張承高速崇禮至承德界段主線工程設(shè)計(jì)

王 勇

（張家口市公路管理處，河北 張家口 075000）

1 工程概述

本項(xiàng)目起于張家口崇禮縣城北，在太平莊東南側(cè)與張承高速張家口至崇禮段（一期）終點(diǎn)相接，路線大致為西南—東北走向，沿省道張沽線東側(cè)走廊布線，過下白旗東至南山窯東，過清三營東至清六營北，設(shè)隧道穿越樺皮嶺，至老虎溝村東北再折向東北，經(jīng)西壩西，向北在西辛營和東辛營之間穿過，然后向東北經(jīng)黑土洼村東至東灘村，之后轉(zhuǎn)向東，在小河子和石頭城之間經(jīng)過，在沽源縣城南，繼續(xù)向東過學(xué)堂營子村北，經(jīng)西廠村南至路線終點(diǎn)沽源小二號村北的張家口承德市界，與張承高速公路承德段相接。

本項(xiàng)目采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路線起點(diǎn)至二秦樞紐互通段，設(shè)計(jì)速度為80km/h，路基寬度為24.5m；二秦樞紐互通至終點(diǎn)，設(shè)計(jì)速度為100km/h，路基寬度為26m。汽車荷載等級采用公路—Ⅰ級。

本項(xiàng)目含大橋6 045.12m/15座，中橋1 478.2m/29座，隧道5 130m/4座，互通式立交4處，完善一期崇禮北互通1處、分離式立交6座、服務(wù)區(qū)2處、養(yǎng)護(hù)工區(qū)2處、收費(fèi)站4處。

2 路線設(shè)計(jì)

路線平曲線最小半徑為1 100m，平曲線最短長度為742.1m，同向曲線間最短直線長度為955.8m，反向曲線間最短直線長度為282.8m，最大直線長度為3 098.2m，路線縱斷面最短坡長為255m，最大縱坡坡度為4%，凸形豎曲線最小半徑為12 000m，凹形豎曲線最小半徑為8 000m，路線技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求[1]。具體設(shè)計(jì)要求如下。

（1）K77+477～K77+822段結(jié)合防洪和通行要求進(jìn)行構(gòu)造物設(shè)置，適當(dāng)降低了路基高度。

（2）部分S形曲線經(jīng)過調(diào)整緩和曲線長度，A值之比皆小于1.5。較長的連續(xù)上坡路段，宜將最陡的坡段設(shè)置在下部，接近坡頂?shù)目v坡宜適當(dāng)放緩。長直線不宜與陡坡或半徑小且長度短的豎曲線組合。在小半徑選用時要特別注意兩點(diǎn)：一是要慎重采用長直線接小半徑的組合；二是要避免長陡坡接小半徑的組合。

（3）所有S形圓曲線經(jīng)過調(diào)整加入了緩和曲線，取消了徑向相連。

（4）通過前后移動變坡點(diǎn)以降低該段填高。

（5）K133+535前坡度適當(dāng)加大，降低了該段填高。

（6）在縱坡較大處，其上、下行車道采用不同的超高值。下坡與平曲線組合在一起時，若坡度大于3%，對平曲線超高予以加強(qiáng)，以保證貨車的安全行駛。超高值可按公式Emin=E+(g+E)/6計(jì)算，其中：g為縱坡值（%）；E為一般超高值。

（7）橋上避免設(shè)凹形豎曲線，特大橋和大橋不宜做成平坡橋，最低點(diǎn)更不應(yīng)設(shè)在橋梁上。

（8）隧道內(nèi)的縱坡坡度應(yīng)控制在0.3%～3%之間。

（9）鄰接收費(fèi)廣場的路段，縱坡應(yīng)平緩，不得以較大的下坡緊接收費(fèi)廣場。下坡緊接收費(fèi)廣場的，縱坡不宜大于2.5%，特殊困難地段不應(yīng)大于3%。

3 主體工程

路基、路面、排水防護(hù)、橋梁涵洞、隧道構(gòu)造物工程除滿足規(guī)范要求外，還應(yīng)針對本工程特點(diǎn)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

