勘察設計經(jīng)驗及體會

廣東龍川至懷集公路**段

勘察設計經(jīng)驗及體會1.概述1.1項目概況本項目是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃“71118”布局方案中第17橫一汕頭至昆明高速公路的重要路段，也是廣東省“九縱五橫兩環(huán)”高速公路網(wǎng)規(guī)劃主骨架中“一橫”的重要組成部分?？辈煸O計周期為2013年6月?2015年3月，項目于2014年12月底開工建設，2017年12底交工通車。圖1項目地理位置圖技術標準本項目采用雙向四車道高速公路標準建設，設計速度100km/h,路基寬度26m,余按《公路工程技術標準》（JTG1/28801-2003）執(zhí)行。主要工程規(guī)模路線長度127.5km,設置橋梁33581.2m/109座，設置隧道11855m/5座，互通立交13座，服務區(qū)3處，停車區(qū)1處，養(yǎng)護工區(qū)2處，集中居住區(qū)1處，管理中心1處。.項目特點、重點、難點項目特點⑴沿線地形、地質條件復雜。⑵路線里程長、工程規(guī)模大、控制工程多。⑶控制因素眾多，協(xié)調問題多。⑷環(huán)境敏感點多。⑸走廊相對唯一，與省道$341共廊帶。⑹耕地資源稀少，居民點分布較多。⑺具有濃厚的客家文化。⑻九連山越嶺高差大，存在連續(xù)縱坡。重點、難點⑴勘察手段的選擇對查明地質情況很關鍵。⑵降低工程規(guī)模、控制工程投資是重點。⑶九連山越嶺段建設條件復雜，布線困難。⑷沿線自然景觀優(yōu)美，各類保護區(qū)多，環(huán)保壓力大。⑸重點工程多，勘察設計難度大。⑹走廊帶狹窄，與省道S341關系復雜，施工保通壓力大。2/28⑺沿線經(jīng)濟落后，地方訴求多，民風、民俗制約大。.勘察設計目標、理念明確目標，有的放矢項目伊始，根據(jù)本項目在路網(wǎng)中的地位和作用、建設條件、項目特點、重點、難點等，結合業(yè)主的建設目標，確定以“安全、經(jīng)濟、環(huán)保、和諧、耐久、文化、標準化”作為本項目總體設計目標，以此指引勘察設計工作的實施。凸出理念，重在落實結合項目實際，落實“六個堅持、六個樹立”公路新理念的要求。⑴環(huán)保理念的落實堅持“不破壞就是最大的保護”原則，根據(jù)項目所處自然條件和環(huán)境特點，深入調查，進行針對性設計。工程實例：①水源保護區(qū)環(huán)保措施：東江大橋穿越東江飲用水源二級保護區(qū)，橋梁采用了HA級特高等級防撞護欄，避免車輛墜落造成水源污染。②地質公園段環(huán)保措施：TJ16標連平省級地質公園段，該段缺方，駢棄以往山腳布線的半填半挖方式，大部分采用低填方案，減少占地和減少對山體環(huán)境的破壞。3/28圖2地質公園段路線總體布置圖⑵安全理念的落實堅持“以人文本，安全第一”的原則，重視總體設計，注重線形的選擇、指標的把握、工程方案的可靠性。本項目在總體設計中加強了安全設計，例如:①考慮目前車輛行駛性能的提高，設計中平曲線最小半徑采用了1000m（對應120km/h一般值）。②對于平曲線半徑小于1280m的路段，采取了加寬中分帶的方式改善視距。③連續(xù)縱坡段上坡方向選擇路基段設置了港灣式停車帶，下坡段根據(jù)地形設置了避險車道。④路基與隧道出入口采用護欄逐漸過渡，并設置端頭，解決了3m到75cm的突變問題。⑤互通出口三角端設置了1人級防撞墊，降低了正面碰撞4/28的危害程度，同時可對車輛有導向作用。⑶資源節(jié)約理念的落實充分貫徹“實行最嚴格的耕地保護制度”精神，設計中路線布設盡量選擇山地、荒地，充分利用既有道路資源，在投資增加不多情況下盡量采用支擋結構收坡，靈活采用線形控制隧道分線距離等。工程實例：①牛嶺水路段：初步設計采用與省道S341分設走廊，施工圖階段調整為與省道$341傍行，充分利用既有走廊用地，減少新增占地數(shù)量。圖3牛嶺水段路線方案圖②忠信、油溪、陂頭段：屬于山間平原地貌，滿足內澇水位的前提下，盡量壓低縱面，減少占地；充分利用地表河流灘地，路線平面盡量擬合河流走向并靠近布設，減少耕地占用的同時，可減少土地分割，利于土地綜合利用。5/28

