梅观高速公路改扩建工程总体扩建方案研究

江贤章 耿恩朋

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710075)

1 项目概况

梅观高速公路扩建工程是深圳市高速公路网规划“七横十三纵”中的一条纵向高速公路，同时也是广东省规划珠江三角洲二环高速公路的重要组成部分。项目主要途经深圳市宝安区的民治街道、龙华街道、观澜街道和龙岗区的坂田街道。它南接梅林海关，经皇岗路延伸到亚洲最大的陆路口岸——皇岗口岸，北与莞深高速公路相通，形成了深圳—东莞高速直通干道新局面，使来往于广州—深圳的车辆顺捷通达。同时，在中部清湖设互通立交与机荷高速公路完成交通转换，向东可以前往惠州、汕头，向西可直达深圳宝安国际机场。

本项目自1995年建成通车以来，在其周围逐步形成了深圳地区一条举足轻重的经济开发带，沿线有华南国际集装箱联运中心及华为、富士康等众多高科技企业。同时梅观高速公路已经逐渐成为了香港与内地货物运输的主要陆路通道，对于增强深圳市对珠江三角洲、粤东地区的辐射和吸引力，加强粤港之间及与内地的经济联系都具有极为重要的意义。为了更好的满足交通量增长，适应区域经济发展，进一步完善深圳市高快速干线路网及广东省高速公路网功能，提高梅观高速公路的行车舒适性，对现状梅观高速公路进行改扩建。梅观高速公路改扩建工程路线全长18.862 km，所经之处为深圳中心北区核心区域，土地资源宝贵。

2 改扩建工程总体方案

2.1 项目工程难点重点

2.1.1 工程技术难度大

梅观高速公路改扩建路段桥梁数量及结构类型众多，新旧桥梁拼接技术方案复杂;旧桥还需要进行顶升、加固维修或拆除重建。

2.1.2 梅林收费站至清湖立交段横断面的布设

随着城市的发展，梅林收费站至清湖立交段交通吸引量大，且不到10 km布设了4处立交，同时考虑到为该段今后改建为双向十车道城市快速路预留空间，减少今后的重复建设。

2.1.3 现有互通改造困难

本项目互通主要存在不满足规范布设间距和功能不完善以及匝道通行能力不足等问题，因此根据现状互通的形式和功能，结合两侧用地情况和预测的交通量，合理进行改造是本项目的重点。

2.1.4 扩建期间的交通组织

道路扩建无疑将在一段时间内占用紧张的道路资源，导致其通行能力及服务水平下降，并可能引发区域道路交通运行质量的下降，给社会效益和经济效益带来巨大影响。为此应高度重视高速公路扩建的交通组织，全面分析道路施工过程中的不利因素。

2.2 扩建方式的选择

综观国内外高速公路扩建工程，其扩建方式一般为新建和加宽两种，加宽方式中又各自派生出不同的扩建形式，每种形式中还有不同的具体扩建方案，如拼接加宽、分离定点直通专线等。影响扩建方式的因素主要有:路网规划和布局、经济布局、投资渠道、综合运输体系等。

1)从区域路网的发展与配套上看，梅观高速公路周围逐步形成了深圳地区一条举足轻重的经济开发带，沿线紧邻华南国际集装箱联运中心及华为、富士康等众多高科技企业，若开辟新线，由于原无规划且又是规划修建全封闭的高速公路，征地拆迁数量大，且需要新建较多互通立交、跨线桥梁及连接线，工程投资巨大，因此，选择加宽扩建方式更合适。

2)从工程实施的可行性来看，由于梅观高速公路已有路基两侧一定距离(一般为30 m)的土地，均被地方政府作为控制区，不再批准新的永久建筑物建设，而在原有线位上扩宽，可以最大限度地利用原有高速公路征地，减少对地方规划的干扰，沿线地方政府均表示支持。因此选择扩建方式更加符合现实需求。

2.3 扩建方案的论证

项目的研究初期，在参考国内高速公路改扩建成功经验的基础上对适合本项目的扩建方案进行深入的研究、论证、比选。

2.3.1 单侧加宽与双侧加宽技术论证

表1 桥梁双侧加宽方案比较

从表1可以看出，总体而言，两侧加宽比单侧加宽的工程规模小，可利用的工程项目多，技术较成熟，较单侧加宽方式更具优势，因此梅观高速公路改扩建推荐采用以双侧加宽为主、局部路段因地制宜采用单侧加宽方案是合理的。

