氣溫3.1℃～1.3℃。

2 項目特點

（1）本線路的不良地質(zhì)為零星分布的飽和砂土地震液化。特殊性巖土為軟土、松散填土、高液限黏土，分布相對集中。

（2）本段路基設計高度主要受地形、橋梁通道構(gòu)造物、架空高壓電纜、被交道路、規(guī)劃道路高程、錦繡海灣城小區(qū)規(guī)劃設計高程、地下（地表）水位及路基穩(wěn)定性等因素控制，并參考伴行公路廣澳高速路基填高進行路基填高設計。軟土路基路段根據(jù)路基穩(wěn)定性、工后沉降等因素確定。在軟土地基路段原則上最大填土高度控制在6.0m以內(nèi)。通過對當?shù)匾呀椖康牧私夂徒?jīng)濟性比較，軟土路基地段路橋分界填土高度按3～5m控制。

（3）本路段的重點工程主要集中在橋涵及路基的軟基處理和挖方施工上。路基軟基處理、橋涵工程應盡早安排施工，保證橋涵與路基同步進行。挖方段的棄方要滿足縱向利用進度，避免大量棄方，造成工程浪費。臨近村鎮(zhèn)路段應按環(huán)保要求，盡量減少對當?shù)厝罕娚a(chǎn)、生活及環(huán)境的干擾與破壞。

3 總體設計要點

3.1 方案的選擇和布置

本次設計路線起點位于南朗工業(yè)園區(qū)道路，在K8+300通過知青場互通與規(guī)劃的逸興路銜接，互通型式為菱形互通；路線于K10+067.82上跨南朗鎮(zhèn)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)園區(qū)道路，并設置翠竹互通，翠竹互通型式為菱形，通過被交道路與翠亨大道、廣澳高速公路翠亨收費站相連接；路線K10+998.70上跨翠亨大道和廣澳高速公路后，于K13+269下穿明珠路，設置菱形互通與明珠路銜接；路線自K14+300處左右分幅，左幅與長平路平交后向南終于中珠排洪渠小橋珠海側(cè)耳墻；右幅上跨廣澳高速公路后與現(xiàn)狀S111珠海段相接。

3.2 路線方案的比選

該方案的提出主要是解決知青場互通匝道上跨廣澳高速公路的問題，A方案采用單喇叭互通方案，由于主線距離廣澳高速公路僅107m，知青場互通A、D、E匝道均需采用上跨廣澳高速公路，上跨分離橋規(guī)模大，拆遷量大，占地較多，造價高，同時對廣澳高速公路的運營速度和安全有一定的影響。K方案（推薦方案）主線距廣澳高速公路243m，知青場互通采用菱形互通方案，僅被交道上跨廣澳高速公路需修建1座分離橋，互通工程規(guī)模較小，占地少，造價低（圖2）。

推薦方案有幾個方面的優(yōu)勢：

（1）路線與廣澳高速公路間隔距離243m，便于土地規(guī)劃利用。

（2）知青場互通采用菱形互通方案，占地少，被交道下穿，便于公路兩側(cè)土地開發(fā)利用。

（3）知青場互通只有A匝道上跨廣澳高速公路（G4W），且采用簡支結(jié)構(gòu)，施工期對廣澳高速公路運營干擾小，安全程度高。

綜上：K方案具有利于路線兩側(cè)的土地開發(fā)，知青場互通規(guī)模小，對廣澳高速運營影響較小等優(yōu)點，故推薦K方案線位。

3.3 技術(shù)指標與技術(shù)標準的總體運用情況

根據(jù)已經(jīng)的確定技術(shù)指標，結(jié)合南朗鎮(zhèn)規(guī)劃、珠海S111規(guī)劃標準，本次設計全段（K7+500～K14+880）按六車道一級公路設計速度80km/h設計；局部路段結(jié)合規(guī)劃增設輔車道及人行道；

平面線形指標：平曲線最小半徑700m，滿足《公路工程技術(shù)標準》JTJ B01-2003中的一級公路設計時速80km/h平曲線一般最小平曲線半徑400m的指標要求。

