设计总结报告.docx
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设计总结报告
设计工作报告
中交第一公路勘察设计研究院有限公司
设计工作总结
高速公路起点~K15+168段工程已全部完工。
该段工程无论在外部几何尺寸还是内在质量上均达到了设计要求,较好地执行了设计意图。
设计单位(中交第一公路勘察设计研究院有限公司)同意交工验收。
为了让相关单位和各级领导全面具体地了解本路段工程的设计情况,现将本项目设计工作报告如下:
一、概况
****高速公路工程是**市公路网规划的重要组成部分,是连接****、航空产业园的快速陆路通道,其建设对**发展成珠江口西岸核心城市及区域性交通枢纽、完善**两港集疏运系统及区域综合运输网络等具有重要意义。
(一)任务来源及依据
1、本项目勘察设计招标文件
2、本项目勘察设计合同;
3、本项目工可报告;
4、省发改委《关于****高速公路工程可行性研究报告的批复》(粤发改委[2009]286号);
5、本项目修编初步设计文件;
6、省交通厅《初步设计评审意见》(粤交基函[2009]779号);7、省交通厅《关于****高速公路初步设计的批复》(粤交基[2009]627号);8、沿线地方政府有关的函件、文件、规划资料等;9、交通部部颁现行有关技术标准、规范、规程。
(二)沿线自然地理概况
1、地形地貌项目走廊带内中段属海湾区平原地貌,地形平坦,起伏小;南段及北段为残留有隆起的残丘和低山丘陵地貌。
地形起伏较大,南段相对高差约130米左右,植被发育,自然山坡坡度约20〜40;北段地形切割较强,相对高差约150m植被发育,全线南段及中段河流沟涌较多,地表水系发育,北段仅以鱼塘和水库为主。
2、不良地质
淤泥、淤泥质土在项目区域普遍分布,埋深0〜40米,厚度2.1〜39.6米,
其力学性质差,对路基填方稳定性及沉降较大影响,对摩擦桩有负摩阻的影响,桥基施工中易产生缩径、塌孔等不利影响,本路线范围内无液化砂土及其它不良地质现象。
3、气象水文
项目区域属南亚热带海洋性季风气候,气候温和,夏季潮湿,多台风暴雨,
雨量充沛。
年平均气温22°C,极端最低气温1°C,极端最高气温37°C,以6〜9月最热,1〜2月最冷,年平均降雨量1964mm降雨多集中在5〜9月,最大风速记录有29m/秒和33m/#(百年一遇)。
项目区域属于西江水系,主要河流有:
大门河、鸡啼门水道等。
4、工程地质评鉴
(1)根据《中国地震动参数区划图》(GB1830—2001)及《****高速公路工程场地地震安全性评估报告》路线区地震动峰值加速度为0.10g,地震基本烈度为%度。
(2)滨海平原区:
地表覆盖层较厚,分布有深厚软土层、砂层,对路基及桥台填方工程的稳定性和沉降影响较大,基岩中〜微风化带埋深较大,岩体多较破碎,岩体中差异风化及球状风化体严重,对桥基设计和施工岩面判断有一定影响。
3)低山丘陵地貌区:
岩体节理较发育,存在不利结构对开挖边坡及隧道
围岩稳定性有一定影响
(三)工程规模
本项目路线长30.316km,全线共设置互通立交5处,分别为机场西互通、三灶互通、红旗互通、乾务互通、金台互通。
本项目段共设特大桥15782m/4座、
大桥1963.4m/6座,涵洞15道,隧道4867.5m/4座。
本次交工范围为起点至K15+168,路线里程15.168Km,互通立交3处分别为机场西互通、三灶互通、红旗互通,特大桥3807m/2座,大桥1059.6m/3座,隧道1881.5m/2座。
全线主要工程数量表
序号
项目名称
单位
施设
工程量
备注
1
路线长度
km
30.316
改建段
km
2.8
新建段
km
27.613
2
路基土石方
1000m
1994.150