2.3.2 整体拼接加宽和分离加宽的选择

本项目既有桥梁跨径从8 m～40 m不等，结构型式主要有:预应力混凝土空心板、预应力混凝土连续箱梁、预应力混凝土T梁、预应力混凝土Ⅰ型梁、钢筋混凝土空心板、钢筋混凝土连续箱梁等。根据检测评定及承载能力鉴定结果，全线桥梁经过加固能满足结构安全或正常使用的要求，对旧桥进行适当的维修加固后均具备整体拼接条件;但华南物流—大发埔立交段受平行于主线的既有匝道桥的影响，只能采用分离式路基两侧加宽方式。

2.3.3 推荐加宽方案

根据上述研究分析论证，梅观高速公路改扩建选择了两侧拼接为主、华南物流—大发埔互通立交段采用局部分离的总体扩建方案。

2.4 扩建规模的确定

综上所述，本项目推荐采用设计速度100 km/h，双向八车道，路基宽度41 m的设计标准;考虑到梅林—清湖路段互通间距较密，该路段采用辅助车道贯通方案，路基宽度按48.50 m控制，其中华南物流—大发埔互通立交段采用局部分离的扩建方案，路基宽度按53.00 m控制。路基横断面分别如图1～图3所示。

图1 整体式路基横断面（41m）

图2 梅林—华为路段路基横断面（48.5m）

图3 华南物流—大发埔互通立交段路基横断面（53.0m）

3 梅观高速公路改扩建工程关键技术研究

3.1 现有道路基础资料的采集

由于本项目结构物较多，路基基本按拼接方式进行扩建，对外业数据采集数量和精度均提出了很高要求，特别是原路线中线处测点坐标和高程的采集直接关系到中线和纵断面拟合精度。平面测量时对旧路四条轴线(中央分隔带左右边缘两条轴线、左右硬路肩外边缘的两条轴线)进行测量，每20 m一个点，在构造物和弯道处适当加密，按10 m～15 m间距测量，采用South灵锐S86 GPS接收机进行测量，采用动态RTK实时差分方法，逐点测量旧路轴线坐标点。观测中基准站的设定先采集三个以上控制点的坐标求取转换参数，基准站设置完成后利用其他控制点坐标进行了检查，确保在误差范围内才进行测量。纵断测量时对以上旧路四条轴线上的点采用DSZ2型自动安平精密水准仪配合木质标尺测定其高程，观测时按四等水准观测要求实测，以控制点为起点，沿途逐桩测定高程，并闭合到已知高程控制点。平差时计算高差闭合差，闭合差不超限才进行中桩高程平差计算。

3.2 对现有道路状况的评价

准确掌握现有道路状况是合理确定项目扩建方案的前提条件。在项目开展的过程中，中交第一公路勘察设计研究院有限公司开展了旧路安全性评价、路基路面状况检测及评价、旧桥荷载等级论证、观澜河大桥设计方案、交通组织专项研究等专项研究工作，为合理选择扩建方案创造了条件。

3.2.1 现有道路的安全性评价

通过对运行速度和线形指标进行分析研究表明，本项目为原有梅观高速公路扩建工程，通过对其平纵指标的综合分析评价，梅观高速公路现有平纵面线形较流畅，满足现行JTG B01-2003公路工程技术标准和JTG D20-2006路线设计规范中设计时速100 km/h的高速公路技术标准的要求，可以利用。

3.2.2 路基路面状况评价

本项目开展过程中重点对路面状况进行了详细调查，主要内容有:路面板板角断裂、坑洞、路面裂缝、破碎板、层状剥落等，并对其进行了详细的描述和分析，组织路面检测人员逐板进行了检测，对路面板块接缝传荷能力和板底脱空状况进行评价，测定路面面层厚度、面层弯拉强度及基层顶面的当量回弹模量标准值等。同时到养护部门收集到最近几年的路面养护情况，为路面改扩建设计取得了最新的基础资料。通过对老路沉降观测资料的分析，以及对旧路路基路面状况进行全面的评估分析，表明:

1)老路路基强度基本满足要求，无需进行特殊处理;2)大部分路段路况完好，原路面弯沉检测结果可满足改造后路面基层的弯沉要求。

3.2.3 旧桥涵状况评价

为能准确的判定全线桥梁的使用状况，查明缺陷(或潜在缺陷)、损伤位置及程度，我院组织桥梁检测人员和设备对全线桥梁的强度、刚度、稳定性和耐久性进行检查和评估工作，根据检查结果再确定有问题桥梁的拼接方式和补强加固措施。梅观高速公路全线桥梁使用评价如下:除清湖8号匝道桥外，本次扩建工程范围内的所有桥梁均于2007年6月进行过定期检测。根据《梅观高速公路2007年度技术状况评定报告(桥梁分册)》，按重要部件最差缺损状况评定，23座主线桥中，一类桥1座，二类桥8座，三类桥11座，四类桥3座;匝道桥均为二类桥。根据检测评定及承载能力鉴定结果，全线桥梁经过加固能满足结构安全或正常使用的要求。

