新農(nóng)至西中島公路（交流島至通水溝）工程設(shè)計(jì)總結(jié)

齊慶祥

（中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市 300074）

1 項(xiàng)目建設(shè)背景

長(zhǎng)興島經(jīng)濟(jì)區(qū)位于遼東半島中西部，渤海東岸。根據(jù)長(zhǎng)興島總體規(guī)劃，經(jīng)濟(jì)區(qū)面積614.2 km2，轄長(zhǎng)興島、交流島、鳳鳴島、西中島、駱駝島5個(gè)島嶼。目前，溝通西中島、駱駝島和交流島三島僅有路基寬度9 m的現(xiàn)狀交通線，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足規(guī)劃中具有石化和裝備制造兩大產(chǎn)業(yè)功能的西中島未來建設(shè)和發(fā)展的需求。因此，新農(nóng)至西中島公路（交流島至通水溝）工程的建設(shè)已迫在眉睫。工程地理位置見圖1。

2 路線起終點(diǎn)、中間控制點(diǎn)、全長(zhǎng)、水系、公路及鐵路

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃條件及沿線調(diào)查，新農(nóng)至西中島公路（交流島至通水溝）路線起點(diǎn)位于西中島石化區(qū)石油西路，往東北方向，先后經(jīng)過小后亮子、鄭家溝、東房身，與濱海公路相交，再向東經(jīng)過馬路屯、復(fù)州灣鹽場(chǎng)，抵達(dá)駱駝島，沿交流島北側(cè)鹽田，最后到達(dá)本項(xiàng)目終點(diǎn)小門頭溝規(guī)劃岸線，路線全長(zhǎng)18 km。

沿線主要控制點(diǎn)：K0+540.011規(guī)劃鐵路、K6+067.686規(guī)劃鐵路、K7+075.540規(guī)劃立交、K12+665.682現(xiàn)狀鹽場(chǎng)窄軌鐵路，跨越鐵路要求凈空7.56 m。

主要規(guī)劃水系：K0+087.996規(guī)劃一號(hào)排洪渠、K3+081.270規(guī)劃二號(hào)排洪渠、K5+690.291規(guī)劃三號(hào)排洪渠、K10+575西中島與駱駝島之間規(guī)劃水體交換通道、K12+863和K13+640駱駝島與交流島之間規(guī)劃水體交換通道、K17+605西中島與陸地之間水體交換通道。該項(xiàng)目經(jīng)過3座島之間的海域，該地區(qū)暫無通航規(guī)劃。本次設(shè)計(jì)跨海區(qū)域適當(dāng)考慮預(yù)留通航條件，滿足未來小型游艇的通航需求，凈空4.5 m。

主要交叉道路：石油西路、向羅線、石化中街、東1街、東中街、東2街等。

3 工程概況及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

該項(xiàng)目位于長(zhǎng)興島臨港工業(yè)區(qū)境內(nèi)，為新建一級(jí)公路，起點(diǎn)位于西中島，終點(diǎn)位于瓦房店小門頭溝。路線全長(zhǎng)18 km，設(shè)計(jì)時(shí)速60 km/h，路基寬度26 m、31 m。全線設(shè)置中橋4座，大橋6座，箱涵14座，圓管涵5座。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及采用值見表1。

表1 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及采用值

4 工程地質(zhì)概況

依據(jù)勘察報(bào)告，路線所處陸地屬于遼東半島千山余脈低山丘陵向渤海延伸的一部分。地勢(shì)中偏南部較高，向北部延伸的殘丘山脊逐漸降低，向四周沿海傾斜。沿線所經(jīng)地貌按成因可分為沖洪積平原和海積階地。

工程所在地區(qū)地震基本烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。水平地震系數(shù)Kh=0.1。場(chǎng)地所在地區(qū)土層標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度0.95 m，最大凍結(jié)深度1.20 m。

該場(chǎng)地施工鉆孔中大部分鉆孔見有地下水。地下水水位埋深0.10～5.20 m，地下水水位標(biāo)高-0.73～0.17 m。其補(bǔ)給來源主要為大氣降水及海水，水位變幅約1.0～2.0 m。根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，該場(chǎng)地地下水對(duì)建筑材料具有微-中等腐蝕性。

5 工程總體設(shè)計(jì)

5.1 路線設(shè)計(jì)

5.1.1 平面設(shè)計(jì)

平面主要控制點(diǎn)為規(guī)劃道路路網(wǎng)、規(guī)劃排洪渠、規(guī)劃鐵路、沿線規(guī)劃交叉路口、規(guī)劃海岸線和規(guī)劃島間水系。縱向控制主要為道路規(guī)劃高程、西中島場(chǎng)地整治工程高程、規(guī)劃排洪渠水位、規(guī)劃鐵路高程、規(guī)劃地塊高程、規(guī)劃海岸線高程以及100 a一遇潮水位高程等。