含互通
3
软基
处理
主线
km
0.825
「匝道:
km
4.410
4
路基排水及防护
3
1000m
53.448
含互通
5
桥涵
桥梁合计
m/座
17745.4/10
特大桥
m/座
15782/4
大桥
m/座
1963.4/6
中桥
m/座
小桥
m/座
涵洞
道
15
6
隧道
隧道合计
m/座
4867.5/4
双洞平均长
特长隧道
m/座
长隧道
m/座
4243/2
中隧道
m/座
短隧道
m/座
624.5/2
7
路线交叉
互通式立交
处
5
通道天桥
座
5
(四)主要技术指标
根据省交通厅对本项目初步设计的批复,全线按双向四车道高速公路标准建设,设计速度100公里/小时,整体式路基宽度26米,分离式路基宽13米,桥梁与路基同宽,汽车荷载等级为公路-I级,设计洪水频率:
特大桥1/300、其他(大、中、小桥、涵洞、路基)1/100,地震动峰值加速度g=0.10。
其余技术指标按交通部颁《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)中相应规定采用。
为了提高道路的通行能力和安全性,在不过多增大工程量的前提下,尽可能
采用较高的技术标准。
本项目具体采用的技术指标见下表。
主要技术指标采用情况一览表
序号
指标名称
单位
初设采用技术指标
施设采用技术指标
1
公路等级
高速公路
高速公路
2
设计速度
km/h
100
100
3
路基宽度
m
分离式:
13
整体式:
26
分离式:
13
整体式:
26
4
平曲线最小半径
m
改建段:
748新建段:
1350
改建段:
748新建段:
1350
5
最大纵坡
%/m
2.8/1050
2.98/820
6
最小坡长
m
400
350
7
凸型竖曲线最小半径
m
16000
16000
8
凹型竖曲线最小半径
m
8000
10000
9
桥涵设计何载
m
公路-I级
公路-I级
10
设计洪水频率
m
桥梁及路基1/100
桥梁及路基1/100
(五)路线走向及主要控制点
1、路线走向
本项目路线总体走向近似南北方向。
路线起于****西侧,对接机场西路(省道S272线),改建利用机场西路约3km至眼浪山南侧,设置机场西互通式立交与机场西路相衔接。
路线由南向西北设置隧道穿越眼浪山至三灶镇西南侧,上跨三
灶镇鱼林路,利用联邦制药厂与中丰田光电科技之间河道间隙布设线位,路线向
北,在与金湾大道交叉处设置三灶互通式立交,路线继续向北跨越大门河,在大
林山东侧沿双林大道布设线位,在与**大道交叉处设置红旗互通式立交,路线沿双林大道继续向西北方向前进,设置大桥跨越鸡啼门水道后在石狗冲村西侧布设线位,经石狗水库东侧、石狗村西侧、南安村东侧,至乾务镇东南侧与珠峰大道相交叉,设置乾务互通式立交,路线继续向北,在东澳村以西、乾务小学东侧、乾务中学以西布设线位,经东村塘以西,在乾务水库东南向北设置隧道穿越锅盖栋,在**传奇动画科技有限公司东南侧跨越粤西沿海高速公路后,于斗门区田心
村设置金台互通式立交与黄杨大道及沿海高速相衔接终止,本次施设路线全长30.354km(以右线计)。
2、主要控制点
起点****、机场西路、眼浪山隧址、三灶镇、联邦制药厂、中丰田光电科技、金湾大道、大门河、大林山、双林大道、**大道、鸡啼门水道、石沟冲村、石狗水库、石狗村、南安村、东澳村、乾务小学、乾务中学、东村塘、乾务水库、锅盖栋隧址、粤西沿海高速、黄杨大道、**传奇动画科技有限公司及终点田心村等。
二、设计要点
(一)路线设计
1、总体设计原则用合理的投资修建一条生态环保、技术先进、指标均衡的高速公路,除严格执行《公路路线设计规范》外,还应结合本项目特点,认真领会《公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点》精神,并在此基础上确定本项目的设计指导思想。
