兰陵县兰陵路东延设计研究

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:相志华1 郝连刚2 马长明3
[导读] 摘要:兰陵县兰陵路东延工程,京沪高铁二线兰陵站连接线,通过线形、纵横断面设计,结合地形地质等条件,确定最佳设计方案。
        1.临沂市知行交通规划设计有限公司  山东临沂  276000;2.临沂市知行交通规划设计有限公司  山东临沂  276000;3.北京建达道桥咨询有限公司  北京  100000
        摘要:兰陵县兰陵路东延工程,京沪高铁二线兰陵站连接线,通过线形、纵横断面设计,结合地形地质等条件,确定最佳设计方案。
        关键词:高铁站连接线;控制因素;隧道;方案比选
        兰陵县委、县政府《兰陵县县城总体规划(2018-2035)》实施,整体形成“一城、五星、两轴、三片、四节点”的县域空间结构,到2035年,中心城区常住人口59万人,城市建设用地控制在65.5平方公里。
        兰陵县兰陵路东延工程,一级公路,路线全长9.461公里,起点兰陵路与东外环S229线相交处,采用双向六车道公路断面,将承担省域内G206国道中长距离、较高容量的过境交通及地区内部交通,并作为将来京沪高铁二线高铁站连接线,提供较高水平的服务。
 
        1线形方案比选
        线形设计是公路设计的灵魂,对公路工程造价控制、后期管理养护有着更重要的意义。
        过长的直线段,易使驾驶员产生疲劳;曲线部分弯道超高不足,会导致倾覆或其它类型的事故;在圆曲线上横向力的存在,对汽车的安全行驶会产生不利影响;大半径曲线比小半径曲线的事故率低;连续曲线当半径协调时,事故率比不协调时低。
        1.1控制因素:起、终点;高压线塔;兰陵路、东二环路(S229);河流、水库;三峰山;
        1.2方案一:为缩短隧道长度,降低工程造价、施工难度及运营养护费用,将西侧山峰按照挖方处理,可根据5~6级挖方边坡顶的高度将原山顶挖除处理,打造山峰造型,保留“三峰”理念,东侧山峰做隧道,隧道长400m。
        1.2.1优点:隧道长度400m,工程建设规模较小,施工难度小,造价低;隧道大部均处于山体中心,无较大的侧向压力;隧道西侧洞口处山峰主峰北移,在缩短隧道的同时,保留了“三峰”理念;隧道的西侧洞口挖方量大,可为本项目及邻近项目提供大量路基填料及石料。
        1.2.2缺点:本项目需将隧道的西侧洞口处山峰北移,挖方工程量大;对原生态系统和地貌有较大改变。
        1.3方案二:为保护山体生态环境,两个山峰均做隧道,隧道长720m。
        1.3.1优点:未对山体进行大面积开挖,保护了山体生态;与地形相适应,做到了隧道“早入洞、晚出洞”;采用隧道方案穿山,仅隧道进出洞口有新增用地,洞身不占地,故新增用地较少,利于节约土地资源。
        1.3.2缺点:隧道长度720m,工程建设规模大,施工难度大,造价高;隧道的西段处于山体一侧,隧道存在较大的侧向压力;隧道建成后需设置通风系统,后期运营养护费用高;全线无较大挖方,本项目需外借土方量较大。
        经综合论证,采用方案一。
        2纵断面设计
        K0+000~K4+000该段落共设置变坡点4个,最大纵坡2.45%/1处,最小纵坡0.3%,隧道纵坡1%,最小坡长720m,最小竖曲线半径,凸型12000m/1个,凹型10000m/1个。其余路段地势平缓共设置变坡点11个,平均每公里变坡次数2.041次,最大纵坡0.750%/1处,最小纵坡0.3%,最小坡长320m,最小竖曲线半径,凸型20000m/2个,凹型15000m/1个。
        3边坡设计
        3.1当路堤边坡高度H≤10.0m时,边坡坡率采用1∶1.5;当边坡高H>10.0m时,在8米处分级,分级处设2m平台,最上一级坡率采用1:1.5,第二级采用1:1.75,设置1m宽护坡道。
