207國道襄陽北段改建工程與焦柳鐵路交叉方案

孫小婭

(武漢市建設(shè)學(xué)校，湖北武漢 430051)

1 工程概況

207國道是湖北省重要干線公路，在湖北境內(nèi)沿途經(jīng)過襄陽、宜城、荊門、荊州、公安五個(gè)縣市，路線在襄陽境內(nèi)北接河南魏集，經(jīng)襄州區(qū)、樊城區(qū)、襄城區(qū)、宜城市，南接鐘祥市。隨著近年來襄陽市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)狀的207國道襄陽市區(qū)北部路段交通量迅速增長，道路交通壓力顯著增加。同時(shí)，沿線村鎮(zhèn)的快速發(fā)展也嚴(yán)重影響了道路的通行能力。為了改善207國道線形指標(biāo)，優(yōu)化路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，緩解襄陽市城區(qū)的交通壓力，改善襄陽市區(qū)對(duì)外出行條件，促進(jìn)襄陽市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，加快省域副中心城市建設(shè)，加強(qiáng)鄂豫兩省聯(lián)系，對(duì)207國道襄陽市北段進(jìn)行改線，改善襄陽市城區(qū)出入口道路交通狀況已勢(shì)在必行。根據(jù)本項(xiàng)目工程可行性研究報(bào)告批復(fù)意見，207國道襄陽市北段改建工程全線采用雙向四車道一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度為 80 km/h，路基寬度為 24.5 m［1，2］。

1.1 地形地貌

工程區(qū)屬于漢江沖積平原區(qū)，地貌單元為壟崗地貌，地面高程80 m～110 m，地形較平坦，主要為農(nóng)田，種有小麥等農(nóng)作物，地貌較為單一。

1.2 氣候

項(xiàng)目所在襄陽地區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，冬寒夏熱，雨熱同期，四季分明。全市年平均氣溫除高山以外，一般均在15℃ ～16℃之間，無霜期在228 d～249 d之間。全市年降水量820 mm～1 100 mm，其中夏季占400 mm～450 mm，全年降水量為107 d～135 d。日照時(shí)間長，年平均總?cè)照諘r(shí)效為1 800 h～2 100 h。

1.3 區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

路線區(qū)在大地構(gòu)造上屬淮陽山字形構(gòu)造、秦嶺構(gòu)造與新華夏沉降帶交匯處的南襄盆地邊緣，處于幾個(gè)構(gòu)造體系的聯(lián)合和復(fù)合部位。擬建路線所在地段區(qū)域地質(zhì)整體較穩(wěn)定，適宜公路建設(shè)。

1.4 地層巖性

根據(jù)地質(zhì)勘察資料，沿線揭露地層主要為第四系覆蓋層。

1.5 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

1)路基工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。

本段路基主要為填方，一般填土高度4 m～12 m。填方地段除表層局部溝渠地段存在薄層軟土外，其余地基條件均較好。根據(jù)勘探資料，軟土地基承載力低，工程性質(zhì)差。鑒于埋深淺，厚度小，擬對(duì)耕土采取換填處理;采用骨架對(duì)邊坡進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)邊坡排水。

2)橋梁、涵洞工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。

a.橋位區(qū)處于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造影響相對(duì)穩(wěn)定地帶，未發(fā)現(xiàn)新構(gòu)造活動(dòng)，適宜橋梁建設(shè)。

b.上部沖洪積粉質(zhì)粘土及種植土承載力低，且厚度不大，不能滿足大橋墩臺(tái)對(duì)地基巖土性質(zhì)的要求，不能作為橋基持力層。由于工程區(qū)第四系覆蓋層厚度較大，建議樁基采用摩擦樁，推薦粉質(zhì)粘土(硬塑)地基承載力為200 kPa，推薦側(cè)摩阻力qik=65 kPa。

c.建議基礎(chǔ)施工時(shí)應(yīng)作好防排水措施，防止樁孔坍塌。當(dāng)橋位于山前坡地時(shí)應(yīng)采取防護(hù)措施，防止大氣降水沖刷坡體，影響邊坡的穩(wěn)定。

1.6 水文地質(zhì)評(píng)價(jià)

項(xiàng)目所在區(qū)氣候濕潤，雨量充沛，地表徑流發(fā)育，大部分地區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，為松散巖類孔隙潛水。

河水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，具典型的平原區(qū)河流特征。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查及沿線大橋取水樣進(jìn)行室內(nèi)分析，該路段環(huán)境水對(duì)混凝土工程無腐蝕。

1.7 不良地質(zhì)及特殊巖土路段情況

沿線不良地質(zhì)及特殊性巖土主要表現(xiàn)為軟土與膨脹土。軟土呈零星分布，規(guī)模小，對(duì)線路影響較小。

1)膨脹土。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查及勘探取樣，路線所經(jīng)區(qū)域大部分土體均具有弱～中等膨脹性，由于膨脹土具有吸水膨脹，失水收縮的特點(diǎn)，膨脹性巖土影響路基穩(wěn)定。根據(jù)工程特點(diǎn)及土體的性質(zhì)，采用摻灰改良的方式對(duì)膨脹土進(jìn)行處理。