(1)坚持以人为本,树立“安全至上”的理念把安全放在首位,采取一切有效方法和措施,保证公路设施自身安全、车辆行驶安全以及行人安全等。
(2)坚持人与自然相和谐,树立尊重自然、保护环境的理念应本着“不破坏就是最大的保护”的原则,在尊重地区特性的前提下,将公路自身的平纵线性、路基宽度、构造物及沿线设施等与沿线自然特征及人文景观融为一个有机整体。
(3)坚持可持续性发展,树立节约资源的理念在路线方案研究中,结合用地情况和占用农田情况进行多方案论证、比选,在工程量增加不大的情况下,应优先选择能够最大限度节约耕地、保护土地资源的路线方案。
(4)坚持质量第一,树立让公众满意的理念公路建设应有利于社会进步和发展,对社会环境有重大影响的部位,应根据可持续发展原则进行方案论证,尽量少干扰居民村落及学校,保护名胜故迹等人文景观,促进社会经济发展。
(5)坚持合理选用技术指标,树立设计创新的理念路线平纵技术指标的合理运用在本项目显得十分重要,贯彻《公路勘察设计典型示范工程咨询示范要点》的精神,重点作好路线总体设计和路基设计。
(6)坚持系统论的思想,树立全寿命周期成本的理念在设计方案确定中,树立全寿命周期成本的理念,不盲目以前期投资控制工程方案,不追求工程造价的节省。
2、路线设计原则本项目路线线形设计结合路网规划、城市规划、地形、地貌、地质、水文等条件,在满足各种规划及交叉净空要求前提下,充分考虑公路功能、安全、经济以及环保因素,尽可能做到平、纵、横的协调统一和沿线自然环境的有机融合,具体设计原则如下:
(1)本项目所处区域经济较发达,沿线各种规划、厂房、居民地、水利、公路等设施密集,部分路段线路大范围调整余地不大,路线设计应以局部精细化设计为主,灵活运用指标减小与现有建筑物、规划的干扰,以减小拆迁和避绕重大设施。
(2)根据项目特点及难点,项目路线方案的研究以解决原初步设计选址线存在的或出现的矛盾冲突为出发点,从减小干扰、减小拆迁、节约用地、降低项目实施难度、降低工程造价等方面拟定比选方案。
(3)路线布设时,一般应满足区域经济、村镇、区域路网、水利水电设施等规划的要求。
尽可能减少对地块、地形、厂区、居民区、村庄的分割,少占耕地、鱼塘,减少拆迁,远离环境敏感区,最大限度地减轻噪声、废气对居民生产生活的影响。
(4)合理地运用路线平、纵面技术指标,设计中注重平、纵线形的配合,力求路线平面顺适,纵坡连续均衡,横向合理,视觉良好,使行车安全舒适。
互通式立交区和大型构造物前后一般采用较高的平、纵面技术指标;受地物限制走廊空间狭窄受限、地形狭窄、自然横坡陡的路段根据实际情况采用相对低的技术指标。
(5)路线线位由平、纵、横三面综合设计确定,避免路线过于迂回弯曲。
(6)尽量使公路线形、桥涵、隧道、立交和沿线设施与自然景观协调。
对周围环境实行“最大限度保护的原则”,减少人工痕迹,尽可能地减轻工程实施对环境造成的影响。
(7)严格控制填挖高度,尽量避免大填大挖,减少对环境的影响。
(8)勘察设计中重视工程地质选线,路线布设尽量绕避软土及鱼塘、不稳定边坡等不良地质地段。
(9)勘察设计中重视大桥、隧道、互通式立交等大型构造物的选址论证,充分考虑构造物的场地条件及施工条件,减少工程建设难度,降低工程投资。
3、平纵面设计
本路段采用双向四车道高速公路技术指标,设计速度100km/h,整体式路基
宽度26m分离式路基宽13m为了提高道路的通行能力和安全性,在不过多增大工程量的前提下,尽可能采用较高的技术标准。
针对本项目部分路段地形复杂、地面横坡较陡的特点,在纵面设计结合横断面、土石方平衡等综合考虑,在满足设计水位、被交路净空等要求的前提下,采用适度的技术指标,尽量降低填挖高度,以减少对自然景观的破坏。