圖4油溪段路線總體布置圖⑷人文理念的落實粵北山區(qū)，客家聚居區(qū)，沿線分布有寺廟、祖屋、祠堂、古樹、風水山等。路線本著尊重當?shù)孛袼椎脑瓌t進行布設，減少了社會影響，利于項目實施。工程實例:①桃園壩老屋段：初設階段考慮減少對河道的干擾、加大與醫(yī)院建筑物的距離選擇從其前方通過，施工圖階段經(jīng)與地方反復溝通繞至其后方通過。圖5桃園壩老屋段路線方案圖6/28②密西村段：經(jīng)調查村后有兩座風水山，布線時通過適當降低平面指標，繞于其背面通過。圖6密西村段路線方案圖⑸服務公眾理念的落實本項目多數(shù)路段靠近城區(qū)布設，路線布設本著“近城不進城”的原則，權衡控制因素，盡量減少對地方規(guī)劃的影響；在互通選址、連接線標準、立交命名上充分尊重地方意見；結構物布設時充分預留地方遠期發(fā)展需求；過居民生產(chǎn)、生活區(qū)路段優(yōu)先選擇橫向下穿主線方案。工程實例：①陂頭鎮(zhèn)路段：初步設計階段針對陂頭鎮(zhèn)規(guī)劃布置了K線和B7線，B7線路線短416m,占地、拆遷成本低。橋梁規(guī)模長345m,對地方規(guī)劃干擾大，地方反對，推薦K線。7/28

