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西起丁桥东路,东至天禧路,道路长度约3.05千米。
根据《杭州市江干分区规划》天鹤路规划作为城市次干路其主要功能是为皋亭地区及半山地区服务。
该项目建成后,对提高杭州市皋亭地区及半山地区的交通设施水平,完善道路网,加强区域之间的交通联系有积极的作用,同时,对改善该地区的城市景观,提高城市的环境质量都有积极的作用。
二、气候条件
杭州市地处亚热带北缘,属亚热带季风气候,年平均温度为16.6℃,最冷月(1月)平均气温3.8℃,最热月(7月)平均气温28.6℃。
极端最高气温42.1℃(1930年8月10日),极端最低气温为-10.5℃(1916年1月24日),多年平均降雨量1399mm,一年有两个雨季,4~6月为梅雨季,强度不大,雨天连绵不断;
7~9月为台风暴雨季,雨大集中,全年日照1899.9小时,无霜期250天。
三、河湖水系
区内河道水系发达,与天鹤路相关的河道为上塘河,上塘河具有通航功能,通航等级为七级。
该段上塘河规划河宽40米,常水位为3.8米,控制河底高程为0.5米。
与规划道路相交的溪流有赤岭溪、黄鹤溪、园宝溪、杜牧溪、杨梅溪、桃花溪、桃源溪、龙溪,为山溪性河流,主要排除道路北侧山体雨水。
。
根据《杭州市江干区皋亭单元(JG—01)控制性详细规划》(2005.5),过天鹤路溪流断面设计宜采用10年一遇标准,流量可采用山地小流域洪峰流量公式或洪峰流量模数(取7.0立方米/秒·
平方公里)进行计算。
四、工程场地现状
规划天鹤路部分路段现状为金山路,道路宽度约5米~10米,作为沿线居民及单位车辆、行人进出的通道。
天鹤路现状道路沿线用地以农居和农田为主,道路沿线现状地坪标高约4.5米~14.3米。
道路两侧用地规划作为:
村镇居住用地、风景点建设及保护用地、河港用地、休疗养用地、娱乐文体用地、行政办公用地等。
现状天鹤路位置用地主要为农居、农田及林业用地,地坪标高约4.6~14.3m(85国家高程基准,下同)左右。
本项目是新建道路,沿线没有公交线路,也没有现状市政地下管线。
第三章地质资料简要
一、地形、地貌
拟建道路位于杭州市主城北部的半山附近,途径沿山村及皋城村,西起丁桥东路,东至天禧路,道路长度约3.05千米。
沿线地形为现有村道、农居、农田、鱼塘及苗木地,沿线人员密集,地面、地下各类设施众多,错综复杂,道路沿线地貌为山前滨海湖沼相沉积平原及丘陵地貌类型,地貌单元界线在Z38孔西侧地形起坡地段。
沿线场地地面高程(85国家复测高程,下同)一般在4.68~13.82m,地势有一定的起伏。
二、地基土(岩)的构成与分布特征
1、工程地质层组的划分原则
根据勘探揭露地基土的岩性、成因时代、埋藏分布特征、物理力学性质的不同,对勘察区出现的地层进行工程地质层组划分。
2、工程地质条件
根据勘探结果显示,拟建道路沿线地层在地表下勘探深度范围内的地层基本属第四纪覆盖土层,可分为7个工程地质层、13个亚层,各岩土层的工程特性及分布特征自上而下分述如下:
①1耕植土:
灰黄色,湿,松软状,粘性土性,含少量植物根茎,局夹少量碎石。
层厚为0.50~0.70m,局部分布。
①2杂填土:
灰黄色,湿,松散,表层含有少量植物根系,含碎砾石、砖瓦块约20~40%,局部为碎石填土层,含50~60%的碎石及块石,直径一般为2~5cm,最大大于7cm,其余由粘性土充填,含少量细砂。