对全线的纵断面结合被交道路净空、互通式立交设置、构造物建筑高速、最低填土、边坡高度等情况,进行了全线的优化调整。
同时考虑到本项目设计速度为100km/h,在工程规模增加不大的情况,尽量增大竖曲线的取值,以满足视觉最小半径的要求。
优化后纵断面共设变坡点27个,最大纵坡2.98%/1处,坡长800米,最小竖曲线半径:
凸型为16000/1处;凹型为10000/1处,竖曲线占路线总长29.61%。
(二)路基、路面及防护排水设计
1、路基
(1)路基标准横断面
全线按双向四车道高速公路标准建设,设计速度采用100公里/小时,整体式路基宽度26米,其中行车道宽2X7.5米,中央分隔带2.0米,左侧路缘带宽2X0.75米,硬路肩宽2X3米(含右侧路缘带宽2X0.5米),土路肩宽2X0.75米。
分离式路基宽13米,其中行车道宽2X7.5米,左侧硬路肩宽1.0米(含右侧路缘带宽0.5米),右侧硬路肩宽3米(含右侧路缘带宽0.5米),土路肩宽2X0.75米。
(2)路基边坡
一般路段路基填方边坡自上而下边坡小于10m边坡坡率为1:
1.5;边坡大于10m在8m处设2m宽平台,8m以下边坡坡率为1:
1.75;边坡大于20m—般采用填石路基(隧道弃渣填筑),进行特殊设计。
路堑主要根据不同路段的岩土性质、水文条件、边坡高度等并结合本地区防护工程经验后进行设计。
边坡高度小于10m一般采用一级边坡;大于10m采
用台阶型边坡,边坡平台宽2.0m,平台上设截水沟,每级高度8m路堑边坡坡率根据岩性及风化程度取1:
0.75〜1:
1.5。
坡脚设置碎落台,有条件路段碎落台宽2.0m;岩质坚硬,挖方困难的稳定边坡段碎落台宽1m
(3)路基防护
填方边坡:
一般路基段根据边坡高度坡面采用三维网植灌草防护、窗式衬砌拱骨架植草防护;桥头路基后侧5~10m采用预制混凝土空心六棱块植草防护。
挖方边坡:
(1)对于一般土质或全风化花岗岩挖方段,当挖方高度HW8m
采用三维网植草防护,8m
(2)对
于一般石质挖方稳定边坡:
风化强烈段采用骨架植草防护,风化较弱段采用挂铁丝网喷混基材植被防护。
(4)支挡工程
为收缩填方坡脚,减少占地或加强陡坡路堤稳定性,设置挡土墙。
对于山体斜坡段,主要采用M7.5浆砌片石仰斜式挡墙收缩坡脚;对于过城镇及互通立交范围,主要采用包裹式加筋式挡墙,墙面坡率1:
0.5~1:
0.75,可植草绿化。
(5)软土路基
1)一般填方路段处理措施:
1软土层厚度D<3m时,采取挖除换填碎石土或隧道弃渣处理;
2软土层厚度D>3m时,如软土排水性较好,压缩性较低,计算沉降量小于30cm的路段采取填土预压处理;反之,则采取袋桩砂井填土预压的处理
2)桥头、涵洞、通道基底以及路基拼宽路段:
1软土层厚度3mc”9m采取水泥搅拌桩加固地基处理;
2软土层厚度9m 以处理桥头1200m212m深软土与水泥搅拌桩比较: (a)水泥搅拌桩,间距1.2m,水泥搅拌桩总长15210m单价29元/m,共需441090元;(b)TC桩,间距1.4m,总长9900m单价44元/m,共需435600元。 有关TC桩详细技术资料见附件。 3软土层厚度D>20m采取预应力砼管桩(PHCB)处理,主要应用于小林互通内深厚软基。 3)本项目除小林互通外,其它段落软土厚度埋深一般小于12m处理较简 单。 小林互通软土深厚,最深处达34m且桥梁、老路穿插切割路基,连续路基长度较短,处理较复杂。 对于本区软基,结合现状,处理思路主要如下: 优先考虑采用复合地基处理但考虑到复合地基处理造价昂贵,在工期条件允许(路基施工期大于1.5年)下,可考虑采用砂井超载预压处理。 