（1）對有中～強(qiáng)濕陷性黃土狀土的路段采用強(qiáng)夯處理方案，其余路段可采用沖擊壓實(shí)。

（2）地面橫坡陡于1∶2.5的填方路基，應(yīng)計(jì)算路堤的整體穩(wěn)定性，并按特殊路基設(shè)計(jì)[2]。

（3）K71+784和K72+056處為泥石流易發(fā)路段，應(yīng)按工點(diǎn)設(shè)計(jì)，攔水壩基礎(chǔ)埋置深度通過計(jì)算確定，一般應(yīng)設(shè)置于穩(wěn)定的基巖中。

（4）K63+700處為滑坡路段，應(yīng)增加抗滑擋墻與框架錨桿。對滑坡路段與深挖方（邊坡高度大于30m）路段應(yīng)出工點(diǎn)設(shè)計(jì)圖，標(biāo)示出鉆孔及其巖性特征，并驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性。

（5）瀝青路面面層下設(shè)級配碎石上基層，碎石應(yīng)采用硬質(zhì)巖石，如輕微風(fēng)化的安山巖，凝灰?guī)r等。

（6）超高路段外側(cè)路面的水通過中央分隔帶水槽直排入內(nèi)側(cè)路幅，排水槽縱向間距不宜大于5.0m，處于凹形豎曲線底部時，還應(yīng)適當(dāng)加密。

（7）橋墩系梁、橋臺承臺及擴(kuò)大基礎(chǔ)底埋置深度應(yīng)在凍深以下0.25m。

（8）輕型、薄壁式橋臺高度應(yīng)大于4.5m，臺身應(yīng)加強(qiáng)。

（9）橋墩蓋梁橫向加長，預(yù)留50cm擋塊位置。

（10）對于多聯(lián)橋應(yīng)盡量減短單聯(lián)長度。

4 路線交叉

匝道與被交路相接的一側(cè)應(yīng)做好平面交叉的渠化設(shè)計(jì)，考慮左轉(zhuǎn)車輛行駛順適，宜采用水滴形分隔島，在右轉(zhuǎn)交通量較大且采用較大的轉(zhuǎn)彎平曲線半徑時，宜設(shè)置三角形的導(dǎo)流島。為使右轉(zhuǎn)車輛加速時不過多影響直行車輛的行駛速度，應(yīng)在被交路增設(shè)加減速分流車道。匝道與被交路相接的轉(zhuǎn)彎半徑不得小于15.0m。

5 安全設(shè)施

5.1 標(biāo)志

標(biāo)志的總體布局首先應(yīng)考慮與高速公路網(wǎng)、國省道、城市進(jìn)出口主干道的協(xié)調(diào)與聯(lián)絡(luò)，充分考慮與周邊路網(wǎng)公路的銜接與過渡，標(biāo)志設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、原則、規(guī)格與風(fēng)格應(yīng)保持一致性。交通標(biāo)志應(yīng)包括高速公路入口預(yù)告標(biāo)志、出口預(yù)告及指示標(biāo)志、服務(wù)區(qū)預(yù)告標(biāo)志、分車道限速標(biāo)志、地點(diǎn)距離標(biāo)志、車距確認(rèn)標(biāo)志、指路標(biāo)志、限高標(biāo)志、禁入標(biāo)志、公益標(biāo)志、旅游標(biāo)志和收費(fèi)站前設(shè)置超寬車道等標(biāo)志。交通標(biāo)志應(yīng)正確、完整、明晰、醒目地向道路使用者傳遞信息，信息量充足且不過載，保持信息的系統(tǒng)性、連貫性。

交通標(biāo)志的設(shè)置以不熟悉本項(xiàng)目高速公路的外地使用者為對象，通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置保證交通安全、暢通、有序和便捷。設(shè)置服務(wù)區(qū)標(biāo)志時，盡可能提供前方多個服務(wù)區(qū)的信息情況，使車輛一進(jìn)入高速就能了解前方設(shè)施，增加司乘人員的可選性，并合理安排加油、休息等設(shè)施。

每個互通之間采用前方三個出口滾動預(yù)告的方式和每30km左右再設(shè)置一處以前方主要城市或道路為信息的地點(diǎn)距離標(biāo)志。

應(yīng)根據(jù)道路設(shè)計(jì)速度、道路環(huán)境等因素綜合確定限速值，并考慮分車道、分車型限速，以降低車道的速度差，規(guī)范車輛行駛，形成平穩(wěn)車流，降低事故發(fā)生率。對于交通復(fù)雜路段、互通出入車道距離較短路段，應(yīng)視具體情況采取降低限速值或其他警示措施。行車道限速標(biāo)志應(yīng)充分利用上跨橋梁，附著在主線下穿分離式立交以及天橋上，以降低造價。

