唐爽路東延新建工程路線方案的比選與設(shè)計(jì)

王剛

（玉田縣交通運(yùn)輸局地方道路站，河北 唐山 06300）

0 引言

唐爽路是豐南區(qū)綜合交通專項(xiàng)規(guī)劃（2019年—2035年）中的重要干線公路，該路西起唐坊鎮(zhèn)，東至小集鎮(zhèn)，是豐南區(qū)中部重要的聯(lián)絡(luò)線，沿途溝通了縣道邱柳線、國(guó)道G112 線、省道豐堿線、鄉(xiāng)道胥澗線、省道唐曹公路、省道大堿線、縣道于唐線等多條干線公路，目前唐爽路東端止于騷古莊村南，處于斷頭狀態(tài)，限制了唐爽路的服務(wù)范圍。本項(xiàng)目起點(diǎn)緊鄰瑞豐鋼鐵公司，是服務(wù)瑞豐鋼鐵及周邊村鎮(zhèn)的主要道路，向東延伸至大李線，進(jìn)而可與在建秦唐高速實(shí)現(xiàn)對(duì)接，打造豐南區(qū)東部新的出口通道，對(duì)助力沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。

1 路線方案選擇的原則

（1）本著美化環(huán)境，少占耕地，節(jié)約用地，方便出行的原則[1]。

（2）符合公路的總體走向，能與區(qū)域內(nèi)相關(guān)路網(wǎng)有效銜接，從而形成合理的路網(wǎng)。

（3）符合沿線各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總體規(guī)劃需要及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

（4）避免線位上發(fā)生沖突，現(xiàn)有道路要與區(qū)域內(nèi)涉及到的鐵路、高壓線相協(xié)調(diào)。

2 選線主要的影響因素

（1）交通量的影響

交通量的大小直接影響著路基路面的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)交通量的預(yù)測(cè)，從而確定道路的等級(jí)。本文中交通量采用“四階段法”的預(yù)測(cè)方法，通過(guò)對(duì)擬建項(xiàng)目所在路網(wǎng)的詳細(xì)研究，根據(jù)交通量調(diào)查資料確定的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，全段特征年交通量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 特征年交通量預(yù)測(cè)結(jié)果 單位：車輛/日

（2）行車速度的設(shè)計(jì)影響

在道路平縱橫的設(shè)計(jì)中，行車速度設(shè)計(jì)是重中之重，在設(shè)計(jì)行車速度時(shí)，不僅要考慮路線人、車的流量及周邊存在哪些基礎(chǔ)設(shè)施等因素，而且對(duì)所經(jīng)區(qū)域的地質(zhì)、水文及氣候等外部環(huán)境因素也要同時(shí)考慮[2]。

（3）地形、地質(zhì)條件的影響

唐山市地處燕山榴皺帶，在內(nèi)外應(yīng)力作用的長(zhǎng)期影響下，地貌具有明顯的分帶性，地勢(shì)由東北向西南平緩傾斜，形成北丘、南洼、中部平原的格局。本項(xiàng)目線路基本處于平原地帶。境內(nèi)斷層較多，可歸并為東西向、北北東向、北北西向三個(gè)系統(tǒng)。主要為八里莊斷層、夏莊子和唐山新區(qū)三里屯斷層、豐潤(rùn)斷層。

路線所在區(qū)屬華北地震區(qū)地震活動(dòng)較強(qiáng)烈部位。地震活動(dòng)對(duì)路線所在區(qū)的區(qū)域穩(wěn)定性影響較大。據(jù)記載，從1562 年至1976 年，發(fā)生里氏5 級(jí)以上地震共13 次，震中多數(shù)在漆縣、唐山、豐南一帶。在唐山及其周圍的寧河、深縣多次發(fā)生6 級(jí)以上地震，在項(xiàng)目區(qū)發(fā)生的地震主要是1976 年唐山發(fā)生的里氏7.8 級(jí)強(qiáng)烈地震，項(xiàng)目區(qū)地震破壞較大，許多房屋建筑倒塌，農(nóng)田被毀。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015） 該區(qū)地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.2[3]。