平面線形盡量保持連續(xù)性和指標(biāo)的均衡性，盡量避免長(zhǎng)直線、小偏角等不良線形，使線形舒展流暢，在不顯著增加工程量的前提下，盡量采用較高的指標(biāo)。

K0+000～K18+000全線設(shè)有8個(gè)交點(diǎn)，平曲線總長(zhǎng)度6 810.155 m，曲線比率37.834%。

5.1.2 縱斷面設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目縱斷面設(shè)計(jì)原則為：以規(guī)劃高程為控制標(biāo)高，貼近兩側(cè)規(guī)劃地塊場(chǎng)地高程，滿足規(guī)劃鐵路預(yù)留凈空要求，滿足規(guī)劃水系通航要求；鹽田段路基在滿足路基設(shè)計(jì)最小高度的前提下，盡量減少道路的起伏；方便未來與周邊地塊相銜接；減少對(duì)自然景觀的破壞，減少高填深挖。

K0+000～K18+000全線共設(shè)置變坡點(diǎn)57個(gè)，平均每公里3.111個(gè)；豎曲線總長(zhǎng)度9 456.307 m，曲線比率52.535%。

5.2 道路橫斷面設(shè)置

根據(jù)規(guī)劃及建設(shè)需要，該項(xiàng)目路基橫斷面寬為 26 m、31 m。

樁號(hào)K0+000～K7+273.297路段標(biāo)準(zhǔn)路基寬度為26 m，雙向4車道，其中行車道4×3.75 m，路緣帶2×0.5 m，中央分隔帶為2 m（瀝青路面硬化），硬路肩2×3.0 m，土路肩2×1.0 m。

樁號(hào)K7+373.297～K18+000路段標(biāo)準(zhǔn)路基寬度為31 m，雙向4車道，其中行車道4×3.75 m，路緣帶2×0.5 m，中央分隔帶為4 m，硬路肩2×4.5 m，土路肩2×1.0 m。

5.3 路線交叉設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目設(shè)置部分互通式立交1處；與規(guī)劃鐵路相交設(shè)置分離式立交；路線與規(guī)劃道路交叉時(shí)，采用平面交叉。平面交叉工程要與主體工程同步實(shí)施。被交叉道路為等級(jí)公路的，按縱斷高程和路面結(jié)構(gòu)施工，其他平面交叉應(yīng)進(jìn)行硬化，并在交叉口處設(shè)置警示樁及警示標(biāo)志。

5.3.1興化大道混合式部分互通立交設(shè)計(jì)

樁號(hào)K7+075.540處與規(guī)劃興化大道相交，設(shè)置立交1處。園區(qū)實(shí)行封閉管理，在園區(qū)入口處設(shè)置3個(gè)安檢中心，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮園區(qū)后期管理運(yùn)營(yíng)因素。

通過對(duì)立交制約因素（安檢中心、規(guī)劃鐵路、埋地管線通道、管線橋、高壓線、園區(qū)公交線路）、交通功能、安檢操作性、對(duì)周邊路網(wǎng)影響、占地面積及經(jīng)濟(jì)性的分析，最終確定采用混合式部分互通立交（5條匝道）。圖2為興化大道立交平面圖。

圖2 興化大道立交平面圖

5.3.2 橋梁設(shè)計(jì)

根據(jù)沿線主要控制點(diǎn)、規(guī)劃水系，全線設(shè)置大橋6座，其中跨海大橋4座、鐵路跨線橋2座。跨海大橋長(zhǎng)度分別為 955.8 m、725.8 m、155.8 m、215.8 m，鐵路跨線橋長(zhǎng)度分別為580 m、570 m。全線中橋4座，共254.86 m，按公路一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

全線大橋上部結(jié)構(gòu)主要采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁、現(xiàn)澆箱梁；大橋下部結(jié)構(gòu)主要采用門架墩、柱式墩，樁基礎(chǔ)、擴(kuò)大基礎(chǔ)。

中橋上部結(jié)構(gòu)主要采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板、裝配式后張預(yù)應(yīng)力混凝土板；中橋下部結(jié)構(gòu)主要采用樁基礎(chǔ)、擴(kuò)大基礎(chǔ)。

5.4 路基、路面設(shè)計(jì)

5.4.1 概述

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及地勘報(bào)告，道路沿線地質(zhì)情況較為復(fù)雜，分為開山區(qū)段、鹽田區(qū)段、吹填區(qū)段、填方段，針對(duì)不同區(qū)域在設(shè)計(jì)中采用不同的路基處理方式。

5.4.2 一般路基處理

（1）低填路段的路基處理

填方高度小于路面與路床厚度之和的低填方路段,該段表層土為素填土，欠固結(jié)，不提供承載力，故在路床頂面以下100 cm厚度內(nèi)采用開山石碴處理。

（2）潮濕路段的路基處理

路床頂面距地下水位或地表積水位高度在0.64～1.57 m之間，路基處于潮濕或過濕狀態(tài)，路基主要持力層位于粉質(zhì)黏土層或粉砂層上，應(yīng)超挖至路床頂面以下100 cm處，一次滾填100 cm開山石碴。