该填土层厚约0.50~3.50m,全场地分布。
①3素填土:
灰黄、灰色,湿,松软,含少量植物根茎及碎石,呈粘土性。
层厚为0.20~2.50m,局部分布。
②1粉质粘土夹粘质粉土:
褐黄色,饱和,可塑(稍密)状,含氧化铁及少量云母碎屑。
摇振反应弱,切面略粗糙、无光泽,干强度中等,韧性低。
层厚为0.70~1.90m,主要分布于道路沿线东段。
②2粉质粘土:
灰黄、灰色,饱和,软塑状,含云母、氧化铁及有机质,无摇振反应,切面较光滑、稍有光泽,干强度高,韧性中等。
层厚为1.80~2.40m,主要分布于道路沿线东段。
③淤泥:
灰色,饱和,流塑,粘土性,含有机质,无摇振反应,切面较光滑,干强度中等,韧性中等。
揭露层厚4.60~13.50m,主要分布于沿线道路东段。
⑧1粉质粘土:
灰黄色,饱和,硬可塑状,含少量铁锰质结核。
摇振反应无,切面较光滑、无光泽,干强度高,韧性中等。
层厚为0.60~3.30m,局部分布于道路沿线西段及中段。
⑧2粉质粘土混碎石:
棕红夹黄色,饱和,硬塑(中密)状,碎石含量约20~35%,碎石成分为次棱角状砂岩、石英砂岩,一般粒径为1~2cm,最大粒径4cm,其余以粉质粘土为主,含少量细砂。
无摇振反应,切面较粗糙、无光泽,干强度中等,韧性中等。
层厚为1.00~12.70m,局部分布于道路沿线西段及中段。
⑩碎石:
黄夹棕红色,湿,密实状,碎石含量约50~70%,以棱角状砂岩为主,局部为石英砂岩和硅质石英砂岩。
局部夹少量粉质粘土薄层,含少量细砂。
层厚为1.50~5.00m,局部分布于道路东段。
⑿1全风化粉砂岩:
灰兰色,硬可塑,母岩成份与结构已全部风化,夹少量强风化岩块,易干钻,无响声,采用合金钻头钻进,钻进平稳,进尺每米需6~10分钟。
层厚1.80~5.00m,本次详勘在道路沿线东段及桥梁、天禧路跨上塘河桥梁处揭露。
⑿2强风化粉砂岩:
灰黄色,次坚硬状,母岩成份与结构部分已风化,节理裂隙十分发育,所取岩芯呈碎块状为主,少量短柱状,锤击易碎,局部夹全风化层,采用合金钻头钻进,钻进平稳,进尺每米需18~25分钟。
层厚2.00~7.00m,本次详勘在道路沿线东段及桥梁、天禧路跨上塘河桥梁处揭露。
⑿3中等风化粉砂岩:
黄灰~青灰色,坚硬状,母岩成份与结构部分已风化,节理裂隙发育,所取岩芯呈短柱状,锤击能碎,局部夹强风化层,干钻难钻进,采用金刚钻头钻进,钻进平稳,进尺每米需28~40分钟。
层厚1.50~8.20m,本次详勘在道路沿线东段及桥梁、天禧路跨上塘河桥梁处揭露。
地基代表性地质柱状图
三、工程地质分析与评价
对于拟建道路及管线工程,由于道路荷载有限,对于低山丘陵地段,可对①2、①3填土层进行碾压加密后作路基使用;
当①填土层较薄处,宜挖除①填土层,以⑧1硬可塑状粉质粘土层或⑧2硬塑(中密)状粉质粘土混碎石层作为拟建道路路基。
对于平原区,由于③淤泥性质差,在②土层厚度偏薄路段,基底应采用水泥搅拌桩等方式进行加固处理,严禁对基底进行夯拍及践踏。
对于拟建桥梁、绕城公路(下穿),⑿3中等风化粉砂岩,性质好,埋深相对较深,埋藏厚度大,设计可根据桥梁荷载要求,初步建议采用以⑿3中等风化粉砂岩为桩端持力层的钻孔灌注桩基础,要求桩端嵌入持力层一般不少于1d(d-桩端直径)且不少于1.0m。
四、场地及地基地震效应
