龍凌宇

摘 要：總體設計是公路勘察設計的關鍵因素，是設計思想、理念的綜合體現(xiàn)，總體設計思想貫穿于公路勘察設計的全過程，對項目的建設方案發(fā)揮重要的作用和影響。隨著我國公路建設的快速發(fā)展和設計理念的不斷提升，總體設計范圍由高速公路、一級公路擴展到所有等級公路，總體設計的內(nèi)容由強調(diào)工程專業(yè)間的協(xié)調(diào)，擴展到工程與社會環(huán)境的總體協(xié)調(diào)。結(jié)合鹽城至洛陽高速公路宿城至泗洪段的項目特點，介紹本項目的總體設計原則、設計要點，為以后類似高速公路的設計提供了借鑒意義。

關鍵詞：鹽城至洛陽高速公路宿城至泗洪段;總體設計;設計要點

1 概述

鹽城至洛陽高速公路宿城至泗洪段是《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013-2030年）》沈海高速公路（G15）的聯(lián)絡線—G1516鹽洛高速的重要組成部分，同時也是《江蘇省高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2017-2035年）》“十五射六縱十橫”中“橫四線”濱海至泗洪高速公路的重要組成部分。本項目對落實長三角區(qū)域一體化、“一帶一路”等國家戰(zhàn)略，推進淮河生態(tài)經(jīng)濟帶建設，構(gòu)建蘇皖省際快速通道，完善國家高速公路網(wǎng)，助力成子湖片區(qū)扶貧開發(fā)，促進沿線區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要作用。

路線起自宿遷市洋河新區(qū)倉集鎮(zhèn)南與淮徐高速公路交叉處，路線向西南與268省道交叉，經(jīng)宿城區(qū)跨越洪澤湖（宿城區(qū)）重要濕地后進入泗洪縣，在界集和朱湖鎮(zhèn)北跨越洪澤湖滯洪區(qū)（同時跨越徐洪河規(guī)劃Ⅲ級航道），后繼續(xù)向西在泗洪城區(qū)北跨越泗洪經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，止于新?lián)P高速與宿揚高速交叉處泗洪西樞紐。途徑洋河新區(qū)倉集片區(qū)，宿城區(qū)屠園鄉(xiāng)，泗洪縣界集鎮(zhèn)、朱湖鎮(zhèn)、大樓街道、重崗街道。

項目路線全長38.181 km，設計速度120 km/h，全線采用27 m雙向四車道平原微丘區(qū)高速公路標準，全線橋涵設計荷載采用公路—I級，設計洪水頻率特大橋為300年一遇，其他橋涵和路基為100年一遇，路段所在區(qū)域設計基本地震加速度值分別為0.15g和0.2g，抗震設防烈度為7度和8度。

項目建設之初即以高標準、高定位開展設計工作，積極貫徹落實國務院新基建理念，認真組織研究落實交通運輸部交通強國建設工作，堅持綠色交通理念，提出以“生態(tài)敏感區(qū)、滯洪區(qū)國家級高速公路長大橋綠色環(huán)保標桿示范工程”為目標，建成安全耐久、經(jīng)濟生態(tài)、綠色智慧型百年平安品質(zhì)工程。

2 建設條件

項目位于徐淮黃泛沖積平原，地貌單元有崗地和崗間低泛平原兩種。路線所經(jīng)區(qū)域?qū)儆谂瘻貛Ъ撅L氣候區(qū)，全境氣候溫和，四季分明，日照充足，雨量豐沛。年平均氣溫14.1℃。年平均降水量918.0 mm。沿線河流屬淮河水系，河流、湖泊眾多，水系樞紐是洪澤湖。項目區(qū)在地質(zhì)構(gòu)造上屬于蘇魯斷褶帶與郯廬斷裂帶的交界部位，位于揚子斷塊與徐淮斷塊之間。區(qū)內(nèi)斷裂走向主要為北東、北北東向，晚新生代斷塊構(gòu)造活動較為穩(wěn)定。根據(jù)地質(zhì)勘查，公路沿線工程地質(zhì)性質(zhì)以第四系及上第三系沖積、沖洪積的黏性土、砂土為主。