縱斷面線形指標：滿足《公路工程技術(shù)標準》JTJ B01-2003中的一級公路設計速度80km/h的指標要求，最小豎曲線半徑3000m一處，注意全線平縱指標的均衡連續(xù)性，確保“平包豎”。

總之，靈活采用規(guī)范指標，避開重要的控制點，降低工程造價，體現(xiàn)了靈活設計、精心設計的指導思想。

3.4 軟基處理方案比選

本次軟土設計對袋裝砂井（塑料排水板）、水泥攪拌樁兩種軟基處理措施進行方案比較。

（1）袋裝砂井/塑料排水板+堆載預壓

袋裝砂井和塑料排水板是通過增加地基豎向排水通道，縮短排水路徑，加速地基固結(jié)速率和促進地基強度增長。堆載預壓是通過荷載作用，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓力差作用下，土體中的空隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。該方案可提高路基的穩(wěn)定性，使大部分沉降提前在施工期和預壓期完成。

優(yōu)點：施工方便，造價低、快捷。

缺點：施工工期長，填筑和預壓時間較長，對于路堤和陡坡路堤的穩(wěn)定性存在不安全的因素，沉降量大，對周邊建筑物和構(gòu)造物存在拉裂等不安全因素。

（2）水泥攪拌樁

水泥攪拌樁是用深層攪拌機械將水泥（摻量約15%）強制攪拌，利用水泥與粘土中的水發(fā)生水解和水化反應，反應的結(jié)果使軟土中大量的自由水被吸收成結(jié)晶水并固定下來，從而生成具有一定強度的柱體，起到加固地基的作用。成樁后與樁間土共同承載形成復合地基，樁的承載力主要靠樁體自身強度。當樁長大于有效樁長時，增加樁長對承載力的提高作用不大，根據(jù)經(jīng)驗，水泥攪拌樁加固深度最好在12m以內(nèi)，一般不超過15m，并且要求水泥攪拌樁應穿透軟土達到強度相對較高的土層。

優(yōu)點：施工工期短，擾動小，沉降少。

缺點：造價高于袋裝砂井+堆載預壓

綜上所述，結(jié)合本項目軟土厚度、埋深、下臥層等分布情況，結(jié)合考慮軟基沉降對周圍小區(qū)建筑的影響。本項目軟基處理采用水泥攪拌樁，橋頭路段樁間距進行加密。

3.5 互通式立交設置及設計

互通立交平面設計是整個互通立交設計中最重要的一環(huán)，它直接關(guān)系到互通立交的行車是否安全、舒適、造型是否美觀。因此在平面設計中采用合理、均衡的指標，并與交通流向相適應，使互通立交的整體效果達到造型美觀、線形舒展、流暢、行車安全舒適（表1）。

（1）知青場互通

知青場互通位于南朗鎮(zhèn)知青場西側(cè)，連接道路為規(guī)劃逸興路，并通過逸興路與橫門島及南朗路網(wǎng)相連接，被交路上跨。該立交的主要功能是實現(xiàn)逸興路及周邊路網(wǎng)與本公路的交通轉(zhuǎn)換，主要服務對象是知青場、南朗鎮(zhèn)和南朗工業(yè)區(qū)和利用本公路出行的人群。段落地形變化較大。互通設置主要受廣澳高速公路、管線和規(guī)劃道路等條件的限制，以及受占用土地類別要求的限制，但具備布置互通的條件。主線設計速度為80km/h，路基全寬32m，根據(jù)轉(zhuǎn)向交通量，結(jié)合互通立交區(qū)段的地形、地物條件，結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃，擬定菱形互通。