依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版)判定,天鹤路沿线西段(Z38孔以西)场地土类型为中硬土;
沿线东段场地土类型为中软土场地,综合确定沿线场地类别为Ⅱ类。
本地区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,场地特征周期为0.35s。
根据场地地质、地形及地貌条件划分,本沿线场地抗震地段类别划分除东段属对工程抗震不利地段外,其余均属对工程抗震一般地段。
据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版),杭州属抗震设防烈度6度区,场地浅部土层为填土、硬壳层、淤质土及碎石土,均为非地震液化土层,拟建沿线场地为非地震液化场地。
第四章工程涉及难点和主要节点分析
一、道路标准横断面的选择
天鹤路设计等级为城市次干道,标准段规划宽度为30米,设双向四车道。
结合道路在路网中的定位、负担的交通功能、建成后预计的交通流量、道路安全运行要求等因素,同时兼顾景观绿化要求,比较了下面三个断面形式,并推荐方案一。
1、方案一(推荐方案)
30米=5.5米(人行道与非机动车道共面)+0.5米(隔离墩)+8米(机动车道)+2米(中央绿化带)+8米(机动车道)+0.5米(隔离墩)+5.5米(人行道与非机动车道共面)。
5.5米人行道与非机动车道共面宽度中,其中人行道宽1.5米,人行道与3米的非机动车道之间设1米的绿化带或树池,绿化带长15米间隔设置两个树池,树池间距7米。
天鹤路标准横断面布置图(推荐方案)
2、方案二(比较方案)
30米=5米(人行道与非机动车道共面)+1.5米(绿化带)+7.5米(机动车道)+2米(中央绿化带)+7.5米(机动车道)+1.5米(绿化带)+5米(人行道与非机动车道共面)。
2米的人行道与3米的非机动车道之间没有任何的分隔,不利于安全。
天鹤路标准横断面布置图(比较方案一)
3、方案三(比较方案)
30米=2.5米(人行道)+3.5米(非机动车道)+1.5米(绿化带)+15米(机动车道)+1.5米(绿化带)+3.5米(非机动车道)+2.5米(人行道)。
2.5米的人行道上设置树池,树池间距8米。
非机动车道与人行道之间有高差。
天鹤路标准横断面布置图(比较方案二)
4、方案比选
方案
单向机动车道宽度
安全性
绿化率
方案一
8米(可以布置一个大车道)
中央绿化带分隔对向车流,非机动车道与人行道共面,但有1米的绿化带或树池分隔,能保证行人的安全。
16.7%
方案二
7.5米(只能布置两个小车道)
中央绿化带分隔对向车流,非机动车道与人行道共面,且之间没有分隔。
如今电动车速度快,极不安全。
方案三
没有中央绿化带分隔,机动车相对危险;
但非机动车道与人行道之间有高差,很安全。
10.0%
方案一采用了四块板形式,既做到了机非分离,有利于非机动车的安全行驶;
又通过中央分隔带把对向车流分开,有利于机动车的安全行驶。
人行道与非机动车道之间也采用1米的绿化带分隔,保证了行人的安全。
此外,8米的机动车道宽度中可以安排一个大车道。
比较上述三个断面形式,天鹤路规划作为城市次干路其主要功能是为皋亭地区及半山地区服务,该机动车流量必定占据较大比重,故此方案一在道路安全运行以及人、机、非有序组织交通方面较为有利。
同时,安排一个大车道可以满足公交及周遍大车的通行。
综上,设计将方案一作为推荐方案。
道路建成后的效果图如下:
