梅觀高速公路改擴建工程總體擴建方案研究

江賢章 耿恩朋

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西西安 710075)

1 項目概況

梅觀高速公路擴建工程是深圳市高速公路網規劃“七橫十三縱”中的一條縱向高速公路，同時也是廣東省規劃珠江三角洲二環高速公路的重要組成部分。項目主要途經深圳市寶安區的民治街道、龍華街道、觀瀾街道和龍崗區的坂田街道。它南接梅林海關，經皇崗路延伸到亞洲最大的陸路口岸——皇崗口岸，北與莞深高速公路相通，形成了深圳—東莞高速直通干道新局面，使來往于廣州—深圳的車輛順捷通達。同時，在中部清湖設互通立交與機荷高速公路完成交通轉換，向東可以前往惠州、汕頭，向西可直達深圳寶安國際機場。

本項目自1995年建成通車以來，在其周圍逐步形成了深圳地區一條舉足輕重的經濟開發帶，沿線有華南國際集裝箱聯運中心及華為、富士康等眾多高科技企業。同時梅觀高速公路已經逐漸成為了香港與內地貨物運輸的主要陸路通道，對于增強深圳市對珠江三角洲、粵東地區的輻射和吸引力，加強粵港之間及與內地的經濟聯系都具有極為重要的意義。為了更好的滿足交通量增長，適應區域經濟發展，進一步完善深圳市高快速干線路網及廣東省高速公路網功能，提高梅觀高速公路的行車舒適性，對現狀梅觀高速公路進行改擴建。梅觀高速公路改擴建工程路線全長18.862 km，所經之處為深圳中心北區核心區域，土地資源寶貴。

2 改擴建工程總體方案

2.1 項目工程難點重點

2.1.1 工程技術難度大

梅觀高速公路改擴建路段橋梁數量及結構類型眾多，新舊橋梁拼接技術方案復雜;舊橋還需要進行頂升、加固維修或拆除重建。

2.1.2 梅林收費站至清湖立交段橫斷面的布設

隨著城市的發展，梅林收費站至清湖立交段交通吸引量大，且不到10 km布設了4處立交，同時考慮到為該段今后改建為雙向十車道城市快速路預留空間，減少今后的重復建設。

2.1.3 現有互通改造困難

本項目互通主要存在不滿足規范布設間距和功能不完善以及匝道通行能力不足等問題，因此根據現狀互通的形式和功能，結合兩側用地情況和預測的交通量，合理進行改造是本項目的重點。

2.1.4 擴建期間的交通組織

道路擴建無疑將在一段時間內占用緊張的道路資源，導致其通行能力及服務水平下降，并可能引發區域道路交通運行質量的下降，給社會效益和經濟效益帶來巨大影響。為此應高度重視高速公路擴建的交通組織，全面分析道路施工過程中的不利因素。

2.2 擴建方式的選擇

綜觀國內外高速公路擴建工程，其擴建方式一般為新建和加寬兩種，加寬方式中又各自派生出不同的擴建形式，每種形式中還有不同的具體擴建方案，如拼接加寬、分離定點直通專線等。影響擴建方式的因素主要有:路網規劃和布局、經濟布局、投資渠道、綜合運輸體系等。

1)從區域路網的發展與配套上看，梅觀高速公路周圍逐步形成了深圳地區一條舉足輕重的經濟開發帶，沿線緊鄰華南國際集裝箱聯運中心及華為、富士康等眾多高科技企業，若開辟新線，由于原無規劃且又是規劃修建全封閉的高速公路，征地拆遷數量大，且需要新建較多互通立交、跨線橋梁及連接線，工程投資巨大，因此，選擇加寬擴建方式更合適。

2)從工程實施的可行性來看，由于梅觀高速公路已有路基兩側一定距離(一般為30 m)的土地，均被地方政府作為控制區，不再批準新的永久建筑物建設，而在原有線位上擴寬，可以最大限度地利用原有高速公路征地，減少對地方規劃的干擾，沿線地方政府均表示支持。因此選擇擴建方式更加符合現實需求。

2.3 擴建方案的論證

項目的研究初期，在參考國內高速公路改擴建成功經驗的基礎上對適合本項目的擴建方案進行深入的研究、論證、比選。

2.3.1 單側加寬與雙側加寬技術論證

表1 橋梁雙側加寬方案比較

從表1可以看出，總體而言，兩側加寬比單側加寬的工程規模小，可利用的工程項目多，技術較成熟，較單側加寬方式更具優勢，因此梅觀高速公路改擴建推薦采用以雙側加寬為主、局部路段因地制宜采用單側加寬方案是合理的。