3 項目特點

（1）項目在國高網(wǎng)和省高網(wǎng)中的地位十分重要，建設意義重大，總體方案選擇、線形指標選用及服務設施的設置具有前瞻性。

（2）項目穿越洪澤湖重要濕地（國家級生態(tài)紅線）、徐洪河清水維護通道（省級生態(tài)管控區(qū)），設計時進行充分的生態(tài)選線，結(jié)合環(huán)評專題及批復要求，落實相應環(huán)保措施，在保證項目功能實現(xiàn)的基礎上，做到與生態(tài)共存，實現(xiàn)生態(tài)交通的目標。

（3）項目穿越洪澤湖北岸滯洪區(qū)，路線選線以及縱段斷面設計動態(tài)考慮水利建設對本項目的規(guī)模影響，路線選線時盡量少穿越滯洪區(qū)，結(jié)合洪評專題及批復要求，落實相應水利措施，保障泄洪不受影響，同時滿足項目使用要求。

（4）項目路線終點穿越泗洪經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，城市道路密集，路線落地困難，設計時綜合考慮城市發(fā)展與高速公路的關系，減小高速公路對城市發(fā)展的影響，在該段落采用橋梁方式穿越。

（5）本項目主線有15座橋梁，總長度達到20.1 km，橋梁比達到52.6%，橋梁占比高，在設計階段充分考慮橋梁的標準化、預制化和工廠化，對于特大橋充分考慮特殊氣象條件下的應對措施和營運安全的保障措施。

（6）區(qū)域地震烈度高，沿線廣泛分布膨脹土和液化土，設計時因地制宜根據(jù)地震安評結(jié)論采用合理的抗震措施，同時結(jié)合各路段的特殊性巖土的不同特點采用相應的地基處治方案。

4 總體設計方案

4.1 路線總體布置

本項目選線時，主要考慮水利、環(huán)保以及城鎮(zhèn)規(guī)劃相關因素：路線位于洪澤湖北岸，不可避免的經(jīng)過洪澤湖滯洪區(qū)，應堅持水利選線的原則，同時項目不可避免的穿越了洪澤湖重要濕地（國家級生態(tài)保護紅線），應堅持環(huán)保選線的原則，終點段穿越了泗洪經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，應處理好城市發(fā)展與高速公路的關系。

在項目前期研究階段，結(jié)合本項目功能定位和對水利和環(huán)保的影響，提出了南、北、中三個走廊方案，綜合比選，采用了能夠較好的兼顧項目功能發(fā)揮和對水利、環(huán)保的影響較小的中線走廊方案。

在中線走廊基礎上，結(jié)合項目功能定位、與城鎮(zhèn)規(guī)劃關系，對水利、環(huán)保影響，又擬定了K、A、C共3個路線方案。經(jīng)綜合比選，方案C穿越了成子湖，方案A穿越滯洪區(qū)和洪澤湖濕地里程較長，最終推薦采用對水利、環(huán)保的影響最小，且對沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)帶動作用最好的K線方案作為本項目的實施方案。

4.2 路線指標的總體運用

項目全線均位于平原區(qū)，路線在泗洪經(jīng)濟開發(fā)區(qū)利用規(guī)劃預留線位穿越，其余段落除鄉(xiāng)鎮(zhèn)和中心村，村民房屋基本散布于田間地頭，因此路線平面布設在避讓集中居住區(qū)以減少拆遷的基礎上，平面指標的采用有較大的空間，平面指標的高低對拆遷工作量和工程規(guī)模并不敏感。因此，本項目平曲線指標均采用了半徑大于5 500 m的平曲線，滿足公路不設超高最小半徑的要求。

項目平面線形以曲線為主。設計路線全長38.181 km，共設置平曲線12個，曲線長占路線總長65%;最小平曲線半徑5 500 m，最大平曲線半徑7 000 m;平曲線最小偏角8°35′20″;最大直線長度3 203.207 m。

項目縱面指標根據(jù)計算行車速度和沿線地形而言，本項目縱面指標的采用應滿足視覺所需要的最小豎曲線半徑值，即：全段凹型豎曲線半徑不小于12 000 m，凸型不小于20 000 m;最小豎曲線長度≥400 m;反向豎曲線之間直線長度≥100 m，同向豎曲線之間直線長度≥300 m，或采用豎曲線直接相接。互通范圍內(nèi)主線最大縱坡≤2%;凸型豎曲線半徑不小于23 000 m，樞紐互通區(qū)域凸型不小于29 000 m。