天鹤路道路效果图
二、下穿绕城公路节点
1、现状概况
绕城公路现状为双向6车道,与天鹤路相交位置为高路堤段,现状绕城公路路面标高为10.30米左右,与两侧地面高差有4米多。
该相交位置以南60米左右是绕城公路跨上塘河桥。
此处上塘河的规划河道宽度为35米,七级航道,通航净宽18米,通航净高3.5米,通航水位为3.8米,20年一遇洪水位为4.86米。
根据提供的地质勘察资料,距离该节点位置最近的钻孔Z10,在2009年9月时的地下水位埋深为3.70米,标高为3.09米。
地下水位随季节性有所变化,年均水位变化幅度值约1.0米。
2、方案设计
绕城公路现状为双向6车道,考虑到今后拓宽成双向8车道的需要,此次下穿方案按双向8车道,即44米宽度进行设计。
1)、方案一——箱涵+顶进施工
由于绕城公路已经建好,并且交通繁忙,采用箱涵结构,顶进法施工,可以将对绕城公路的交通影响减为最小。
此处道路标高按最小覆土厚度不少于1.5米控制,道路最大纵坡为2.8%,天鹤路路面最低点控制标高为2.949米。
箱涵长度45米,底宽31.7米。
顶底板厚度为1米,外侧墙厚度0.85米,中侧墙厚度为1.7米。
底板下设20厘米素混凝土垫层。
天鹤路下穿绕城公路箱涵效果图
根据地质报告地下水位按3.09米控制,考虑到有1米的变化幅度,设计按4米标高控制。
由于非机动车道与机动车道的纵坡设计不同,非机动车道的路面标高均高于控制地下水位标高,所以箱涵两侧的U型槽仅设置于机动车道位置。
箱涵西侧的U型槽长度为30米,东侧的U型槽长度为50米。
U型槽外侧墙顶宽0.5米,底宽0.85米,底板全宽20米。
采用下穿箱涵方案的最大难点在于施工。
目前,国内已经建好的,采用顶进法施工的下穿高速公路的箱涵案例有“太原市五龙口东大街下穿高速公路工程”、“长沙市人民路东延长线一期下穿京珠高速公路工程”等,“上海市中环线虹许路——北虹路地道工程”在穿越虹桥路、西郊宾馆时也采用了顶进施工法。
其中,“太原市五龙口东大街下穿高速公路工程”,采用的钢筋混凝土预制箱涵为7m-16m-7m的整体三联孔式,共两节,分别置于高速公路两侧,采用对顶的方式顶入高速公路路基,最后对接;
而且,涵体在高速公路下埋深只有0.9米。
本工程下穿箱涵覆土按1.5米控制,采用2×
14.15m两联孔式,分两节。
施工时也采用对顶方式。
首先在绕城公路两侧分别预制一节钢筋混凝土箱涵,然后采用大管棚注浆加固绕城公路路基,使松散的绕城公路路基成为一个整体,保证在箱涵顶进施工过程中绕城公路正常的通车安全。
在预制箱涵和管棚注浆达到设计强度之后,开始实施箱涵顶进施工。
顶进施工首先从一侧进行,顶进以前,先要将另一侧的管棚通过施打钢轨桩进行固定,以防止顶进造成的路面整体滑移。
一侧涵体顶进到位之后,通过涵体上预留的注浆孔进行注浆,使涵体和周边土体固结成为一个整体。
然后将另一侧的管棚固定钢轨桩拔除,按相同工序进行另外一侧的涵体顶进和注浆固结。
最后,将两侧涵体连接成整体。
顶进施工示意图
2)、方案二——桥梁+绕城改线
天鹤路下穿绕城公路也可以采用桥梁方案。
由于天鹤路设有2米中央分隔带,桥梁跨径采用2×
16米空心板简支梁,梁高0.8米,此时天鹤路路面最低点控制标高为4.3米,道路最大纵坡为2.3%。
桥梁依据绕城公路断面分两幅设计,单幅宽度为21米。
采用桩柱式桥墩、重力式桥台、钻孔灌注桩基础。
