浅析京台高速长乐松下至平潭段工程总体设计方案

2017-03-27李志

福建交通科技 2017年1期

关键词：总体设计平潭互通

■李志

（福建省交通规划设计院，福州350004）

浅析京台高速长乐松下至平潭段工程总体设计方案

■李志

（福建省交通规划设计院，福州350004）

本文介绍京台高速长乐松下至平潭段工程总体设计的思路，并对主要设计节点的设计方案进行了介绍和分析，为同类工程提供参考。

总体设计高速公路海绵城市

1 工程概况

1.1 项目背景

国家高速公路网京台线长乐松下至平潭段工程位于平潭综合实验区，是利用平潭综合实验区规划中“一横两纵”快速路网中的坛西大道（两纵之一）与北向的长乐至平潭高速公路对接（海峡二通道），是平潭岛通往北部地区的便捷通道。项目地理位置如图1。

1.2 项目建设标准

本项目的设计标准为双向六车道高速公路，路基宽度为33.5m，设计速度为100km/h。

1.3 路线走向及建设规模

本项目起点位于长乐市松下镇大祉村东北侧（与长平高速公路的长乐古槐至松下段衔接），终点位于江楼村南侧与已建的坛西大道、苏平路（均为市政道路）衔接，路线长度19.061公里，总造价24.5537亿元（含公铁两用大桥公路工程部分承担67.07亿元投资额的贷款利息为8.1161亿元）。

图1 项目地理位置图

其中起点跨海段14.514km与福平高铁共线，为公铁两用大桥，其主体工程由福平高铁项目施工。所以，本次的设计范围主要为跨海段公铁两用大桥的公路专用部分附属工程、大练岛互通匝道及接线，以及长平高速入岛部分的平潭接线段4.547km。

本项目设置桥梁904m/1座，分离式桥梁328m/1座，互通式立交2处（平潭互通为枢纽互通），超限、超载检查站1处、养护工区（与公铁两用大桥监控通信站合建）1处、大练岛收费站1处。

1.4 地形、地貌

本项目规划路线方案位于福建省平潭县境内，位于闽东南沿海地带，大多属闽东剥蚀残丘地貌和滨海冲海积平原地貌。跨越地貌单元主要有剥蚀丘陵地貌、冲洪积、冲海积平原等，总的地势北高南低。主干山脉总体呈北东走向。

2 总体设计

2.1 项目特点

（1）本项目是海峡二通道的重要组成部分。项目建成后，将使平潭往北至福州比平潭经渔溪（即平潭一通道）至福州缩短行车里程约30km，是平潭岛通往北部地区的便捷通道。

（2）与坛西大道（市政道路）、福平铁路间的衔接，平潭互通采用公路兼市政化设计。

（3）项目所处的环境为滨海、海水环境，必须充分考虑结构混凝土耐久性问题。

（4）项目横跨平潭海坛海峡，跨海段桥梁长。桥址处夏季台风多发，风力大；冬季多雾。海上桥梁附属交通工程设计应重点考虑桥面的防风防灾等方案，确保行车安全。

（5）软基段构筑物与路基沉降不均，桥梁、涵洞前后段易造成“跳车”现象。

（6）施工标准化管理涉及设计、施工、管理全过程，设计方案应贯彻落实《福建省高速公路施工标准化管理指南》要求。

（7）项目沿线滩涂海域、围垦、水产养殖，植被茂密、山清水秀，应做好环保、水保专项设计，避免环境破坏和造成水土流失及影响水产养殖。

2.2 总体设计原则

根据路线走向、公路标准，本项目总体设计必须认真贯彻“安全、耐久、节约、和谐”的指导思想；全面贯彻以人为本的设计理念；最大限度地保护基本农田、尽量减少建筑物的拆迁量，有力地促进社会经济的可持续发展；最大限度地保护周边环境，追求公路建设与自然景观的完美结合。