2)軟土。

工程區(qū)河溝水渠及沿水塘地段發(fā)育有淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土以及淤泥，深灰色、流塑～軟塑，層厚均小于3.0 m;工程性質(zhì)差。對(duì)于路基范圍內(nèi)軟弱土基采用挖除軟弱土基換填透水性材料即可。

2 路線方案擬定及比選

207國道襄陽市北段改建工程于襄陽市襄州區(qū)伙牌鎮(zhèn)馮家灣附近與焦柳鐵路交叉，交叉的位置在南陽站與襄陽北站之間。焦柳鐵路現(xiàn)處于運(yùn)營階段，為了盡量減少對(duì)鐵路運(yùn)營的影響，本項(xiàng)目對(duì)交叉方案提出了下穿焦柳鐵路的K線及上跨焦柳鐵路的J線兩個(gè)路線方案進(jìn)行比選。

2.1 方案簡介

1)K線:路線起于下馮，在鄧湖以北偏離老路，轉(zhuǎn)向西南方向，在黃魏家以東下穿焦柳鐵路和規(guī)劃中的煤運(yùn)通道鐵路，至北周家，路線長4.400 km。

2)J線:路線起于下馮，在黃魏家以北上跨焦柳鐵路，于黃魏家和王家坡中間穿過至北周家，路線長4.125 km。

2.2 方案比選

對(duì)K線、J線方案進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，比較結(jié)果如表1所示。

表1 方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比表

兩路線方案優(yōu)缺點(diǎn):

路線里程:J線建設(shè)里程和運(yùn)營里程較K線短了0.275 km。

平縱面技術(shù)指標(biāo):K線最小平曲線半徑為750 m，最大縱坡為3.3%;J線最小平曲線半徑為950 m，最大縱坡為3.5%，J線比K線更順直，指標(biāo)更好。

地形條件:J線地形條件與K線相當(dāng)。

工程地質(zhì)條件:J線工程地質(zhì)條件與K線相當(dāng)。

征地、拆遷及社會(huì)影響:J線較K線多占用土地16畝。

環(huán)境影響:J線環(huán)境條件與K線相當(dāng)。

工程量及造價(jià):本路段J線有561 m的大橋，造價(jià)高。

運(yùn)營及社會(huì)影響:J線比K線里程短275 m。

3 兩路線方案所采用橋型方案擬定及比選

3.1 K線下穿方案橋型布置

下穿方案于207國道襄陽市北段改建工程K1863+789處與焦柳鐵路交叉，焦柳鐵路的交叉樁號(hào)為K471+315，與焦柳鐵路的右交角為115°。焦柳鐵路在該段范圍路基為高填方路段，填方高度在10 m～15 m左右。下穿方案采用2×11.25 m鋼筋混凝土框架橋方案下穿焦柳鐵路，下穿位置排水采用自然排水方式。

3.2 J線上跨方案橋型布置

上跨方案于207國道襄陽市北段改建工程JK1862+995處與焦柳鐵路交叉，焦柳鐵路的交叉樁號(hào)為K470+476，與焦柳鐵路的右交角為115°。焦柳鐵路在該段范圍路基為淺填方路段，填方高度在1 m以下。由于規(guī)劃中的蒙西至華中地區(qū)鐵路煤運(yùn)通道距焦柳鐵路較近，主線上跨焦柳鐵路后還需上跨煤運(yùn)通道。上跨焦柳鐵路處采用1-40 m預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小箱梁方案，上跨煤運(yùn)通道處采用1-58 m預(yù)應(yīng)力混凝土變截面現(xiàn)澆箱梁方案，其余孔跨采用30 m預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小箱梁。

本橋?yàn)檎w式路基橋梁，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用［3×40+6×30+(38+58+38)+4×30］m預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小箱梁及現(xiàn)澆箱梁，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù);下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、肋板臺(tái)，基礎(chǔ)均采用樁基礎(chǔ)。

3.3 橋型方案比較

焦柳鐵路現(xiàn)處于運(yùn)營階段，為了盡量減少對(duì)鐵路運(yùn)營的影響，本項(xiàng)目對(duì)交叉方案下穿及上跨兩種橋型方案進(jìn)行了比較，具體指標(biāo)詳見表2。

表2 橋型方案比較表

4 結(jié)語

綜上可見，兩方案相比較，盡管K線路線長度增長0.275 km，但K線征地拆遷小，社會(huì)影響小，工程造價(jià)低3 620.93萬元。最為關(guān)鍵的是，K線下穿方案建成后，對(duì)焦柳鐵路運(yùn)營無影響，并且根據(jù)鐵路相關(guān)規(guī)定，與鐵路交叉，宜推薦下穿鐵路方案。因此，綜合考慮工程造價(jià)、工程建成后對(duì)鐵路的運(yùn)營安全影響，設(shè)計(jì)推薦K線下穿方案。

本方案比較完成后，得到了業(yè)主和鐵路部門的認(rèn)同，經(jīng)過相關(guān)主管部門組織專家審查，專家組一致認(rèn)為，K線方案工程造價(jià)低，并消除了運(yùn)營期對(duì)鐵路的安全隱患，同意推薦K線方案，施工期間做好鐵路的安全防護(hù)工作，確保鐵路運(yùn)營安全。

［1］JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］JTG D20-2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.