3 路線方案的比選

本項(xiàng)目起點(diǎn)與現(xiàn)狀道路順接，起點(diǎn)方案明確，選線過(guò)程中針對(duì)終點(diǎn)方案的不同，提出了兩個(gè)備選方案，現(xiàn)分別敘述如下：

方案Ⅰ：路線起于騷古莊村南與現(xiàn)狀唐爽路順接，向東北跨越沙河，繼續(xù)向東過(guò)油房莊南、輝坨北、錢莊北、董莊子南、杜林南，終點(diǎn)與大李線相交，路線全長(zhǎng)約9.03km。

方案Ⅱ：路線起于騷古莊村南與現(xiàn)唐爽路順接，向東南由北田莊和北韓莊之間穿過(guò)后跨越沙河，繼續(xù)向東過(guò)小北柳河南，終于爽坨西與大李線相交。路線全長(zhǎng)8.3km。

兩個(gè)方案均符合唐爽路東延項(xiàng)目的整體走向，具體指標(biāo)上各有優(yōu)缺點(diǎn)。下面從路線走向、線形技術(shù)指標(biāo)、工程規(guī)模及投資估算等幾個(gè)方面對(duì)兩個(gè)方案做綜合比較。

3.1 路線方案的對(duì)比分析

根據(jù)以上提出的兩個(gè)方案，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，進(jìn)行了深入研究，結(jié)合圖1把兩個(gè)方案存在的問(wèn)題進(jìn)行了對(duì)比，見(jiàn)表2。

3.2 主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析

公路工程的技術(shù)指標(biāo)會(huì)影響公路的行車安全和運(yùn)營(yíng)成本，相關(guān)規(guī)范要求最大縱坡小于6%，最小圓曲線半徑一般大于400m。針對(duì)提出的兩個(gè)路線方案，對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比[4]，見(jiàn)表3。

表3 主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表

從表3 可以看出，方案Ⅰ主線最小圓曲線半徑為1 000m，主線最大縱坡為1.5%，方案Ⅱ全線最小圓曲線半徑為500m，最大縱坡為2%，兩種方案線形指標(biāo)均能滿足60km/h 的設(shè)計(jì)速度要求。相關(guān)規(guī)范中指出，最大縱坡越小越好，最小圓曲線半徑則是越大越好，由此從兩個(gè)方案的線形指標(biāo)上分析方案Ⅰ線形指標(biāo)更高。

3.3 工程規(guī)模對(duì)比分析

根據(jù)以上提出的兩種方案，對(duì)該項(xiàng)目的主要工程數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算，見(jiàn)表4。

表4 主要工程數(shù)量表

從表4可以看出，方案Ⅰ建設(shè)里程9.03km，全線共計(jì)填筑山皮石的數(shù)量為105.7km3，預(yù)制箱梁大橋907m/1座，涵洞168m/12道。方案Ⅱ建設(shè)里程8.3km，全線填筑山皮石的數(shù)量是98.2km3，預(yù)制箱梁大橋757m/1 座，預(yù)制T 梁59m/1 座，涵洞210m/15 道。方案Ⅱ與方案Ⅰ相比，施工中涉及的橋梁和涵洞更多，大幅增加了施工難度，從工程規(guī)模和施工難易程度上考慮方案Ⅰ優(yōu)于方案Ⅱ。

3.4 投資估算對(duì)比分析

根據(jù)以上提出的兩個(gè)方案，對(duì)本項(xiàng)目的兩個(gè)備選方案進(jìn)行了估算編制，投資估算采用《公路工程估算指標(biāo)》（JTG/T 3821—2018）中的相關(guān)指標(biāo)。估算中以數(shù)量乘以單價(jià)計(jì)價(jià)的分項(xiàng)工程，其單價(jià)均參考相似公路項(xiàng)目的施工圖預(yù)算結(jié)果，以綜合單價(jià)取定，詳見(jiàn)表5。

表5 投標(biāo)估算一覽表

從表5 可以看出，由于方案Ⅰ的路線比方案Ⅱ要長(zhǎng)，所以平均每公里的造價(jià)要高于方案Ⅱ。如果不考慮路線的線型和其他因素的影響，只從平均每公里造價(jià)進(jìn)行考慮，則方案Ⅱ要優(yōu)于方案Ⅰ。