针对项目特点，制定以下总体设计原则：

（1）举总体设计之纲，统筹考虑各项受控因素，寻找综合效益最佳方案。

（2）张分项工程之目，以总体设计的思想和原则指导各专业间的协调性。

（3）加大地质勘察力度，以地质选线理念和运行速度理论指导设计，保证工程可实施性并从源头杜绝安全隐患。

（4）与其他公路、铁路、经济设施有机协调，合理共享走廊带资源，少占耕地，少拆迁；合理匹配地形，减少桥隧比例，降低工程造价和运营养护成本。

（5）融入自然，节约土地，妥善处理工程建设与环境敏感点、矿产资源、水源地保护的矛盾。

（6）从提高整体路网效益和促进经济发展等多角度研究互通立交布设。

2.3 路线

主要技术指标的采用如表1所示。

表1 路线主要技术指标表

2.4 路基、路面工程

（1）设计原则

①填方路基

填方地段主要利用开挖路基的土石料填筑，其边坡率为填高0～8m，一般采用1∶1.5；8～20m，一般采用1∶1.75～1∶2.0。本工程填方边坡采用台阶式，每级高8m、平台宽2m，在坡脚处设2m宽的碎落台。

局部冲沟、山间凹地路段，排水不良、土体常年饱水而形成的软弱地基，分别采用排水疏干、换填、塑料排水板、土工格栅、设置片石盲沟及反压护道等措施处理。

斜坡路堤在通过稳定性验算的基础上，视具体的工程地质条件，一般采用护脚墙、路堤墙或抗滑挡墙；在地面横坡较陡、填方较高时，对坡面进行开挖台阶，并于坡脚分层铺设土工格栅，必要时再设置反压护道。

（2）挖方路基

挖方路基的边坡设计取决于：①通视条件；②工程条件：即岩石及土的性质、边坡高度、地下水和地表水情况；③经济性。

（3）特殊路基处理

本项目特殊路基主要为软土。平潭互通场地属于海岸滩涂堆积平原地貌，地势较平坦、开阔，地表水系发育。路段内上覆为第四系冲海积形成的粉质粘土、淤泥、中砂，零星分布第四系人工填土。

软土路段场地上覆人工填土，其力学性能较差，厚度较薄，且分布不均，池塘等地段可能缺失，而淤泥层厚度总体较大。淤泥强度低、压缩性高、灵敏度大，其工程性能差，路堤筑填后在其荷载作用下会产生不均匀沉降及路堤失稳等问题，软基需进行特殊处理。

本项目场地近海，软土层较厚，且项目工期紧，因此设计考虑采用对工程地质适应性强PTC桩复合地基处理软基。

（4）路面工程

本项目主线采用的路面为：4.5cm改性沥青砼抗滑表层（AC-13C）+5.5cm中粒式改性沥青砼下面层（AC-20C）+16cm沥青稳定碎石上基层（TAB-25）+16cm级配碎石下基层+1cm热沥青表处下封层+30cm 3%水泥稳定碎石底基层。

2.5 主要节点方案

（1）苏澳高架桥

本项目设置一座主线桥梁，为苏澳高架桥。桥梁上部结构采用18×50m PC连续现浇箱梁。下部构造采用薄壁花瓶墩、箱型花瓶墩配桩基础、肋台配桩基础。苏海岸高架桥全景图如图2所示。

图2 苏澳高架桥全景图

（2）大练岛互通

大练岛互通位于在大练岛舍仁宫村以西，该互通主要考虑长平高速与新建通大练乡支线（ZX1606）衔接，方便大练岛的车辆上下高速公路。采用单喇叭型互通式立交。大练岛互通全景图如图3。

图3 大练岛互通全景图

互通区主要技术指标：主线最小半径Rmin=3500m，最大纵坡Imax=1.2%；匝道最小半径Rmin=52m，最大纵坡Imax= 4.0%；匝道长度3704m，连接线长769m。匝道桥长1904m/ 7座，桥型结构为预应力砼连续T梁和现浇箱梁。