同時注意全線平縱指標的均衡連續(xù)性，確?！捌桨Q”，以獲得舒適的立體線形。本項目全線縱面設計最大縱坡為2.31%，最短坡長為375 m，縱坡變更次數(shù)平均為1.67次/km。凸型豎曲線最小半徑為20 000 m，凹型豎曲線最小半徑為12 000 m，豎曲線長度占路線總長度的66.08%。

4.3 路基總體設計

一般路基填筑方案采用省內(nèi)較成熟的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)交通量預測及計算結(jié)果，主線、定向、半定向匝道為重交通等級，匝道為中等交通，路床厚度均采用80 cm。填料為粘性土時，路床摻7%石灰處治，填料為粉土時，摻4%石灰+3%水泥處治;路基底部40 cm摻5%石灰處治，中部填料全摻4%石灰處治。一般路段清表15 cm后翻松25 cm摻5%石灰處理。填高H≤2.5 m的中等膨脹土路段，清表后超挖25 cm，再進行翻松25 cm摻5%石灰處理。路基壓實度要求：路床壓實度≥96%，上路堤≥94%，下路堤≥93%。

針對項目沿線廣泛分布的砂土、膨脹土狀況，設計過程中綜合考慮相關因素，優(yōu)選處治措施：對于砂土液化采用十字共振法進行處理，膨脹土路段根據(jù)填高、膨脹等級確定處理方案，對于填土高度≤2.5 m的中等膨脹土路段，原地面清表后超挖25 cm，之后進行翻松25 cm摻5%石灰處理。填料為弱膨脹土時，摻灰后消除膨脹性（要求處理后漲縮總率小于0.7%）后可用于路基填筑，中等膨脹土填料摻灰消除膨脹性后可用于路床以下路堤部分的填筑，禁止用于路床填筑。

項目強化生態(tài)、環(huán)保、綠色設計，有效減少硬質(zhì)防護，在一般段落采用“邊建邊綠”秸稈纖維簾設計方案，填土高度H≤3 m路段，采用秸稈纖維簾方案;填土高度H>3 m路段，采用預制砼襯砌拱方案，拱圈內(nèi)鋪設秸稈纖維簾。互通區(qū)內(nèi)部結(jié)合地形景觀整治放緩邊坡，采用噴播植草方案，不設硬質(zhì)防護。

4.4 路面總體設計

路面設計根據(jù)本省已建項目情況，結(jié)合本項目沿線料場的情況以及路線方案進行精細化設計，綜合確定路面結(jié)構(gòu)類型如下：主線面層采用4 cmSMA-13S+6 cmSUP-20+8 cmSUP-25結(jié)構(gòu)，所有匝道均采用三層瀝青面層，定向、半定向匝道路面總厚度與主線一致，為72 cm，一般匝道基層厚度減薄2 cm，總厚度70 cm，被交路一、二級公路及支線上跨接線均采用與主線一致的SMA-13S+SUP結(jié)構(gòu)。橋面鋪裝采用熱噴SBS改性瀝青+撒布碎石，橋面及搭板鋪裝前均采用真空拋丸技術處理，后期結(jié)合科研成果對方案進行優(yōu)化。收費站過渡段根據(jù)后期最新成果進行調(diào)整，起點淮徐高速采用開挖臺階、鋪設聚酯玻纖布等搭接形式，在新舊搭板連接處鋪設聚酯玻纖布以減少裂縫。終點順接宿揚高速，采用分段加鋪方式過渡，抬高高度≤10 cm的路段，原地面銑刨4 cm后進行分層加鋪。

4.5 橋梁總體設計

全線共設置橋梁39座，包括特大橋3座，大橋16座，中橋20座;其中主線橋梁15座，互通匝道橋23座（含拼寬橋梁3座），支線上跨橋1座，主線橋梁占比達到52.7%。根據(jù)本項目的特點，結(jié)合省內(nèi)的成功經(jīng)驗，采用了以下設計方案：

