莞番高速公路橋頭至沙田段A1標段工程總體設計

鐘帆

摘 要：莞番高速公路橋頭至沙田段A1標段工程沿線城市建設密集，工業區聚集，橋梁規模較大，沿線城市規劃復雜、主要環境敏感點較多，文章通過對項目建設條件、設計要點的分析，制定了適合的總體設計原則，以實現生態環保、以人為本、資源節約、營運安全等工程目標。

關鍵詞：莞番高速公路;橋頭至沙田段A1標段;總體設計

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。項目建成后將構建起珠三角地區東西走向的重要的橫向通道，是東莞市東西向干線路網的第二條通道，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、沙田等鎮區之間的交通聯系，同時還可作為虎門港的疏港公路與以上鎮區相連，促進物流快捷轉運。

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

2 技術標準

一期工程的設計時速標準為100 km/h，雙向六車道左右橋梁分幅，在路基的標準段落寬度為33.5 m，采用公路Ⅰ級荷載進行橋涵設計，按照動峰值加速度系數0.1g進行地震設防，其余的細化指標按照現行設計規范執行。

3 建設條件

（1）莞番高速公路A1標段地形西側地勢較平坦，地質覆蓋層相對較厚，地貌為海陸沉積平原區，河道發育;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）工程區域的災害性天氣系統主要有臺風、暴雨、強雷擊、短強降雨、雷雨大風，極端對流天氣突出，其中熱帶氣旋具有強度強、頻率高、災害重，是對工程設計、建設和營運最具威脅的自然災害之一。

（3）根據東莞市航道規劃，本標段跨越的太平舊水道、涌口溪規劃為內河VIII級航道，現狀均無通航。

（4）區內河流為珠江水系的東江流域，低山丘陵區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，控制因素復雜。

（2）河流水網發達，地質條件變化多端，沿線崩塌、軟土等不良地質現象均有體現。

（3）路線跨越城鎮道路較多，沿線房屋密集，出入口多，橋墩設置與兩側路口的關系復雜。

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

（5）居民點、工業區稠密，拆遷規模較大。

（6）土地資源寶貴，可用耕地稀缺，環境要求高。

5 總體設計要點

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老虎巖水庫北側，與A2標段順接。路線沿老虎巖水庫西側進隧道，穿越森林公園設馬山隧道、新溪隧道，路線穿越新圍村、經南蛇坑，設置白石山隧道穿越森林公園白石山景區，經沙溪水庫南側向西，上跨廣深高速，在富民路上高架向西，上跨莞太路，沿規劃進港中路高架進入沙田鎮，向西經坭頭工業區、西太隆村南側、大坭圍北側。終點位于東莞市沙田鎮民田村，在沙田樞紐立交與虎門二橋對接，進行車道數的過渡，至設計終點順接虎門二橋設計終點。

5.2 技術標準取用

本項目起點順接A2標終點，與A2標段均采用相同的技術標準;設計速度V=100 km/h，采用雙向六車道高速公路標準。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準，設計速度V=100 km/h。

5.3 路線走廊方案

本項目所在區域屬于沖擊平原與侵蝕丘陵的過渡地帶，地形變化較大，城鎮、居民點、工業區稠密，土地資源寶貴，可用耕地稀缺，環境要求高，河流水網發達，地質條件變化多端，沿線崩塌、軟土等不良地質現象均有體現。路線走廊方案設計時，堅持 “地形選線”、“地質選線”、“環保選線” 和“標準選線”的四大設計理念，充分依托地形和地質條件，結合沿線城鎮發展規劃、路網布局等進行路線平縱面設計，力求工程融入自然中去，盡可能節約用地，以加強對周邊環境的保護。

初設階段擬定了K線、A1線、A2線、A3線、A4線、A5線、A6線共7條路線方案。經過對新圍-經森林公園-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、厚街鎮、林業局的支持，初設階段僅保留K線貫通推薦方案。路線全長19.118 km。

5.4 路基路面設計

一期工程中的路基設計重點是軟土路基的處置。深厚軟土段土性為淤泥、淤泥質土、粉質黏土、細砂及中粗砂等，區內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，工程力學性質較差。零星軟土段為山間軟土，以淺層軟土為主。

路基設計根據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。

路基排水設施功能完善、經濟適用、自然和諧、維修方便，在兩側設置了矩形排水溝，由于沿線穿越高度發達的城鎮區域，排水設計主要考慮結合當地的排水系統進行綜合設計，以達到與周邊環境相結合的目的。

路面結構根據交通量的預測及相關的工程施工經驗，結合路基填料性能等因素，主線路面結構采用上面層4 cm SMA-13，中面層采用6 cmAC-20C，調平層采用8 cm AC-25C，以及36 cm水泥穩定碎石基層+20 cm水泥穩定碎石底基層設計。

5.5 橋涵設計

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，高架橋穿越厚街鎮鎮區，沿線跨越廣深高速、環莞快速路、莞太路，橋梁全長7 107.4 m。根據互通范圍分為四座主線橋及8條匝道橋、2座中橋。上部結構包括預制組合箱梁，設置20 m、25 m、30 m、35 m、38 m、45 m等六種跨徑，均采用簡支轉橋面連續體系;厚街高架3號橋跨西太隆河處采用 35+60+35 m 支架變寬現澆箱梁，箱梁頂底面平行，頂板厚0.25 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三跨連續鋼箱梁，橋寬10.5 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三跨連續鋼箱梁，C匝道采用主跨33 m三跨連續鋼箱梁，D匝道采用主跨27 m兩跨連續鋼箱梁。三座互通匝道鋼箱梁橋橋寬均為10.5 m，采用兩個小箱梁拼接，單個鋼箱梁底寬2.2 m，梁高2 m。

預制結構下部采用柱式墩，樁基礎，富民路部分下部采用π型墩或框架墩，樁基礎。鋼箱梁下部結構采用柱式墩、花瓶墩，樁基礎。

5.6 互通立交布局與設計

根據工可報告以及路網布局、道路規劃等因素，綜合考慮地方經濟發展布局，沿線設置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 房屋建筑布局與設計

本路段共設置沙田東收費站匝道收費站。在設計時充分考慮到建筑設施總體布局與周圍環境條件的協調一致、彼此呼應。沿線設施的主體建筑物設計力求平面功能分區明確而又有機結合，注重建筑造型與高速公路本身及沿線地形、地貌相協調，具有地帶特色、地方特色和高速公路的標志性。

5.8 環境保護設計

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，確定通風隔聲窗和聲屏障是較好的降噪方式，并定向設置橋面雨水管、排水邊溝進行雨水收集，收集后集中排出，涉及環保等敏感點的區域還設有隔油池，可以在高速公路發生污染的早期進行第一時間隔絕，確保了環保達標。

6 結語

莞番高速公路橋頭至沙田段A1標段工程沿線城鎮、工業區密集，土地資源稀缺，為減少對占地及建筑物的征拆，其全線橋梁規模較大，且穿越高度發展的城區，對橋型方案以及美觀要求較高。此類型項目的設計須高度加強總體設計，并注重總體協調，注重與地方建設總體規劃、農田水利、森林植被、水土保持等協調與配合，并兼顧周邊景觀協調，充分發揮公路工程的綜合效益優勢，以實現達到工可的要求和實現優質高效的設計。

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