（3）局部低洼地段的路基處理

穿越水塘地段，在路基坡腳外側(cè)打壩抽水，清淤后，再鋪土工格柵，然后回填80 cm開山石碴；局部低洼地段，清淤至原狀土后，填筑開山石碴。

（4）橋頭兩側(cè)路基的處理

為了保證大橋橋頭路基銜接段在運(yùn)營(yíng)期間與構(gòu)造物之間不出現(xiàn)較大沉降差，并保證路基填筑時(shí)穩(wěn)定，橋梁引道路段及錐坡部分采用振沖碎石樁和強(qiáng)夯相結(jié)合的處理方式加固地基。

5.4.3 特殊路基處理

（1）鹽田段路基處理

采用在路基兩側(cè)坡腳外10 m位置打壩，抽水，清淤1 m。回填2 m開山石（要求選用塊石粒徑大于10 cm，且含泥量少的材料），回填頂面寬度為路基兩側(cè)坡腳外各延伸5 m，以此作為強(qiáng)夯平臺(tái)。整平場(chǎng)地后進(jìn)行強(qiáng)夯處理。對(duì)路基強(qiáng)夯時(shí)，共進(jìn)行3遍夯擊（2遍點(diǎn)夯，1遍滿夯）,要求強(qiáng)夯完成后地基承載力不小于200 kPa。3遍夯點(diǎn)完成后，整平夯坑，其上分層碾壓填筑開山石碴。要求強(qiáng)夯頂面第一層開山石碴直徑不大于10 cm,其上開山石碴直徑要求不大于15 cm。至路床頂面高程后再進(jìn)行3遍夯擊（2遍點(diǎn)夯，1遍滿夯）,要求強(qiáng)夯完成后地基承載力不小于200 kPa。

（2）吹填區(qū)段路基處理

采用先鋪設(shè)2.5 m開山石，墊層頂面寬度為路基兩側(cè)坡腳外各延伸5 m。其上進(jìn)行3遍夯擊（2遍點(diǎn)夯，1遍滿夯）,夯沉部分按路基設(shè)計(jì)要求分層碾壓回填開山石碴至路床頂面標(biāo)高，要求強(qiáng)夯完成后地基承載力不小于150 kPa。施工中開挖臨時(shí)排水溝，鋪設(shè)2.5 m開山石碴時(shí)，橫向間隔10 m設(shè)置臨時(shí)排水溝，2遍點(diǎn)夯施工后，回填排水溝，整平后進(jìn)行滿夯施工。

5.4.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

依據(jù)道路功能、類型和等級(jí)，結(jié)合沿線地形地質(zhì)、水文氣象及當(dāng)?shù)芈酚貌牧系葪l件，設(shè)計(jì)采用節(jié)能降耗型瀝青混凝土路面。具體結(jié)構(gòu)如下：

上面層：5 cmSBS改性瀝青混凝土（AC-16C）

下面層：8 cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）

上基層：20 cm水泥穩(wěn)定碎石（5%）

下基層：20 cm水泥穩(wěn)定碎石（4%）

底基層：20 cm級(jí)配碎石

總厚度：73 cm

路面設(shè)計(jì)彎沉值22（0.01 mm）。

5.6 管線隨橋鋪設(shè)

設(shè)計(jì)項(xiàng)目由東向西，先后連接交流島、駱駝島和西中島，未來將成為服務(wù)這兩大產(chǎn)業(yè)區(qū)的交通干線。因此公路與市政管道結(jié)合設(shè)計(jì)十分必要。

市政管道主要包含給水管道和再生水管道。給水管道規(guī)模為雙排DN600 mm管道。給水管道主線單根長(zhǎng)度4 000 m，雙排總長(zhǎng)約8 000 m。再生水管道規(guī)模DN600 mm，再生水管道長(zhǎng)度約2 000 m。

跨越海水通道段采用隨橋敷設(shè)方式，管道敷設(shè)于橋梁外側(cè)安裝的支架之上。

管線隨橋鋪設(shè)的方式能夠有效的節(jié)約用地，節(jié)約投資，減少對(duì)海域的破壞。

6 結(jié)語

新農(nóng)至西中島公路的建成通車，成為主要進(jìn)出西中島石化產(chǎn)業(yè)區(qū)的道路交通走廊。東接瓦交線，通過現(xiàn)狀南疏港高速公路可直達(dá)沈大高速公路。通過這個(gè)道路交通走廊，西中島與沈大高速公路連接，直接溝通大連、丹東、沈陽、北京等省內(nèi)外城市，也能與沈大鐵路各站點(diǎn)相連接，又能與大連港、旅順新港等出海口連接，還可直通大連周水子機(jī)場(chǎng)，形成一個(gè)海、陸、空三位一體的綜合運(yùn)輸體系。新農(nóng)至西中島公路將成為島-島連接的一道亮麗風(fēng)景，同時(shí)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要作用。