        3.2路堑边坡根据土质、岩石风化程度及岩层走向、地下水发育状况及挖方边坡高度等因素综合确定。当路堑边坡高度H≤10.0m时,土质边坡坡率采用1∶1,石质边坡坡率采用1:0.75当边坡高H>10.0m时,在8米处分级,分级处设2m宽平台,平台上设平台截水沟;边坡坡率依次为1:1和1:1.25或1:0.75和1:1;碎落台宽度设置为2m。
        4路基设计
        4.1低填路段路基:地基天然压实度达不到要求的挖方及低填路段:采用路床超挖换填80cm碎石土(或开山石渣),压实度不小于96%,地下水发育路段,设置渗水盲沟,并与路床碎石层连通。
        4.2半填半挖路基:采用路基基底开挖防滑台阶,土质挖方路床超挖、地面坡度陡于1:5时上下路床底面各设一层土工格栅、地下水发育路段设置盲沟等处理措施。
        5行车道路面结构
        上面层:4cm细粒式SBS改性沥青混凝土(AC-13C);下面层:6cm中粒式SBS改性沥青混凝土(AC-20C);基层:36cm5%水泥稳定碎石;底基层:18cm4%水泥稳定碎石。
        6隧道设计
        6.1主要技术标准一级公路兼具城市道路功能,公路—Ⅰ级,设计时速60km/h;最大纵坡:1%。按Ⅶ度抗震设防,隧道内考虑全部采用甲级防火材料防火,按一级防水要求设计。隧道净宽18.0m=主洞净宽0.75(检修道)+0.50(侧向宽度)+3×3.75(行车道)+1.0m(护栏)+2.5m(非机动)+2.0m(人行道)。隧道净高5.0m。隧道路面10cm改性沥青+24cmC40混凝土复合路面。
        6.3洞门比选
        6.3.1端墙式洞门:适于地形开阔,岩质基本稳定的Ⅰ~Ⅲ级围岩;结构特点:能有效抵抗山体纵向推力。
        6.3.2削竹式洞门:适用于洞口段有较长的明洞衬砌,由于洞门背后一定范围内是以回填土为主,山体的推滑力不大,地形相对比较对称和不太陡峻。特点:a洞口边仰坡开挖量少;b减少对植被的破坏和有利保护环境;
        6.4隧道建筑与景观
        为了消除进出洞时的“黑白效应”,车行隧道两端洞口应设置光过渡遮阳棚。初步按每端80m考虑。同时,人行隧道采用甲级防火材料装修(如搪瓷钢板、微孔吸音钢板)。
        6.5施工工法
        隧道位于Ⅳ级围岩地层(洞口局部为Ⅴ级围岩),结合大跨、超小间距隧道特点,采用稳妥可靠的CRD工法分6步开挖,结合拱部超前预加固。防水应以混凝土自防水为主,柔性防水层为辅,防、排相结合,对变形缝、施工缝特殊部位采用“MC活性粒子材料”进行后注浆密闭防水。隧道法向及中墙对拉锚杆全部采用中空注浆锚杆。二次衬砌全部采用C30防水钢筋混凝土结构。每管隧道内设置有2~3条排水沟,隧道内配有两根消防给水管。每管隧道内均设有消防洞室(每个洞室内配有消火栓、4具手提式干粉灭火器),间距按50m考虑(左右交替布置与逃生通道一致)。隧道内配备两路独立电源。隧道内照明建议采用两条连续光带(起纵向诱导带作业)并按3组分别独立自动控制。洞口段按照60km/h速度设置光过渡段。以消除行车安全隐患。隧道洞口合适位置应设置管理房,并在管理房内设置管理及监控设施。监控内容包括:交通状况、隧道内CO浓度、事故发生地点、车道更换情况等。
        参考文献
        [1]交通运输部《公路工程技术标准》(JTGB01-2014);
        [2]交通运输部《公路路线设计规范》(JTGD20-2017);
        [3]交通运输部《公路路基设计规范》(JTGD30—2015);
        [4]交通运输部《公路隧道设计规范第一册土建工程》(JTG3370.1—2018);
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