圖7K線、B7線路線方案比較圖②威斯達酒店段：初設線位從連平縣威斯達酒店的規(guī)劃范圍邊緣通過，經(jīng)多次溝通、協(xié)調，地方及維斯達酒店投資方要求在初設線位的基礎上進一步向山上靠。施工圖設計階段線位進一步南移（最大約140m）,道路紅線基本調出威斯達酒店紅線外。圖8威斯達酒店段路線方案布置圖⑹全壽命理念的落實8/28注重全壽命周期成本，方案設計過程中充分考慮項目初期的建設成本和后期的維修、養(yǎng)護成本。工程實例：金花隧道軸線選擇：從油溪至金花隧道進口路段地勢逐漸升高，金花隧道進口前約1500m路段溝谷狹窄，與排水通道共用狹窄溝谷，受山體、省道擠壓路線布設困難，受水影響大。初步設計階段布設了加長隧道避開上述狹窄溝谷的B14線（金花隧道長6065m）、B15線（金花隧道長5510m），與沿溝谷布線控制特長隧道規(guī)模的K線（金花隧道長4765m）比較。B14線、B15線解決了狹窄溝谷布線難題，大大降低了水的影響程度，但建設成本高，均需分段通風、后期營運費用高，最終選擇了建、養(yǎng)成本低，采取工程措施處理的K線方案。圖9K線、B14線、B15線路線方案比較圖9/28.主要勘察設計經(jīng)驗總結優(yōu)化管理，緊控工期⑴充分發(fā)揮總體組作用，有序推進各合同段、各專業(yè)勘察設計工作。由公規(guī)院牽頭，聯(lián)合本項目其他各合同段勘察設計單位成立了總體設計單位，積極建立工作半月報制度、不定期召開協(xié)調會議、編制項目指導性文件、組織召開設計方案內部審查會議、編制有關模板文件、組織編制項目通用圖、組織有關專題審查會議、組織方案評審及設計文件核查等，高效、有序地推進了勘察設計工作。⑵豐富評審程序，加快方案審定時間。為盡快穩(wěn)定工程方案，推動項目快速推進，改變了以往初測、初設、定測、施工圖設計審查的慣例，增加了內審、總體組審查等過程審查，為設計工作開展贏得了時間。⑶業(yè)主深度介入，責任到人。項目實施過程中，業(yè)主參與工程方案制定，緊控進度，明確責任人，充分發(fā)揮業(yè)主協(xié)調能動性。⑷打破常規(guī)設計順序，實行交叉平行作業(yè)。為提高項目勘察設計進度，盡早開工，過程中工可修編與初測交叉、定測與初設部審交叉、先行標施工圖設計與定測交叉、控制工程修編與一般標段施工圖設計交叉、先行工程施工10/28與其他標段施工圖設計交叉等方式開展設計工作，既滿足了項目工期任務，又使不同階段成果共享、相互驗證和支撐，提高了勘察設計效率。⑸充分應用過程成果，提前開展工作。地勘實行業(yè)主、監(jiān)理、設計多級管理制度，有效地保證了成果的可靠性，過程成果可直接用于設計。地形圖采用機載雷達攝影技術，初測階段將形成的等高線草圖與影像圖疊加使用，滿足初測方案研究工作要求。過程成果的使用，縮短了勘察設計的周期。多管齊下，控制工程規(guī)模初設階段以工程規(guī)模為重要指標進行多層次、多角度的路線方案比選；施工圖階段以高精度數(shù)模及詳勘為基礎，移線調坡，反復優(yōu)化平縱面線形，靈活運用錯臺路基；根據(jù)地形、地質、功能合理設置橋梁，旱橋結合土石方與填方對比；控制隧道間距、合理確定洞門型式，查明地質，科學劃分圍巖等級；諧調土石方，將隧道棄渣統(tǒng)籌考慮，盡量在標段內平衡，控制高填、深挖規(guī)模；優(yōu)化立交位置、細化立交指標；服務區(qū)靈活運用臺階式場區(qū)降低土石方和邊坡規(guī)模等等，達到控制規(guī)模、降低工程投資的目的。項目工程規(guī)模變化：路線里程由工可的***，初步設計的***，到施工圖的***；橋梁由工可的***，初步設計的***，到施工圖的***；隧道由工可的11675m，初步設計的9925.5m，到施工圖的9836.5m。11/28重專業(yè)設計，促品質、綠色建設⑴路線-靈活地進行平縱面設計靈活運用錯臺路基方案：根據(jù)地形、地質條件，對2個路段采用平、縱分離設計的方式，達到降低工程規(guī)模、減少占地、提高安全性等。①金花洞村段為典型陡坡路堤，通過降低右幅路基標高、并設置C20擋墻，降低了高填高度，提高了陡坡路基穩(wěn)定性。②粗石山隧道出口段，受地形條件制約，左右線若采用統(tǒng)一標高或造成左線挖方邊坡較高或不利右線填方路基穩(wěn)定，通過抬高左線、降低右線標高的方式，解決了上述問題，并消化了隧道棄渣。⑵路基工程-因地制宜，精細設計①靈活、精細的橫斷面設計路基橫斷面密切結合沿線地形、地質條件、路基填挖與土石方平衡、棄土與路基穩(wěn)定性等進行綜合規(guī)劃設計，棄土反壓、錯臺路基、半路半橋、路堤路塹加寬平臺、路堤路塹擋墻等多種橫斷面形式靈活選擇，有針對性地具體設計。12/28翹精郵01QM4D1:400—鈾觸*圖10K104+940橫斷面設計圖②因地制宜的水文勘察設計互通匝道相交處優(yōu)化傳統(tǒng)圬工水溝為碟形植草水溝；沿河路段驗算分析設計洪水位，確定路基最小設計高度和涵洞設置間距；局部沖溝匯水路段，逐工點設計排水溝尺寸。⑶橋梁工程-推行標準化，不斷創(chuàng)新、優(yōu)化設計①大力推進預制拼裝結構上部結構盡量采用預制結構，便于工廠化、裝配化，盡量減少混凝土現(xiàn)澆結構。預制梁不僅僅應用在主線等寬段落，互通區(qū)主線和匝道橋也盡量采用預制梁。與現(xiàn)澆梁相比，除了可以降低造價，預制梁的工廠化和裝配化也便于施工，縮短施工工期，減少施工風險，降低工程建設對環(huán)境的影響，與綠色生態(tài)環(huán)保理念相統(tǒng)一。②超小半徑匝道上應用預制結構匝道橋采用預制結構一般情況要求平曲線半徑三150m,本13/28

