郓城至鄄城高速公路总体设计
时间：2023-02-08 08:25:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
张小柱，周小丽，易成军
（1.中国葛洲坝集团股份有限公司勘测设计院，湖北 武汉 430000；
2.武汉衡通公路勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430050；
3.四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610041）
郓城至鄄城高速公路（以下简称“本项目”）总体呈东西走向，路线起于梁山县拳铺镇东坑村北侧，对接兖郓高速，通过枢纽立交与济广高速连接，向西跨琉璃河后，进入郓城县境，经杨庄集镇、程屯镇、潘渡镇、侯咽集镇、玉皇庙镇、张鲁集镇、水堡乡，在孙膑旅游城附近进入鄄城县境，再过箕山镇、大埝镇、鄄城镇，止于旧城镇张庄北侧（桥头），接拟建的黄河特大桥，路线全长73.881km。
项目区地处鲁西南黄河冲洪积平原区，地形平坦、地势开阔、起伏高差较小。出露第四系地层，以松散堆积为主，岩性以黏土、粉质黏土、粉土、砂土为主，偶含砾砂、砾石。
项目区属暖温带半湿润季风性大陆性气候，春季干旱、多风；
夏季高温、多雨；
秋季温和、少雨；
冬季干燥、寒冷。走廊带内主要不良地质及特殊性岩土有地震液化、软弱土、人工填土。
（1）地形、地质条件虽较为简单，但路网密集，特别是连接多条高速公路、国省道和规划道路，且下穿铁路、与规划黄河特大桥相接，受控因素多，实施难度大，协调部门多，影响面广。
（2）本项目位于高压、风力发电场走廊附近，沿线居民区、场区及规划区密集，土地、矿产资源宝贵，路线及立交布设影响因素多。
（3）项目区地处黄河冲积平原，资源宝贵、取土困难，合理确定路基高度，处理好与沿线路网、水网的关系，合理设置小型通行、排水构造物，是本项目的重点工作。
（4）项目所在区以砂土、粉砂土以及亚砂土为主，地震液化为主要的不良地质现象。选择经济、合理的处治方案是本项目工作的重点。
高速公路勘察设计的成败看总体设计，总体设计的要点是找准项目定位，处理好与沿线自然、社会等环境的关系，协调好外业勘察和各专业设计。首先采用合理、安全、精细化的设计理念，解决好环境和资源约束两大矛盾，最终达到 “综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通”的目标定位；
再次，根据项目所在区域建设条件、城镇及路网现状和规划、实施计划进行全面的技术经济比较，选定合理的路线、立交以及各专业工程方案。各阶段设计中深入贯彻了以下原则：
（1）坚持以人为本、安全至上的设计思路，贯彻落实“安全、环保、节约、耐久、和谐”的原则。
（2）从新发展理念和可持续发展的需要出发，以“六个坚持，六个树立”为核心理论，树立了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念。
（3）坚持工程建设与自然、社会环境相和谐。
（4）坚持可持续发展原则，合理有效地利用当地资源，做到“五个合理”。
（5）加强造价控制，倡导科学的全寿命周期成本理念。
（6）加强与沿线相关部门协调，处理好公路建设与城镇规划、铁路、管线、文物、工业、基本农田以及旅游资源等的关系，特别是项目建设与城镇总体规划、新农村建设的关系。
4.1 路线方案比选
根据控制因素，初步设计拟定了同深度比较线3个（A、B、C 线），总里程32.654km，占K 线方案的44.2%；
定性比较案4 个（D、E、F、H 线）为，总里程99.515km，占K 线方案的134.8%。
（1）路线方案应充分考虑互通位置，结合已有、在建、规划路网以及城镇布局等情况布设。K 线平纵线形指标高，里程更短，完全避开对大型养猪场的拆迁，工程造价更低，但需对规划的单高速进行改线。A 线与规划的单高速交叉角度大，布设容易，但路线绕行，离村落近。
图1 侯咽集镇段方案图
（2）平原区方案应从避免与道路、河道小角度交叉，绕避大型结构物如养殖场、厂房、高压线等。K 线与琉璃河交角大，与高压线干扰小，立交紧凑，但拆迁大型厂房。C 线拆迁少，线形顺直，但与琉璃河、800kv 高压线小角度交叉，同时与引典西线工程干扰大。
图2 李乡村至北玉皇庙村段方案图
4.2 路线优化
工可部分路段拆迁多，对800kv 高压线影响较大，距离风力发电机场较近。设计阶段，除对上述路段进行优化外，还从降低土石方，优化道路线形及行车安全等角度出发，对工可推荐路线平、纵面设计进行全面优化调整。