（3）平潭互通

采用十字混合型互通式立交方案，主线上跨苏平路，交心桩号K79+609.626，互通立交主体设置江楼村附近，衔接已建坛西大道及在建苏平路。平潭互通全景图如图4所示。

图4 平潭互通全景图

本方案通过新建A-H匝道8条匝道实现长平高速、坛西大道及苏平路各个方向的交通流转换。其中B、G匝道采用半直连匝道，设计速度50km/h，其余匝道设计速度为40km/h。另外为满足平潭综合实验区市政交通功能的要求，设置I、J、L、N，共4条辅道，其中I、J辅道设计速度30km/h，L、N辅道设计速度为40km/h；并完善非机动车、人行道等慢行系统。

互通区主要技术指标：主线长平高速最小半径Rmin=1500m，最大纵坡Imax=3.79%；被交路苏平路最小半径Rmin=2000m，最大纵坡Imax=3.69%，匝道最小半径Rmin=55m，最大纵坡Imax=3.84%；匝道长度4356m，辅道长连接线长4276m。互通区主线桥共长1204m/1座，匝道桥长3050m/6座，辅道桥及非机动车道桥长336.5m/4座，桥型结构为预应力砼连续矮箱梁和现浇箱梁。

（4）高压电力隧道及综合管廊

本项目平潭互通分别与两条市政路衔接，所以平潭互通的布设需考虑市政设施的设置。平潭互通综合管廊及电力隧道分布图如图5所示。

图5 平潭互通综合管廊及电力隧道分布图

平潭互通内共有综合管廊一条，高压电力隧道一条。其中，苏平路（苏北路至坛西大道）段下设2.6m×3.7m单舱高压电力隧道；平潭互通内设一条（2.0m+2.6m）×3.3m双舱综合管廊用于对接互通相接的四个方向的高压、中压及通信管线。

2.6 景观设计

公路景观设计应力争使自然景观、人文景观与公路工程达到有机协调，建立起新的完整的公路景观系统，设计时应从使用者的视觉、心理出发研究公路的功能、美观及经济的一致性。道路各主成部分的空间位置配合协调、利用绿化来保护环境、改善环境，通过防护、护坡栽植，诱导、过渡、防眩、缓冲、遮蔽、标志、隔离栽植的绿化措施，达到降噪、防尘、保持水土、稳定边坡和改善视觉环境、增加行车安全的目的。

2.7 海绵城市道路LID雨水系统

海绵城市道路LID雨水系统，是一种以生态系统为基础，从径流源头开始的暴雨管理方法。从一味的“排”到“渗、蓄、滞、排、用”结合，不仅是城市雨洪管理方式的转变，更是对资源环境认识的转变。低冲击开发模式使开发区域尽量接近于开发前的自然水文状态，实现城市开发建设之后对原有自然环境的地表径流影响最小化。低影响开发方法与传统雨洪控制利用方法相比，具有可持续、分散化、节省投资、与场地开发和景观设计相结合等特点。

海绵城市道路LID雨水系统设计主要措施：

（1）人行道采用环保透水铺装。

（2）道路横断面设计优化道路横坡坡向、路面与道路绿化带及周边绿地的竖向关系等，便于径流雨水汇入低影响开发设施。

（3）路面排水采用生态排水的方式。

（4）绿化带内低影响开发设施采取必要的防渗措施，防止径流雨水下渗对道路路面及路基的强度和稳定性造成破坏。

（5）道路径流雨水进入道路红线内外绿地内的低影响开发设施前，利用沉淀池、前置塘等对进入绿地内的径流雨水进行预处理，防止径流雨水对绿地环境造成破坏。

（6）低影响开发设施内植物宜根据水分条件、径流雨水水质等进行选择，宜选择耐盐、耐淹、耐污等能力较强的乡土植物。