以探孔编号为“BK0+278小林”进行计算,该处软土层底厚25.2m,软土厚度21.8m,采用1.2m间距,26m深砂井预压1年,预压高度5.4m,基准期内沉降值为76cm,工后沉降2.9cm。 小林互通软基处理方案造价比较见附表1。 (6)取土、弃土方案 1)取土本项目桥隧比大,路基填方量较少,隧道弃渣多,且沿线分布有4个既有取土点,均为当地基础建设开山取土形成,目前仍可取土,土质、数量及分布地点可满足路基需求。 全线路基填料以利用挖方及隧道弃渣为主,仅个别段落土方纵向运输困难段需自既有取土场借土。 2)弃土全线有两个特长隧道,隧道两头仅有小段路基,隧道弃渣无法消化,且弃渣远运废弃也相当困难,因此,主要依地形就近弃土。 本次外业调查,根据沿线地形及当地发展现状设置了四个弃土场。 弃土完毕后,需对弃土堆进行复垦或绿化。 2、路面结构 (1)改建路段 本段公路为水泥砼路面,修建于90年代中期,既有路幅宽40n,组成为16m行车道+8m宽中央分隔带+16m行车道。 为确保老路改建基础资料准确,在初步设计检测的基础上,施工图阶段又委托**市交通工程质量监督检查站对老路基层顶面回弹模量、接缝传荷系数及路面结构参数等指标进行了加密检测,并对老路错台及断板情况进行了全面调查,详见《老路改建段病害调查表》。 施工图检测结果与初步设计检测结果主要指标均比较接近,重复性较好。 通过对检测结果的分析,及外业阶段对水泥混凝土路面现状调查,本段水泥混凝土路面的承载能力,接缝传荷能力和表观特性较好。 根据以上检测及调查结果,并结合机场西路已加铺沥青路面段施工方案,本 次改建路面结构采用如下型式: 上面层: 4.5cm厚SBS改性沥青混凝土(AC-16Q下面层: 5.5cm厚中粒式沥青混凝土(AC-20C)调平层: 》8cm的ATB-25沥青碎石调平层老路顶部: 50cm宽APP沥青油毡封缝 (2)新建路段经分析计算,本路段沥青混凝土路面设计年限内一个车道的弯沉设计累计当量轴次为1.99X107次,路面设计弯沉值为0.208mm。 结合《广东省公路路面典型结构应用技术指南》、广清高速公路新华至银盏段路面结构层厚度及进行路面结构分析计算,本项目路面采用如下结构型式: 主线路面结构 上面层: 4.5cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-16C)粘层: 改性沥青防水粘结层 中面层: 5.5cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-20Q粘层: 乳化沥青粘结层 下面层: 8cm厚粗粒式沥青混凝土(AC-25C 下封层: 0.8cmSBS改性热沥青同步碎石下封层 上基层: 18cm4.5MPa水泥稳定级配碎石 下基层: 18cm4.0MPa水泥稳定级配碎石 底基层: 18cm3.5MPa水泥稳定碎石 垫层: 15cm未筛分碎石 匝道路面结构 匝道与主线采用相同的路面结构收费站路面结构 面层: 30cm水泥混凝土 下封层: 0.8cmSBS改性热沥青同步碎石下封层 基层: 20cm4.5MPa厚水泥稳定级配碎石 底基层: 20cm3.5MPa厚水泥稳定级配碎石 (3老路路面加宽过渡方案互通区既有老路加宽段仍采用与原有路面形式相同路面。 对于水泥砼路面: 在既有水泥砼板块加宽侧每40cm进行钻孔设接缝拉杆,然后铺设加宽路面。 新铺水泥路面与既有水泥板之间设1.2m过渡段。 加宽路面采用以下结构型式: 水泥砼老路加宽路面结构 面层: 26cm水泥混凝土 下封层: 0.8cmSBS改性热沥青同步碎石下封层 基层: 20cm4.5MPa厚水泥稳定级配碎石 底基层: 20cm3.5MPal厚水泥稳定级配碎石 互通匝道沥青路面与水泥砼路面在匝道与主线分流鼻端处分界。 