4.2.1 平面
平面优化主要从避让结构物以及增加与有道路、河沟交叉角度方面考虑。如工可梁山县拳铺镇段与高压线走廊重合，需拆除高压塔，并拆迁局部房屋。设置枢纽互通后距离现有济广高速上梁山互通净距较近。设计阶段将起点南移，避开高压线，减少拆迁。
图3 梁山县拳铺镇段优化
再如工可方案路线侵占县级保护文物吴玉璞德教碑墓，与既有风力发电场净距不满足安全要求。设计阶段避开了对县级保护文物吴玉璞德教碑墓的影响，并与风力发电机场保持315m 的安全距离。
图4 吴玉璞德教碑墓段优化
4.2.2 纵面
纵面优化，更多是在定测阶段。随着勘测的深入，根据原路的高程、地方规划的要求，结合构造物布设情况，调整变坡点位置、压低纵坡，在满足沿线通行、排水要求的前提下，最大限度降低填土高度，减少借方。
4.2.3 线形指标的掌握情况
全线共设平曲线23 处，直线最大长度为3446.996m，直线最小长度为312.182m，平曲线最小半径为2870m/1 处，最大超高2%，平曲线占路线总长60.5%，路线增长系数为1.068；
全线共设竖曲线149处，竖曲线占路线总长73.7%，凸型竖曲线最小半径为20000m/20 处，凹型竖曲线最小半径为12000m/2 处，最短坡长300m，最大纵坡2.35%/1 处。
4.3 特殊路基设计
测区地震动峰值加速度为0.10g～0.20g，地面以下20m 深度范围内存在饱和粉土、砂土时，存在地震液化不良地质情况。根据地勘资料统计，全线不液化段落约为23.72km、轻微液化段落约为16.82km、中等液化段落约为22.45km、严重液化段落约为9.09km。设计结合本项目路基工程的特点以及《公路工程抗震设计规范》（JTG B02-2013）的规定，对砂土地震液化采取表1 处理原则；
具体施工时可结合具体地质情况采取动态设计，选择合适的施工方法。
表1 液化土地基处治方案表
4.4 桥梁设计
全线共设桥梁7390m/107 座（含互通立交主线桥及分离式立交），上部结构主要采用标准跨径的预应力混凝土连续小箱梁、矮T 梁、空心板；
大跨径桥梁一般采用先简支后桥面连续体系。对位于互通内的变宽、小半径桥梁以及天桥采用预应力混凝土现浇连续箱。
桥墩：根据跨径和角度不同分别采用双圆柱墩和三圆柱墩，即跨径小于等于16m 采用三圆柱墩，大于16m 斜交角度小于30 度采用双圆柱墩、斜交角度大于等于30 度采用三圆柱墩，部分桥墩受防洪的要求，采用门架墩。
桥台：根据填土高度、地质条件不同分别采用桩柱式台、肋板台、薄壁桥台（适用小跨径的通道桥）、扶臂桥台（适用通道桥）。一般桥台填土高度控制在5m以内，结合地形、地质情况优先选用桩柱式台、薄壁桥台、扶臂桥台，桩基础；
当采用填土高度在8m 左右时，优先选用肋板台、桩基础；
当为大幅缩短桥长时，填土高度可控制在12m 左右，采用加强型肋板台、桩基础。
根据路网布局和项目核准，全线共设置10 处互通式立交，其中枢纽互通3 处，其余均为一般互通立交，平均间距为7.388km；
服务区1 处。勘察设计期间，根据总体设计思路、现场实际、路线方案优化等情况，调整互通位置和型式、匝道与主线交叉方式、平交口位置等。
高速公路勘察设计是一项复杂的系统工程，只有在做好总体设计的情况下，才能使建设工程安全、环保、经济。根据郓城至鄄城高速公路的设计实践，笔者有以下体会。
（1）总体设计应统领全局，掌控好项目建设的基本原则和思路，其是整个工程勘察设计的灵魂，尤其对平原区高速公路的勘察设计起着决定性作用。
（2）总体设计不只是相关专业的简单整合，应该通过对项目的功能定位、特点、重点、难点及其与各个专业关联性的整体把握，在协调建设条件、设计内容和界面衔接的基础上指导各专业进行设计。
（3）应充分研究论证路线与结构物、沿线路网、水系等关系，注重与城市出入位置的衔接，在方便车辆快速出入，减少对沿线干扰的前提下，降低填土高度。
（4）通行结构物布置以及改路应根据道路现状及规划，充分征求各级地方意见，达成一致。
（5）深入研究论证互通设置位置和方案，根据道路交叉情况，尽量创造条件采用匝道上跨的立交方案，以降低填土高度，提高行车安全性。
（6）沿线服务设施的选址和总体布局既要考虑本项目的需求、服务设施规划，同时也要充分结合周边路网的服务设施位置。
（7）项目前期的“精细设计”，施工期的“动态设计”是实现完美作品的重要举措。
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