由于路面最低点控制标高高于控制地下水位标高,方案二无需设置U型槽结构。
桥位所在地的南侧60米处为绕城公路跨上塘河桥,由于距离过近,直接利用现有的上塘河桥来改线,在线形上无法满足限速40km/h的最低要求。
因此,需要在上塘河上架设临时便桥。
分析地形图,为最大限度的减少拆迁用地及建筑,改线线位暂定为东侧,这样只牵涉到黄鹤溪与上塘河相交处东北角的一幢砖房拆迁。
但由于现状绕城公路东侧有一根平行于绕城公路的高压燃气管,在绕城东侧改线会涉及到这个管线的迁移及保护问题。
如果选择在绕城公路西侧改线,又会涉及到西北侧较多建筑的拆迁。
改线道路宽度暂定为双向四车道23米,长度范围约为700米。
绕城公路东侧改线示意图
绕城公路西侧改线示意图
3)、方案比较
(箱涵+顶进施工)
(桥梁+绕城改线)
对绕城公路交通的影响
影响较小,无需改线
影响较大,需要改线
主体工程造价
造价较高,约1900万元(其中箱涵造价约1400万元,U型槽造价约500万元)
造价较低,约1460万元(其中下穿绕城公路桥梁造价约700万元,跨上塘河便桥造价约230万元,道路改线造价约530万元)
征地拆迁及管线
不需要再征地
需要在改线范围内征地拆迁(征地面积18620平方米),同时在上塘河处修建一座临时便桥;
绕城公路东侧现状有一根高压燃气管,改线时需要对其进行迁移或保护;
如果选择在绕城公路西侧改线,又会涉及到西北侧较多建筑的拆迁
施工难度
施工难度较大,但国内已经有数例成功案例
施工难度小
工期
12个月
9个月
考虑到箱涵+顶进的方案对绕城公路交通的影响最小,比较容易被绕城公路管理部门接受,同时该方案避免了绕城公路改线引起的征地及拆迁,下穿绕城公路节点位置推荐方案一(箱涵+顶进施工)。
三、路口交通组织
相交道路交通组织详表
相交道路名称
道路等级
道路宽度
交通组织措施
丁桥东路
主干道
36米
(十字路口)
进口道拓宽至10米,布置“1左转1直行1直右”共三个车道。
沿山路
支路
12米
(丁字路口)
车道不拓宽,“1直行1直右或直左”共两个车道。
金山路
7米
长睦路
(望景路)
次干道
(支路)
32米
(12米)
东风港路
进口道拓宽至10米,布置“1左转1直行1直右”共三个车道
天福路
20米
中央绿化带不开口,车道不拓宽,“1直行1直右”共两个车道。
龙鹤路
天明路
(天秤路)
26米
天禧路
四、调整天鹤路道路线形(天禧路附近)
根据《城市道路设计规范》(CJJ37-90),当设计车速为40Km/h时,不设缓和曲线的最小圆曲线半径为500米。
天鹤路规划道路中心线半径仅为300米且未设置缓和曲线。
为了满足规范要求,设计在圆曲线两侧各增加Ls=35米的缓和曲线,引起的偏移E=0.175米,可通过调整人行道宽度,从而避免调整红线。
五、公交港湾式站台的布置
根据规划,道路沿线需要设置4对公交港湾式停靠站,站台处红线可以向外拓宽3米。
布置具体如下:
南侧
北侧
K0+660
K0+500
K1+440
K1+270
K1+8680
K2+060
K2+600
K2+720
公交港湾式站台的尺寸选择主要是考虑车道设计车速、停靠车辆的种类、停靠线路的数量等,本段道路路主要服务于区块内出行,车辆类型以普通公交车辆为主,小型公交车辆为辅,根据这一特点,港湾式车站采用的尺寸为:
25米(减速段)+30米(站台)+35米(加速段)=90米(全长)。
站台处车道宽度拓宽3米,站台宽2米,合计拓宽红线3.5米。