項目進行了突破，連平東互通B匝道橋平曲線半徑R=60m時，采用19m跨徑預制梁（斷面采用20m標準梁斷面）。圖11連平東互通B匝道橋實景圖③小半徑、大跨度采用鋼箱梁元善樞紐互通D匝道跨越大廣高速（路基寬33.5m）橋梁段，交叉處匝道橋圓曲線半徑90m，一跨跨越的跨徑不小于43m。采用混凝土梁扭矩和橫向彎矩值明顯偏大，鋼束對豎向反力分配影響大，容易傾覆。設計采用受力合理、施工方便、適應性強的鋼箱梁結構，跨徑25+43+25m梁高2.山，采用臨時支墩輔助分節(jié)段吊裝現(xiàn)場焊接的施工方法。圖12元善樞紐互通D匝道橋實景圖14/28④優(yōu)化上部結構，減少模版投入主線在樁號K91+745.6與G105國道相交處采用了2X33m小箱梁結構。為減少模板投入，便于施工，33m小箱梁以“翼緣板及頂板加厚，翼緣板以下的部分與30m小箱梁相同”的思路設計。⑤小角度跨越省道S341的結構優(yōu)化設計本項目跨越省道S341達12次，交叉角度多樣，最小處僅有20°左右。上部采用標準跨徑預制梁，下部個別采用門架墩或大懸臂墩，與現(xiàn)澆梁相比，工程規(guī)模明顯減小，較造價低、施工難度和風險小。15/28

」14跨越省道S341橋梁結構型式⑥水源保護區(qū)段采用HA級特高等級防撞護欄東江大橋穿越東江飲用水源二級保護區(qū)，東江大橋主橋采用60+100+60m預應力砼變截面連續(xù)剛構。圖15東江大橋立面|圖圖15東江大橋立面|圖為避免車輛墜落造成水源污染，采用HA級特高等級防撞護欄，防護能量760kJ。防撞護欄高度加高至1.5m，上部采用鋼16/28

結構，立柱采用分離型人字形結構。特別適用于穿越保護區(qū)、鐵路等需要加強防護等級的橋梁，具有很高的推廣價值。圖16HA級特高等級防撞護欄設計與實景圖⑷隧道工程-強化安全、生態(tài)，重視動態(tài)設計①貼近自然的隧道洞口洞門設計金花特長隧道進口右洞增加了偏壓擋墻，安全性和實用性得到進一步優(yōu)化；金花特長隧道出口左洞端墻式洞門內側縮短兩米，使整個洞門與環(huán)境更協(xié)調。東聯(lián)隧道進出口左右線的明洞進行了接長并配合完善的地基處理，將洞門型式由端墻式調整為削竹式洞門，使洞門與自然更加和諧，減少人工痕跡，融于自然。粗石山特長隧道進口位于省道下方，在原洞頂注漿后進行了綠化恢復，使整個洞門與環(huán)境更協(xié)調；粗石山特長隧道出口洞門在多方案比選后，選擇了簡約莊重的對稱端墻洞門，周邊天然溪流、巖石與洞門融為一體，景觀效果良好。17/28

圖17隧道洞門效果②行車舒適的隧道內部裝飾設計為保障行車安全，緩解司機在隧道中行車時的視覺疲勞，更好地適應明暗轉換，對粗石山特長隧道進行洞內景觀帶設計，車輛駛入隧道景觀帶，視線清晰，心曠神怡，有效改善行車疲勞，是廣東粵北地區(qū)首條設置此類燈光效果的特長隧道。圖18隧道內部裝飾設計③下穿村莊富水段的堵水設計金花隧道出口段下穿村莊段采用初支后全斷面徑向小導管注漿堵水，有效控制了運營期可能出現(xiàn)的結構滲漏和地下水18/28