①對于常規(guī)橋梁上部，一般采用預制裝配式結(jié)構(gòu)。其中跨徑在20 m以下時，采用空心板;跨徑大于20 m時，采用組合箱梁。對于空心板，單孔跨徑一般不小于13 m，橋梁總長不超過150 m;對于組合箱梁橋，跨徑結(jié)合經(jīng)濟跨徑比選、洪評要求或跨越被交道的凈空要求等綜合確定，一聯(lián)總長一般不超過150 m，一聯(lián)總跨數(shù)按3～5孔控制;平面位于變寬段、小半徑曲線或上跨有景觀要求的道路的，橋梁上部結(jié)構(gòu)一般采用現(xiàn)澆箱梁;跨越既有高速公路且平面位于曲線無法采用預制箱梁的，則橋梁上部結(jié)構(gòu)采用鋼箱梁;跨越徐洪河主橋，上部結(jié)構(gòu)采用變截面波形鋼腹板預應力砼連續(xù)箱梁，該橋型具有上部自重輕、抗震性能好、施工速度快等優(yōu)點;對于拼寬橋梁，一般采用與老橋同跨徑、同結(jié)構(gòu)拼寬;下部結(jié)構(gòu)，橋墩一般采用樁柱式圓形排架墩;橋臺根據(jù)填高要求一般采用樁柱臺或肋板臺。因本項目橋梁采用了減隔震系統(tǒng)，橋墩尺寸均按常規(guī)設計，配筋根據(jù)抗震計算確定;為滿足安全設施防護要求，本項目跨越高速公路或國省干道時，均采用中分帶設置橋墩、兩跨跨越被交道形式。其中中分帶橋墩采用薄壁墩。

②在標準化設計方面，上部結(jié)構(gòu)盡可能采用預制裝配結(jié)構(gòu)，主線橋梁預制裝配結(jié)構(gòu)占比90.8%。下部結(jié)構(gòu)橋墩一般以圓柱排架墩為主，同跨徑現(xiàn)澆梁與小箱梁采用同尺寸樁柱徑，同一橋梁內(nèi)樁柱徑類型一般不超過兩種。

③在耐久性設計方面，橋梁裂縫寬度限制按0.18 mm控制，優(yōu)化了空心板梁支座統(tǒng)一使用氯丁板式橡膠支座，組合箱梁、現(xiàn)澆箱梁支座統(tǒng)一使用摩擦擺球鋼支座，鋼梁外露部分涂裝材料按照長效型涂層體系設計，設計防腐年限20年。

④在抗震設計中，結(jié)合高烈度區(qū)橋梁抗震設計經(jīng)驗，對墩柱潛在塑性鉸區(qū)域的箍筋進行加密至10 cm，同時在樁頂6 m范圍內(nèi)加密箍筋配置以提高樁基的抗震能力;橋墩主筋不得在潛在塑性鉸區(qū)域進行連接;采取多種組合措施防止橋梁落梁，包括設置防落梁纜索、縱橫向防震擋塊，防震錨栓等;適當加強下部結(jié)構(gòu)墩、臺（含臺背）尺寸和配筋，增強墩、臺的抗震能力;按照規(guī)范要求適當增加蓋梁順橋向尺寸，并合理控制橋梁分聯(lián)長度以保證梁端至蓋梁邊緣具有一定安全距離（擱置長度）;梁端至梁端、梁端至背墻間隙填充防震橡膠塊或泡沫等其他彈性墊塊;預制梁下部結(jié)構(gòu)柱式墩墩高大于6 m設置樁頂系梁，墩高12 m以內(nèi)設置一道柱間系梁;現(xiàn)澆梁下部結(jié)構(gòu)柱式墩墩高大于6 m設置樁頂系梁及柱頂系梁。

⑤對于跨徐洪河大橋，根據(jù)航道、水利相關要求，主橋跨徑采用85+138+85 m上跨徐洪河航道及兩側(cè)堤身，主橋上部結(jié)構(gòu)采用變截面波形鋼腹板預應力砼連續(xù)箱梁，變截面波形鋼腹板預應力砼連續(xù)箱梁相較變截面預應力混凝土連續(xù)箱自重較輕，抗震性更好。主橋下部結(jié)構(gòu)采用空心墩及群樁基礎，主橋上部采用掛籃懸臂澆筑法施工。引橋上部結(jié)構(gòu)除斜轉(zhuǎn)正聯(lián)采用PC現(xiàn)澆箱梁外，其余聯(lián)均采用30 m標準跨徑裝配式PC連續(xù)箱梁，下部采用樁柱式排架墩，橋臺采用肋板臺，基礎采用鉆孔灌注樁基礎。中支點處箱梁中心高度8.3 m，跨中箱梁中心梁高4.2 m，梁高以二次拋物線變化。主橋采用掛籃懸臂澆筑法施工，共劃分為15對懸澆節(jié)段，其中1～7#節(jié)段長3.2 m，8～15#節(jié)段長4.8 m。