高速公路主線標(biāo)志采用一級(鉆石級)反光膜，被交路標(biāo)志采用二級(高強(qiáng)級)反光膜。標(biāo)志板均采用3mm厚鋁合金板制成。支撐件采用熱浸鍍鋅材料。以柱式及懸臂式為主，流向復(fù)雜時采用門架式。大跨度門架結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮節(jié)省鋼材，以桁架結(jié)構(gòu)為主。鋼構(gòu)件以Q235材料為主。

5.2 標(biāo)線

標(biāo)線的作用是管制和引導(dǎo)交通，確保車流分道行駛，指引車輛駛?cè)胝_的車道，減少交通事故的發(fā)生。標(biāo)線包括車道邊緣線、車道分界線、斑馬線、車距確認(rèn)標(biāo)線和減速標(biāo)線等?？紤]到夜間和霧天較多的情況，標(biāo)線視認(rèn)效果較差，應(yīng)設(shè)置突起路標(biāo)，但考慮到冬季有一定降雪，為減少除雪的困難，只在隧道內(nèi)和一些交通流量較大、車輛交織較多的路段的車道邊緣線外側(cè)設(shè)置突起反光路鈕。

在半徑較小的凹形豎曲線底部、長下坡的底部、隧道進(jìn)出洞口的路段等處設(shè)彩色防滑標(biāo)線。在收費(fèi)廣場、互通立交、服務(wù)區(qū)、出口處設(shè)置減速標(biāo)線。在互通立交、服務(wù)區(qū)加速車道終點(diǎn)前及減速車道起點(diǎn)前分別設(shè)置導(dǎo)向箭頭，用以指導(dǎo)車輛轉(zhuǎn)換車道。

收費(fèi)島島頭設(shè)置黃黑相間的立面標(biāo)記，收費(fèi)島迎車流方向應(yīng)設(shè)地面標(biāo)線并配以定向反光突起路標(biāo)，島頭設(shè)置一組防撞消能桶。高速公路天橋的中墩、邊墩上設(shè)置立面標(biāo)記。

5.3 護(hù)欄

在綜合分析公路線形、設(shè)計(jì)速度、運(yùn)行速度、運(yùn)營車輛等因素的基礎(chǔ)上，根據(jù)車輛駛出路外有可能造成的交通事故等級，選用具有合適碰撞能量的護(hù)欄。根據(jù)道路路側(cè)危險(xiǎn)程度分析，合理布設(shè)護(hù)欄，危險(xiǎn)度高的路段，設(shè)置剛性護(hù)欄，危險(xiǎn)度小的路段，設(shè)置半剛性護(hù)欄或不設(shè)護(hù)欄。

鋼筋混凝土護(hù)欄雖然對事故車輛和人員的損害較大，但可以避免事故車輛沖出路外造成二次事故。因此，參照以往河北省護(hù)欄設(shè)置要求以及現(xiàn)場實(shí)際情況，在大、中橋及高填方路段的路側(cè)以及起點(diǎn)至東灘樞紐段中央分隔帶，應(yīng)布設(shè)鋼筋混凝土護(hù)欄。選用耐久且自潔性好的材料用于護(hù)欄防腐。對于水泥混凝土護(hù)欄的防腐，推薦“LH101（滲透）+LH309（底漆）+LH303（外涂）”基本組合方案。起點(diǎn)至東灘樞紐段中央分隔帶采用F型SAm級預(yù)制鋼筋混凝土護(hù)欄。東灘樞紐至終點(diǎn)段采用SBm級三波鋼護(hù)欄。橋涵路段采用F型SAm級現(xiàn)澆鋼筋混凝土護(hù)欄。互通立交雙向匝道中央，設(shè)置整體式F型Am級預(yù)制鋼筋混凝土護(hù)欄，并應(yīng)與雙向匝道橋梁護(hù)欄相統(tǒng)一[3]。