大幅流失風險，最大程度減小隧道開挖對周邊水環(huán)境和居民生活的影響。圖19全斷面徑向小導管注漿設計④軟弱地質條件洞口淺埋段下穿既有省道設計粗石山隧道進口下穿省道，埋深僅約15m,地質條件差，設計采用地表注漿加固，配合V級淺埋加強襯砌，雙排小導管超前支護，單側壁導坑法開挖等方案，有效控制施工沉降，確保了隧道安全進洞和運營期省道及隧道安全。圖20粗石山隧道進口端實景19/28⑤隧道涌水突泥及軟巖大變形段結構應對設計粗石山隧道進口軟巖段開挖過程出現(xiàn)涌水突泥和軟巖大變形。設計針對該突泥涌水及軟巖大變形段采取了中108洞內超前大管護，配合注漿小導管，二襯環(huán)向主筋鋼筋加強，集中出水口排水重點處治等措施，有效控制了該段運營期可能出現(xiàn)的結構開裂和滲漏等病害。圖21隧道突泥現(xiàn)場及結構應對20/28⑸服務設施-緊密結合地形，靈活布置場區(qū)①場區(qū)錯臺設計連平東服務區(qū)右場區(qū)布置于山地，土石方規(guī)模大，邊坡高，設計采取了雙標高場區(qū)布設，高差約5m,分區(qū)服務大車和小車，降低了工程規(guī)模。②場區(qū)非對稱布設受地形和拆遷控制，連平西服務區(qū)采取了非對稱布設，右側場區(qū)局部山頭削平處理，降低了坡高和防護量，平臺設置觀景區(qū)，取土用于左側場區(qū)排水填平，降低了工程規(guī)模，增加了服務區(qū)功能。圖23連平西服務區(qū)平面布置圖21/28⑹安全設施-改善行車誘導，提高安全、舒適感隧道內加裝了隧道反光環(huán)，使隧道內邊界輪廓線清晰，能明顯改善隧道內的行車誘導效果，同時可降低隧道照明用電量，具有很好的經(jīng)濟、環(huán)境和社會價值。圖24隧道內安裝反光環(huán)后效果⑺景觀綠化-針對性綠化設計，提升景觀效果①全綠色的路基生態(tài)景觀設計路域內棄土場加強復綠、復墾的環(huán)保、水保設計，喬木、灌木、植草相互配合。除特殊困難路段外，全線上下邊坡實現(xiàn)了全綠色植物防護。22/28

再率j出￡-I劉通出情：：1IW*1洲：I01C■A:26S.ti圖25棄土場綠化設計圖圖26邊坡綠化效果②中央分隔帶景觀設計中分帶設計種植間距縮小為1.5m,植物選擇首次在中分帶選用了鴨腳木，景觀效果及防眩效果較好。23/28

圖27中分帶綠化效果③分離式路基的綠化設計改變原有分離式路基行列式的綠化手法，注重分離式路基較寬區(qū)域龜背型地形的打造，進行植物組團種植小葉榕、秋楓、幌傘楓等高大喬木，周圍三五成群搭配小葉紫薇、夾竹桃、鴨腳木、九里香等灌木，形成組團景觀。分離式路基較窄區(qū)域為防眩作用依然進行行列式種植。圖28粗石山隧道出口綠化設計效果24/28重點工程介紹TJ15標巨型工程滑坡：滑坡工點位于TJ15標K112+210-K112+630右側，平面呈簸箕形，前緣至后緣的水平距離約300米，上部寬約200米，下部寬約390米，滑體方量近310萬m3,屬于巨型工程滑坡。通過分析滑坡產(chǎn)生原因、治理過程，總結如下。圖29滑坡現(xiàn)場實景⑴施工圖設計階段，應加強勘察成果的多方位解讀，加強調繪信息的綜合利用。方案設計要充分考慮地質、降水、施工等帶來的各不利因素的組合放大效應，該加強支擋就應選擇強支擋方案，不能存僥幸心理。⑵補充勘察方案的確定及實施應完備、及時、有效。本次25/28補勘為保證處治方案的快速推進，設計院每個鉆孔配置一臺鉆機，32個鉆孔在一個月時間內全部完成。⑶滑坡處治方案的確定要比較方案充足、論據(jù)充分、計算分析合理、主要措施有效、輔助措施完善，集中技術力量攻堅，并多方征求專家意見。滑動方向、滑面位置、計算模型、計算參數(shù)等都直接影響方案的