2.3.2 整體拼接加寬和分離加寬的選擇

本項目既有橋梁跨徑從8 m～40 m不等，結構型式主要有:預應力混凝土空心板、預應力混凝土連續箱梁、預應力混凝土T梁、預應力混凝土Ⅰ型梁、鋼筋混凝土空心板、鋼筋混凝土連續箱梁等。根據檢測評定及承載能力鑒定結果，全線橋梁經過加固能滿足結構安全或正常使用的要求，對舊橋進行適當的維修加固后均具備整體拼接條件;但華南物流—大發埔立交段受平行于主線的既有匝道橋的影響，只能采用分離式路基兩側加寬方式。

2.3.3 推薦加寬方案

根據上述研究分析論證，梅觀高速公路改擴建選擇了兩側拼接為主、華南物流—大發埔互通立交段采用局部分離的總體擴建方案。

2.4 擴建規模的確定

綜上所述，本項目推薦采用設計速度100 km/h，雙向八車道，路基寬度41 m的設計標準;考慮到梅林—清湖路段互通間距較密，該路段采用輔助車道貫通方案，路基寬度按48.50 m控制，其中華南物流—大發埔互通立交段采用局部分離的擴建方案，路基寬度按53.00 m控制。路基橫斷面分別如圖1～圖3所示。

圖1 整體式路基橫斷面（41m）

圖2 梅林—華為路段路基橫斷面（48.5m）

圖3 華南物流—大發埔互通立交段路基橫斷面（53.0m）

3 梅觀高速公路改擴建工程關鍵技術研究

3.1 現有道路基礎資料的采集

由于本項目結構物較多，路基基本按拼接方式進行擴建，對外業數據采集數量和精度均提出了很高要求，特別是原路線中線處測點坐標和高程的采集直接關系到中線和縱斷面擬合精度。平面測量時對舊路四條軸線(中央分隔帶左右邊緣兩條軸線、左右硬路肩外邊緣的兩條軸線)進行測量，每20 m一個點，在構造物和彎道處適當加密，按10 m～15 m間距測量，采用South靈銳S86 GPS接收機進行測量，采用動態RTK實時差分方法，逐點測量舊路軸線坐標點。觀測中基準站的設定先采集三個以上控制點的坐標求取轉換參數，基準站設置完成后利用其他控制點坐標進行了檢查，確保在誤差范圍內才進行測量。縱斷測量時對以上舊路四條軸線上的點采用DSZ2型自動安平精密水準儀配合木質標尺測定其高程，觀測時按四等水準觀測要求實測，以控制點為起點，沿途逐樁測定高程，并閉合到已知高程控制點。平差時計算高差閉合差，閉合差不超限才進行中樁高程平差計算。

3.2 對現有道路狀況的評價

準確掌握現有道路狀況是合理確定項目擴建方案的前提條件。在項目開展的過程中，中交第一公路勘察設計研究院有限公司開展了舊路安全性評價、路基路面狀況檢測及評價、舊橋荷載等級論證、觀瀾河大橋設計方案、交通組織專項研究等專項研究工作，為合理選擇擴建方案創造了條件。

3.2.1 現有道路的安全性評價

通過對運行速度和線形指標進行分析研究表明，本項目為原有梅觀高速公路擴建工程，通過對其平縱指標的綜合分析評價，梅觀高速公路現有平縱面線形較流暢，滿足現行JTG B01-2003公路工程技術標準和JTG D20-2006路線設計規范中設計時速100 km/h的高速公路技術標準的要求，可以利用。

3.2.2 路基路面狀況評價

本項目開展過程中重點對路面狀況進行了詳細調查，主要內容有:路面板板角斷裂、坑洞、路面裂縫、破碎板、層狀剝落等，并對其進行了詳細的描述和分析，組織路面檢測人員逐板進行了檢測，對路面板塊接縫傳荷能力和板底脫空狀況進行評價，測定路面面層厚度、面層彎拉強度及基層頂面的當量回彈模量標準值等。同時到養護部門收集到最近幾年的路面養護情況，為路面改擴建設計取得了最新的基礎資料。通過對老路沉降觀測資料的分析，以及對舊路路基路面狀況進行全面的評估分析，表明:

1)老路路基強度基本滿足要求，無需進行特殊處理;2)大部分路段路況完好，原路面彎沉檢測結果可滿足改造后路面基層的彎沉要求。

3.2.3 舊橋涵狀況評價

為能準確的判定全線橋梁的使用狀況，查明缺陷(或潛在缺陷)、損傷位置及程度，我院組織橋梁檢測人員和設備對全線橋梁的強度、剛度、穩定性和耐久性進行檢查和評估工作，根據檢查結果再確定有問題橋梁的拼接方式和補強加固措施。梅觀高速公路全線橋梁使用評價如下:除清湖8號匝道橋外，本次擴建工程范圍內的所有橋梁均于2007年6月進行過定期檢測。根據《梅觀高速公路2007年度技術狀況評定報告(橋梁分冊)》，按重要部件最差缺損狀況評定，23座主線橋中，一類橋1座，二類橋8座，三類橋11座，四類橋3座;匝道橋均為二類橋。根據檢測評定及承載能力鑒定結果，全線橋梁經過加固能滿足結構安全或正常使用的要求。