⑥主橋施工前，將橋位處上下游50 m范圍南水北調(diào)規(guī)劃斷面實施到位，主墩施工采用鋼箱圍堰，鉆孔樁施工時應注意泥漿使用，勿污染水體，鋼箱圍堰施工前，應有專項施工方案，上部結(jié)構(gòu)采用自承式異步澆筑工藝施工，縮短施工工期。與傳統(tǒng)的懸臂施工工藝不同，異步法采用波形鋼腹板作為掛籃主承重梁，在波腹板上安裝吊掛式掛籃，將同一節(jié)段的頂?shù)装瀹惒綕仓?。n-1頂板、n底板、n+1波腹板三個工作面分開施工。

4.6 互通立交總體設計

在互通總體設計中，要充分考慮互通立交的布設，要注意互通立交間應滿足最大與最小間距要求，互通區(qū)主線平縱面技術指標要滿足互通立交設置要求，在設計中不僅要求互通立交滿足其交通功能，同時也要考慮工程造價以及與環(huán)境 的協(xié)調(diào)性。本項目共設置一座樞紐互通立交、三座喇叭形互通立交，互通平均間距為9.4 km，其分布滿足沿線地方使用需求;其中倉集樞紐互通立交通過交通流分析，進行了迂回型T型樞紐方案與喇叭型樞紐方案的比選，并經(jīng)充分的技術、經(jīng)濟以及社會影響等多方面的論證，最終采取了T型樞紐方案;其余屠園、界集、泗洪北三座出入互通均采用了單喇叭互通。

4.7 沿線設施的總體布局與設計

本項目設置服務區(qū)一處，即界集服務區(qū)，服務區(qū)的布局過程中充分考慮周邊服務區(qū)的布局，最大距離不超過60 km，同時考慮沿線社會經(jīng)濟狀況，靠近沿線城鎮(zhèn)界集布置，便于服務區(qū)的物資采購與運輸;同時服務區(qū)設計中注意了與洪澤湖景觀的協(xié)調(diào)及服務區(qū)自身的景觀設計，為到服務區(qū)停留的人員提供良好的休息環(huán)境，也為當?shù)芈糜钨Y源起到宣傳作用。

4.8 環(huán)境保護與景觀的總體設計

環(huán)境保護與景觀設計采用“人本”的設計理念;以保護沿線生活環(huán)境和自然環(huán)境，提供和諧的公路景觀為指導思想，以“舒適醉人、細膩溫馨、低碳智能”為目標，使景觀綠化與自然環(huán)境和諧相融，體現(xiàn)地域自然和人文環(huán)境特色，采用生態(tài)防護，樹種選擇體現(xiàn)“彩色化、效益化、珍貴化”的要求，突出特色和亮點，充分了解當?shù)匚幕厣⑶疫\用到設計中去，植物的設置做到因地制宜，品種盡量選用當?shù)靥厣珮浞N。采用現(xiàn)代的生態(tài)設計理念，結(jié)合地域的文化、自然風貌，營造略微差異化的鄉(xiāng)土公路景觀，避免公路綠化過度城市化、高檔化的傾向，降低投資。

環(huán)境保護設計在跨越徐洪河清水通道維護區(qū)和洪澤湖（宿城區(qū)）重要濕地設置橋面徑流收集系統(tǒng)，由排水管收集后排入隔油沉淀池，雨水經(jīng)隔油、沉淀處理后排入地方溝渠;事故廢水排入事故池，嚴禁事故廢水直接排入敏感水體，并對以上橋梁設置防撞護欄，同時設置敏感水體警示標志;在聲環(huán)境設計方面，臨近村鎮(zhèn)民房段落將采用聲屏障、隔聲窗等措施。

5 結(jié)語

鹽城至洛陽高速公路宿城至泗洪段現(xiàn)已全面開工建設，回顧整個設計過程，總體設計對于高速公路具有十分重要的意義，項目的成功必須是在全面、深刻的分析項目特點的基礎上，制定因地制宜，適合項目本身的總體設計原則，處理好公路與自然及社會的融合，把握好公路自身路線、路基、路面、橋涵、沿線設施、環(huán)境景觀等專業(yè)的設計要點。本項目的總體設計從目前來看比較好的解決了上述問題，后期需要全線通車運營后進一步檢驗。

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