六、路基填筑
本次设计的天鹤路部分线位与现状金山路重合,存在新老路基结合的问题;
同时,道路沿线存在河塘沟渠,且规划有7座排水箱涵,因此本次路基设计的重点将围绕新老路基结合、河塘填浜以及箱涵后背回填展开。
1、新老路基结合
天鹤路部分线位与现状金山路重合,如果不重视新老路基结合的设计,必然会引起路基的不均匀沉降,从而导致新建成道路的路面开裂。
为了减少不均匀沉降,先将新老路面结合的位置挖成高0.5米、宽1米的台阶,并采用宕渣密实回填。
2、河塘填浜处理
根据地质报告中间成果,道路沿线地质情况总体良好,区内地基能够满足路基承载力要求,但部分河塘深度较大,回填高度大于2米,设计采取分层回填。
为了减少高填方引起的不均匀沉降,建议尽早回填以完成工后沉降。
具体见下图:
河塘地基处理一(河塘部分落在道路内)
河塘地基处理二(河塘全部落在道路内)
3、箱涵后背回填
为防箱涵位置的道路跳车,道路路基采用1:
1砂碎石分层回填,每回填0.6米设置一层土工格栅,以减少路基不均匀沉降。
七、路面结构
本次设计机动车道和非机动车道路面采用沥青砼结构,5%水泥稳定碎石基层,人行道采用透水砖。
八、挡土墙设计
受红线的控制,本次设计中,如1:
1.5放坡线宽度≤1米,则采用放坡处理;
其余道路两侧采用浆砌块石挡墙收缩道路与地块之间的高差。
九、管线设计要点
1、概述
天鹤路为城市新建道路,现状用地主要为农居、农田及林业用地,无现状地下管线。
2、雨水工程
(1)、汇水范围
依据工程规划,天鹤路雨水汇水范围详见《雨水汇水范围图》,总汇水面积约58.44ha,就近排入相交河道和上塘河。
(2)、雨水公式及设计参数
采用杭州市暴雨强度公式
q=3360.04(1+0.639lgTe)/(t+11.945)0.825(l/s.ha)
雨量计算公式:
Q=q×
F×
ψ
1重现期:
道路及地块采用2a,立交采用5a。
径流系数:
道路ψ=0.90;
地块ψ=0.65
地面集水时间:
t1=10分钟(下穿段t1=5分钟)
折减系数:
管道m=2.0
(3)、管道设计
天鹤路雨水管道为12个排水系统。
标准段雨水管布置在道路中心线处,下穿绕城箱涵段布置在两侧慢车道上。
①赤岭溪~桩号0+200段
雨水向西排入赤岭溪,设计雨水管径D800。
接纳雨水泵站D500压力出水管。
②桩号0+220~下穿绕城公路最低点段
雨水向西接入雨水泵站,同时接纳绕城公路西北侧边沟雨水。
设计雨水管径D300-D800。
③黄鹤溪~桩号0+430段
雨水向西排入黄鹤溪,设计雨水管径D300。
③桩号0+460~园宝溪段
雨水向东排入园宝溪,设计雨水管径D400-D600。
④园宝溪~杜牧溪段
雨水向东排入杜牧溪,设计雨水管径D600-D800。
⑤杜牧溪~长睦路段
雨水向西排入杜牧溪,设计雨水管径D400-D1000。
⑥长睦路~杨梅溪段
雨水向东排入杨梅溪,设计雨水管径D800。
⑦杨梅溪~桩号1+480段
雨水向西排入杨梅溪,设计雨水管径D600。
⑧桩号1+480~桃花溪段
雨水向东排入桃花溪,设计雨水管径D400-D600。
⑨桃花溪~龙鹤路段
雨水向西排入桃花溪,设计雨水管径D400-D1000。
⑩龙鹤路~桃源溪段
雨水向东排入桃源溪,设计雨水管径D600-D800。
⑾
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