根據(jù)兩個(gè)方案從路線的線形、工程規(guī)模及投資估算的綜合情況考慮，項(xiàng)目部決定采用方案Ⅰ進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。

4 方案的設(shè)計(jì)實(shí)施

擬建路線起于騷古莊村南與現(xiàn)狀唐爽路順接，向東北跨越沙河，終點(diǎn)與大李線相交，路線全長(zhǎng)約9.03km，路基寬12m，Ⅱ級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)。該工程主要包括挖石方42.4km2：填山皮石105.7km3，路面73.17km2，橋梁907m/1 座，涵洞168m/12 道，平面交叉口處1 道，交通安全設(shè)施29.03km，包括交通標(biāo)志、標(biāo)線、護(hù)欄等。全線均采用瀝青混凝土路面。

4.1 路基橫斷面確定

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 801—2014），結(jié)合交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，本次路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)如下：1.5m 土 路 肩 +1m 硬路肩+2×3.5m 行 車 道 +1m 硬路肩 +1.5m土路肩，路面橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。

4.2 路基處理及路面工程

一般路段路基清表后填筑山皮石，邊坡采用包邊土填筑。包邊土采用兩側(cè)邊溝取土。根據(jù)道路的性質(zhì)及所承擔(dān)的功能，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀?、工程地質(zhì)及近年來(lái)的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，參照本區(qū)域同類工程，擬定路面結(jié)構(gòu)組合如表6所示。

4.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目處于平原地區(qū)，地勢(shì)相對(duì)平坦開(kāi)闊，地形條件較好，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG BOl—2014），本項(xiàng)目改造內(nèi)容，地方政府意見(jiàn)和交通量預(yù)測(cè)結(jié)果，維持原有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不變，詳見(jiàn)表3方案Ⅰ。

4.4 橋梁涵洞工程設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)

全線共設(shè)沙河大橋l 座，中心樁號(hào)K2+000，全長(zhǎng)907m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，下部采用柱式墩臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。涵洞12道，涵洞均為圓管涵，圓管采用II混凝土雙筋承插口管，接口采用滑動(dòng)橡膠圈或滾動(dòng)橡膠圈，圓管涵基礎(chǔ)采用C35混凝土，側(cè)墻身翼墻身采用M15漿砌塊石，側(cè)墻基礎(chǔ)采用MIO漿砌片石。涵底承載力不小于150kPa，橋涵與路基同寬。橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路I級(jí)。橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率：大橋1/100、涵洞1/50。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015），地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為8度[5]。

4.5 交叉工程

全線與等級(jí)路平面交叉共設(shè)13 處，其中與Ⅲ級(jí)公路1 處，與Ⅳ級(jí)公路12 處。本項(xiàng)目與沿線相關(guān)道路主要采取平面交叉的方式，一般為加鋪轉(zhuǎn)角和順坡處理。加鋪轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)路基處理方式與主路相同，需達(dá)到壓實(shí)度要求。被交路結(jié)構(gòu)層需要挖除的路段要挖除充分，嚴(yán)格保證新做結(jié)構(gòu)層的厚度。順坡處理的過(guò)程中，應(yīng)處理好主路與被交路橫坡、縱坡之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)合理過(guò)渡，以保證排水順暢及行車安全。

4.6 交通安全設(shè)施

為保證公路運(yùn)行安全、快捷、舒適，交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)非常重要，主要包括：設(shè)置完善的安全、管理、服務(wù)設(shè)施等。

4.7 環(huán)境保護(hù)與景觀設(shè)計(jì)

綠化是道路的重要組成部分，起著保護(hù)環(huán)境、凈化空氣、降噪等作用。本工程根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境選擇合適的樹(shù)種，主要在邊坡種植行道樹(shù)，種植長(zhǎng)度9.03km，共計(jì)8 130棵。

5 結(jié)語(yǔ)

路線方案的比選應(yīng)從方便人們出行、路線技術(shù)指標(biāo)、工程規(guī)模、占地規(guī)模及投資估算等方面進(jìn)行考慮。在選擇路線時(shí)，要充分考慮到交通量的影響、行車速度及地形地質(zhì)方面的影響，從而使公路工程建設(shè)能夠穩(wěn)步進(jìn)行。