对于粤西沿海高速老路路面加宽采用与主线相同结构型式,并于路床顶面及加铺基层顶面分别铺设土工格栅及防裂玻纤格栅后加铺沥青砼面层。 (4)隧道路面 长隧道路面结构(进出洞口300m范围外)采用水泥混凝土路面,其路面结构为: 30cm厚C40混凝土路面 短隧道及长隧道进出洞口300m范围内采用沥青混凝土复合路面结构,其路面结构为: 4.5cm厚中粒式沥青混凝土(AC-16C)+5.5cm厚中粒式沥青混凝土 (AC-20C+1cm橡胶沥青应力吸收层SAMI+玻璃纤维格栅+24cm的C40混凝土面板 (5)桥面铺装 桥面铺装沥青砼面层结构型式为: 4.5cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-16C)粘层: 改性沥青防水粘结层 5.5cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-20C。 桥面防水粘结层: 二阶反应型桥面防水粘结剂 3、路基、路面排水 (1)一般路段路基排水路基排水系统由边沟、排水沟、截水沟、急流槽、天然河沟等组成。 1)、路堤边沟: 山区段填方路基一般均设置80X60浆砌矩形边沟;对于平原区部分排水困难的路段以及互通立交区匝道圈内,采用浅碟形生态边沟。 2)、路堑边沟: 沿线采用三种型式路堑边沟: 1山前平原区,路基平挖或浅挖且挖方路段短、汇水面积较小的土质路段采用浅碟生态型边沟(B式); 2微丘区: 对于地形稍有起伏,土质或全风化岩石挖方且汇水面积较大段主要采用浅蝶型暗埋盖板边沟(C式); 3山岭区: 对于挖方较深、汇水面积大的岩质路段,采用盖板式明沟(A式),盖板设计成能承受车辆荷载; 3)、截水沟: 路堑顶部及边坡平台设置截水沟,平台截水沟尺寸40X40cm;山坡截水沟尺寸60X50cm; 4)、急流槽及排水沟: 填方边坡汇流出口、填挖交界纵坡比大于1: 5段、中央分隔带超高段集水井横向排水管出口填方侧设置急流槽;边沟或截水沟连接自然沟段设置排水沟或急流槽。 排水沟尺寸一般采用80X80cm.。 5)、路基排水原则上不与农田灌溉、鱼塘相干扰。 (2)一般路段路面排水 1)填方路段: 路面排水采用设置路缘石拦水带集中汇流至路缘石开口处,经边坡急流槽排至路堤边沟,边坡急流槽沿路线纵向每40m设置一道; 2)挖方路段: 路面水由路拱自然漫流至边沟,汇入填方路堤边沟由排水沟或急流槽引入到路基范围以外。 (3)土路肩排水 一般填方路段: 每50cm(缘石长度)设置横向©40mmPV管;一般挖方路段: A型边沟挖方路段设置纵向碎石盲沟,每2m设置©50mmPV横向排水管;B型及C型边沟挖方段每50cm(缘石长度)设置横向©40mmPV管。 (4)中央分隔带排水 对中央分隔带内部积水,设置碎石盲沟,并通过©100mn双壁波纹管横向排 出,横向排水管间距每40m设置一道,水流通过边坡急流槽排入路堤边沟。 (5)超高路段排水 为防止超高路段外幅路面水横向漫流穿过内幅路面,在与超高段外幅路面相连接的中央分隔带内设置混凝土纵向排水沟,将路面水汇集于集水井中,通过横向排水管,引排至边沟或排水沟内,集水井每30〜50m设置一个;其它排水系统同正常路段。 (三)桥涵设计 1、工程概况 全线共设特大、大桥17759.2m/10座,涵洞16道。 桥梁根据上部结构主要划分为装配式预应力混凝土连续箱梁、预应力混凝土现浇箱梁、变截面混凝土连续刚构。 本次交工范围内包括特大桥3807m/2座,大桥1059.6m/3座。 2、主要技术指标 (1)设计荷载: 公路—I级。 (2)桥面宽度: 与路基同宽,2X(0.25+11.5+0.5)m,上下
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