3.3 新旧桥梁设计荷载技术标准衔接问题

本项目采用“旧桥旧标准，新桥新标准”的桥梁设计原则，同时旧桥在满足汽—超20的前提下，若能够提高到公路Ⅰ级，并且增加的费用不多时，尽可能按公路Ⅰ级进行加固。

3.4 新旧桥梁拼接方案技术

拼接方案的原则:

1)桥梁拼接施工应以不影响老桥的结构安全和台背路基的稳定为原则。

2)加宽桥梁的桥跨布置、结构形式原则上与原桥相同，伸缩缝位置原则上与原桥相同，且与原桥对齐，以利于美观、桥下通行安全，以及新、旧桥梁的拼接。

3)新、旧桥梁采用“上连下不连”的拼接方式。

4)新、旧桥梁的桥面维持在同一高度，新桥在旧桥两侧按设计横坡进行扩建。

5)施工中采取多种措施减少新桥的沉降，尽量使桥梁拼接后的沉降量控制在5 mm以内。

主要采用的措施如下:

1)新加宽桥梁基础尤其是桩基础，须控制施工时桩底沉渣厚度。

2)新加宽桥梁的基础施工结束后应保证一定的沉降期，下部施工完成后，采用堆载预压的方法，加速其沉降，尽量减少新旧基础之间的差异沉降。

3)新加宽桥梁的上部结构与跨径尽可能与原桥一致，使新加宽桥的刚度与原桥基本相同，从而减小新旧桥结合部的挠度差。

4)加强新旧桥梁结合部的横向刚度，使桥面形成整体。

5)新桥上部梁板预制完成后，要有一定存放期，以完成部分收缩徐变。

6)考虑增加桩长，预压新结构，延迟接缝浇筑时间等方法。

3.5 梅林至清湖段横断面研究

由于梅观高速公路处于深圳市龙华街道、观澜街道工商业重要分布区，两侧的市政道路密集，规划线路交错，因而路基横断面的布置尤其重要。本项目起点至清湖互通段由双向六车道扩建为八车道，清湖互通至终点段由双向四车道扩建为八车道，双向八车道路基宽41.0 m。梅林至清湖段共设互通式立交4处，分别为华南互通、大发埔互通、华为互通、清湖枢纽互通。结合两侧用地情况合理地选择断面形式，以保证交通安全和通行能力。在工可批复方案基础上对扩建方案可能采取的扩建八车道和十车道路基横断面做进一步研究，推荐满足功能要求和经济要求的最佳路基横断面，为梅观高速公路的长远规划提供技术支持。

3.6 交通组织总体方案

3.6.1 交通组织总体原则

不进行大范围路网分流，以诱导分流为主，强制分流为辅。交通组织模式:边通车边施工，保持原有主线双向四车道通行。

3.6.2 交通组织实施方案

交通组织设计也是改扩建项目区别于新建项目的一个特点。梅观高速公路桥涵在改扩建期间，应通过采用分流、限速、限制货车、大型车通行等手段，缓解疏导因道路、桥涵等改建、通行能力下降而造成的交通饱和、拥堵，应维持主线双向四车道通行的要求。

4 结语

高速公路改扩建工程是一项复杂而艰巨的工程，高速公路改扩建存在不同的扩建方式选择，需结合地方路网规划建设情况，充分考虑当地经济社会发展、土地与环境资源利用状况以及道路交通量分布与组成情况。梅观高速公路改扩建工程推荐采用以双侧加宽为主，局部路段因地制宜采用双侧分离式加宽方案，灵活掌握技术标准要求，较好地解决了在珠江三角洲经济发达地区进行高速公路改扩建的征地拆迁问题，既节约了土地资源又满足了技术标准、规范的要求。

［1］中交第一公路勘察设计研究院有限公司.深圳市梅观高速公路扩建工程两阶段施工图设计［Z］.

［2］JTG B01-2003，公路工程技术标准［S］.

［3］韩宝睿.高速公路改扩建工程方案研究的关键技术分析［D］.南京:东南大学，2005.

［4］韩 熠，李 杰.高速公路改扩建工程施工交通组织研究［J］.公路交通科技(应用技术版)，2007(8):32-33.