超高路段，中央混凝土護(hù)欄應(yīng)沿合成坡方向設(shè)計(jì)過水洞槽。

在路基填方高度小于3m（路肩至自然地面的高度差）或長度超過50m的挖方路段，一般不設(shè)護(hù)欄。但在路側(cè)安全凈區(qū)內(nèi)設(shè)有車輛不能安全穿越的障礙物（如標(biāo)志立柱、電力塔桿、監(jiān)控外場設(shè)備、上跨橋墩臺等）時，設(shè)置A級二波鋼護(hù)欄（Gr—A—4E）予以保護(hù)。護(hù)欄段最小長度不應(yīng)小于70m。不設(shè)護(hù)欄的路段，路側(cè)應(yīng)設(shè)置輪廓標(biāo)，其邊溝應(yīng)采用寬淺式或加蓋帶泄水槽的蓋板。

在路基填方高度3≤h＜6m（邊坡坡度為1∶1.5）的路段，設(shè)A級二波鋼護(hù)欄（Gr—A—4E）。在路基填方高度6≤h＜8m（邊坡坡度為1∶1.5）的路段或擋土墻高度2≤h＜4m（邊坡陡于1∶1.5）的路段，設(shè)A級二波鋼護(hù)欄（Gr—A—2E）。在路基填方高度8≤h＜12m（邊坡坡度為1∶1.5～1∶75）的路段或擋土墻高度4≤h＜6m（邊坡陡于1∶1.5）的路段，設(shè)SB級三波鋼護(hù)欄（Gr—SB—2E）。在路基填方高度h≥12m（邊坡坡度為1∶1.5～1∶1.75）的路段或擋土墻高度h≥6m（邊坡坡度＜1∶1.5）且長度大于30m的路段，在陡坡急彎路段彎道外側(cè)以及在避險(xiǎn)車道的兩側(cè)及終端，設(shè)置加強(qiáng)型SA級現(xiàn)澆混凝土護(hù)欄和座椅式混凝土基礎(chǔ)?，F(xiàn)澆混凝土護(hù)欄每20m設(shè)一道伸縮縫，每4m設(shè)一道假縫，伸縮縫應(yīng)與擋土墻沉降縫在同一位置。超高路段應(yīng)在混凝土護(hù)欄底部預(yù)留泄水孔?；炷磷o(hù)欄的最小設(shè)置長度為40m。

5.4 隔離柵

為了防止行人、牲畜等進(jìn)入高速公路，應(yīng)采用隔離設(shè)施封閉高速公路，防止行人、非機(jī)動車、牲畜等闖入，還可防止公路用地被非法侵占。除有天然屏障的路段外，在高速公路兩側(cè)地界處都應(yīng)設(shè)置隔離柵。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和美觀性相結(jié)合的原則，設(shè)置刺鋼絲或焊接網(wǎng)。在互通區(qū)、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站以及本路沿線人口密集、對景觀要求較高的路段，采用美觀牢固的焊接網(wǎng)隔離柵；村鎮(zhèn)附近路段可設(shè)置隔離墻；其他路段采用刺鋼絲隔離柵。

焊接網(wǎng)隔離柵由網(wǎng)片、立柱、斜撐等構(gòu)件組成，所有鋼構(gòu)件均采用先鍍鋅再鍍塑的防腐處理措施，顏色為綠色。根據(jù)氣候條件，可采用雙層防腐措施，即先鍍鋅、再浸塑。

6 公用設(shè)施

各站區(qū)內(nèi)均需設(shè)置自備水井、鍋爐房和變電所，提供給水、采暖和供電需要。上述設(shè)施可在服務(wù)區(qū)單側(cè)設(shè)置，另一側(cè)可由管道輸送；各站區(qū)職工洗浴用水可采用集中式太陽能加熱，以實(shí)現(xiàn)“資源節(jié)約”及“經(jīng)濟(jì)合理”。

為滿足一級負(fù)荷要求，各站區(qū)分別設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源，滿足生產(chǎn)和生活應(yīng)急用電需要。為保證重點(diǎn)路段夜間行車安全，在各服務(wù)區(qū)停車場、收費(fèi)站收費(fèi)廣場設(shè)置高桿燈或低桿燈，提供各自場地照明。為節(jié)約能源，高桿燈可考慮分級控制。

7 結(jié)語

該段工程設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過專家多次論證、修改，形成統(tǒng)一意見，認(rèn)為該方案科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理可行，對同類工程有參考價值。

[1]JTG D20—2006，公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]JTG F10—2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG D80—2006，高速公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].