（2）翠竹互通

翠竹互通位于翠亨大道與云梯山水庫之間，被交叉道路為規(guī)劃道路，交叉樁號K10+193、采用主線上跨式分離立交形式。翠竹互通立交的主要功能是完成廣澳高速公路翠亨收費站出入口、老路省道S111及規(guī)劃工業(yè)園區(qū)道路與本公路的交通轉(zhuǎn)換，主要服務對象是廣澳高速公路、翠亨村及周邊區(qū)域和云梯山公園等。K9+300～K11+450路段具備修建翠竹互通條件，該段位于丘陵山區(qū)，地形起伏變化較大，地表以林木為主、溝谷多為水田。互通設置嚴重受地形等條件的限制，建設條件較差。翠竹互通的轉(zhuǎn)向交通量較小而且均衡，互通形式確定采用菱形。

（3）明珠路互通

明珠路互通設置于主線K13+270，與南朗鎮(zhèn)（現(xiàn)狀主干道）明珠路相交處，明珠路是連接南朗鎮(zhèn)南部中心的主干道，西連縱二線，東接南朗縱一線，規(guī)劃道路寬度為50m，雙向六車道；明珠路互通距離本次設計終點珠海市2km。

本項目左側(cè)為錦繡海灣城小區(qū)，右側(cè)為廣澳高速公路，路中線距廣澳高速公路僅132m，且中間有中石化成品油管道、中海天然氣管道及閥室等重要控制點；互通的布設還要考慮現(xiàn)狀明珠路的下沙分離橋的利用、施工期對廣澳高速公路運（圖3）。

營的干擾等問題，互通的選型難度較大，根據(jù)明珠路互通的轉(zhuǎn)向交通量，采用混合型互通，主要交通流采用直連式匝道或半直連匝道，次要交通流采用環(huán)形匝道連接，本方案需拆除明珠路現(xiàn)狀下沙分離橋，明珠路按規(guī)劃一次建成，分別上跨主線及廣澳高速。

3.6 橋型方案

本項目橋梁上部結(jié)構(gòu)在可能的條件下盡量采用便于施工的預制結(jié)構(gòu)。經(jīng)比較選用后對大橋采用結(jié)構(gòu)連續(xù)的裝配式預制箱梁，考慮結(jié)構(gòu)吊裝重量，箱梁最大跨徑控制為35m，中橋采用預制空心板結(jié)構(gòu)，考慮到預制空心板的通病，本項目在加強預制板間的橫向聯(lián)系的基礎(chǔ)上，對跨徑13m以上空心板均采用預應力鋼束結(jié)構(gòu)連續(xù)，10m空心板采用橋面連續(xù)，大大提高了該結(jié)構(gòu)的可靠性。由于項目區(qū)域內(nèi)普片分布軟土及軟弱土，橋梁下部結(jié)構(gòu)均采用樁基礎(chǔ)、柱式橋墩。橋臺根據(jù)橋頭填土高度的不同采用肋式或柱式橋臺。

橋梁樁基設計過程中，針對軟弱地基提供的樁側(cè)摩阻力小的特性，注重樁基直徑和樁數(shù)的選擇：避免采用提供摩阻力效率低下但混凝土用量大的大直徑灌注樁；采用多根數(shù)、小直徑的樁基雖然承臺工程數(shù)量略有增加，但下部結(jié)構(gòu)總體工程規(guī)模則有顯著下降。

3.7 景觀設計

路線位于廣澳高速公路西側(cè)路段，多處經(jīng)過山前微丘區(qū)，局部為天然林地，植被茂密，自然景色優(yōu)美；路線位于廣澳高速公路東側(cè)地勢平坦，起伏不大，遠期規(guī)劃為居住區(qū)，現(xiàn)有少量農(nóng)田或樹林；與明珠路交叉后路線基本在居民區(qū)與廣澳高速公路之間穿行，小區(qū)綠化已形成規(guī)模；路線經(jīng)過區(qū)域有翠亨文化名村、孫中山故居、溫泉度假城等旅游度假區(qū)，建成通車后是旅游必經(jīng)之路。

4 結(jié)語

本項目的建成將對中山市東部組團的發(fā)展、濱海新城的建設、翠亨歷史文化名村、孫中山故居及濱海溫泉度假城等旅游景點的開發(fā)和中山市旅游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到重大的推進作用。

參考文獻

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