3.3 新舊橋梁設計荷載技術標準銜接問題

本項目采用“舊橋舊標準，新橋新標準”的橋梁設計原則，同時舊橋在滿足汽—超20的前提下，若能夠提高到公路Ⅰ級，并且增加的費用不多時，盡可能按公路Ⅰ級進行加固。

3.4 新舊橋梁拼接方案技術

拼接方案的原則:

1)橋梁拼接施工應以不影響老橋的結構安全和臺背路基的穩定為原則。

2)加寬橋梁的橋跨布置、結構形式原則上與原橋相同，伸縮縫位置原則上與原橋相同，且與原橋對齊，以利于美觀、橋下通行安全，以及新、舊橋梁的拼接。

3)新、舊橋梁采用“上連下不連”的拼接方式。

4)新、舊橋梁的橋面維持在同一高度，新橋在舊橋兩側按設計橫坡進行擴建。

5)施工中采取多種措施減少新橋的沉降，盡量使橋梁拼接后的沉降量控制在5 mm以內。

主要采用的措施如下:

1)新加寬橋梁基礎尤其是樁基礎，須控制施工時樁底沉渣厚度。

2)新加寬橋梁的基礎施工結束后應保證一定的沉降期，下部施工完成后，采用堆載預壓的方法，加速其沉降，盡量減少新舊基礎之間的差異沉降。

3)新加寬橋梁的上部結構與跨徑盡可能與原橋一致，使新加寬橋的剛度與原橋基本相同，從而減小新舊橋結合部的撓度差。

4)加強新舊橋梁結合部的橫向剛度，使橋面形成整體。

5)新橋上部梁板預制完成后，要有一定存放期，以完成部分收縮徐變。

6)考慮增加樁長，預壓新結構，延遲接縫澆筑時間等方法。

3.5 梅林至清湖段橫斷面研究

由于梅觀高速公路處于深圳市龍華街道、觀瀾街道工商業重要分布區，兩側的市政道路密集，規劃線路交錯，因而路基橫斷面的布置尤其重要。本項目起點至清湖互通段由雙向六車道擴建為八車道，清湖互通至終點段由雙向四車道擴建為八車道，雙向八車道路基寬41.0 m。梅林至清湖段共設互通式立交4處，分別為華南互通、大發埔互通、華為互通、清湖樞紐互通。結合兩側用地情況合理地選擇斷面形式，以保證交通安全和通行能力。在工可批復方案基礎上對擴建方案可能采取的擴建八車道和十車道路基橫斷面做進一步研究，推薦滿足功能要求和經濟要求的最佳路基橫斷面，為梅觀高速公路的長遠規劃提供技術支持。

3.6 交通組織總體方案

3.6.1 交通組織總體原則

不進行大范圍路網分流，以誘導分流為主，強制分流為輔。交通組織模式:邊通車邊施工，保持原有主線雙向四車道通行。

3.6.2 交通組織實施方案

交通組織設計也是改擴建項目區別于新建項目的一個特點。梅觀高速公路橋涵在改擴建期間，應通過采用分流、限速、限制貨車、大型車通行等手段，緩解疏導因道路、橋涵等改建、通行能力下降而造成的交通飽和、擁堵，應維持主線雙向四車道通行的要求。

4 結語

高速公路改擴建工程是一項復雜而艱巨的工程，高速公路改擴建存在不同的擴建方式選擇，需結合地方路網規劃建設情況，充分考慮當地經濟社會發展、土地與環境資源利用狀況以及道路交通量分布與組成情況。梅觀高速公路改擴建工程推薦采用以雙側加寬為主，局部路段因地制宜采用雙側分離式加寬方案，靈活掌握技術標準要求，較好地解決了在珠江三角洲經濟發達地區進行高速公路改擴建的征地拆遷問題，既節約了土地資源又滿足了技術標準、規范的要求。

［1］中交第一公路勘察設計研究院有限公司.深圳市梅觀高速公路擴建工程兩階段施工圖設計［Z］.

［2］JTG B01-2003，公路工程技術標準［S］.

［3］韓寶睿.高速公路改擴建工程方案研究的關鍵技術分析［D］.南京:東南大學，2005.

［4］韓 熠，李 杰.高速公路改擴建工程施工交通組織研究［J］.公路交通科技(應用技術版)，2007(8):32-33.