促進正定古城與新區(qū)融合發(fā)展高速公路下沉改造研究

閆頌

（天津市市政工程設計研究總院，天津市 300151）

0 引言

正定古城位于河北省會石家莊市北15 km處，已有一千六百多年歷史。東晉時土筑，北周時石砌，唐代擴建為土城，明朝擴建后改為周長24華里（12 km）的磚城。現存正定城墻是明代遺存，城垣殘存8 106m，是按照中華傳統規(guī)劃思想和建筑風格建設起來的城市，集中體現了公元5世紀至19世紀前后中國的歷史文化特色，是古代勞動人民的聰明才智和堅強毅力的結晶。

在2013年，國務院對石家莊總體規(guī)劃批復中要求：“妥善處理正定新區(qū)建設與正定歷史文化名城保護的關系”。而全封閉的新元高速將正定古城與正定新區(qū)分隔開來，造成了土地利用功能的分隔，不利于區(qū)域之間的融合發(fā)展，同時對兩側用地切割嚴重，不利于兩側交流與銜接，所以需要對該段新元高速進行改建。圖1為新元高速位置及規(guī)模示意圖[1-8]。

1 現狀概況

（1）道路等級：高速公路；

（2）設計速度：120 km/h；

（3）路基寬度：27m。

具體橫斷面布置形式為：0.75m（土路肩）+3m（硬路肩）+2×3.75m（車行道）+0.75m（路緣帶）+3 m（中分帶）+0.75 m（路緣帶）+2×3.75 m（車行道）+3m（硬路肩）+0.75m（土路肩），如圖2所示。

2 建設方案研究

2.1 設計理念

此次對新樂至元氏高速公路拐角鋪至南高營段改建進行方案研究，提出“綠色、創(chuàng)新、安全、節(jié)能”的設計理念，以不影響古城的景觀風貌為原則，打造“功能復合、宜人暢達”的交通空間。

2.2 總體設計

2.2.1 建設形式的分析

建設形式見表1所列。

綜上分析，上述建設形式均有各自的利弊，針對新樂至元氏高速公路拐角鋪至南高營段中不同段落的建設條件多樣性，應結合正定古城區(qū)的范圍、沿線用地性質及干線公路網規(guī)劃，將上述三種形式進行有機的結合，優(yōu)勢互補，針對不同段落合理選擇相適應的建設形式。

2.2.2 總體布置

此次將研究范圍定為新元高速在北繞城高速與石黃高速之間路段，即新樂至元氏高速公路拐角鋪至南高營段，與拐角鋪互通及南高營互通立交區(qū)的主線進行順接，項目實施長度14.3 km（見圖 3）。

圖1 新元高速位置及規(guī)模示意圖

圖2 新元高速現狀橫斷面圖（單位：m）

（1）拐角鋪互通至國道G338段（正定新區(qū)外圍北段），此段位于正定新區(qū)外圍，臨近高速公路，無規(guī)劃交叉道路，兩側地塊暫無規(guī)劃用途。此段改建形式采用路基式，對原路基進行拓寬，可節(jié)約工程投資。

（2）國道G338至河北大道段（穿越正定古城及新區(qū)段），此段穿越正定新區(qū)，緊鄰正定古城區(qū)，長度9.1 km，新樂至元氏高速公路拐角鋪至南高營段改建的必要性之一就是促進正定古城與新區(qū)融合發(fā)展。鄰近古城區(qū)范圍及正定新區(qū)居住、商業(yè)用地密集段均采用隧道形式，其余路段采用高架橋形式。

表1 建設形式比較一覽表

圖3 總體布置地域圖

（3）河北大道至南高營互通段（正定新區(qū)外圍南段），在河北大道北側爬升至地面后順接現狀跨河北大道分離式立交，對現狀分離式立交按雙向六車道標準進行擴建。滹沱河南堤與石黃高速中間區(qū)域為行洪區(qū)，應設置高架橋穿越，南高營互通位于石黃高速北側部分匝道路基改建為橋梁段。故該段連續(xù)跨越河北大道、北堤路、滹沱河后順接南高營互通區(qū)主線，長度2.8 km。

2.3 設計方案

2.3.1 拐角鋪互通至國道G338段

起點至國道G338段，對現狀路基進行拓寬，在國道G338交叉節(jié)點預留互通立交建設條件。

2.3.2 國道G338至河北大道段

其中國道G338至崇因路北側段按雙向六車道高架橋形式新建，沿線為被交路預留跨徑空間。

崇因路至河北大道段按雙向六車道高速公路標準建設，采用隧道形式，即該段主要為敞開式隧道，其上設置玻璃罩棚，僅在沿線交叉路跨越處及規(guī)劃路預留處設置下穿地道箱體。被交叉路均可按正常路基實施，對兩側的交通聯系不產生任何影響。結合規(guī)劃路網設置，該段設置下穿地道箱體的長度占比在10%以內，見圖4所示。

圖4 隧道段平面效果示意圖

隧道平均挖深約9m，側壁采用樁掛板支撐防護，支護樁冠梁頂部設置混凝土擋墻，防止路外雨水匯入。同時，在擋墻上設置玻璃罩棚，玻璃罩棚采用龍骨進行支撐，呈拱形狀外露出地表，其最高點距現狀地坪約2m。玻璃罩棚與擋墻之間部分為鏤空設計，滿足隧道通風需求，下穿地道箱體路段覆土厚度根據相交道路及管線情況確定。與傳統隧道方案相比，敞開式隧道加玻璃罩棚的形式在保證新元高速交通功能的同時，又能滿足通風及采光要求，節(jié)約工程投資和能源，見圖5、圖6所示。

圖5 敞開式隧道段標準橫斷面圖（單位：m）

圖6 與沿線道路交叉處設置下穿地道箱體橫斷面圖（單位：m）

隧道兩側高速公路用地范圍設置防護綠化帶，是高速公路成為正定古城與正定新區(qū)之間的一條綠色廊帶，景觀效果突出。同時日常對玻璃罩棚清洗的水流入綠地，用于綠化澆灌，達到水資源充分利用的目的，見圖7所示。

圖7 敞開式隧道BIM效果圖

2.3.3 河北大道至南高營互通段

連續(xù)高架跨越河北大道、北堤路、滹沱河后順接南高營互通區(qū)主線，橋梁橫斷面形式如圖8所示。

3 結語

圖8 橋梁段標準橫斷面圖（單位：m）

（1）根據工程總投資的初步測算，雙向六車道全封閉隧道的造價約為每公里2.88億元，敞開式隧道的造價約為每公里1.5億元，高架橋的造價約為每公里1.43億元，對于定位以都市區(qū)快速路為主，城際集散功能為輔，沿線交叉節(jié)點較少的穿城高速公路，采用敞開式隧道的改建形式有一定的優(yōu)勢。

（2）敞開式隧道相比傳統的全封閉隧道，在通風、照明方面均可降低總投資，同時如隧道內發(fā)生重大交通事故，可吊裝或破碎上部的玻璃罩棚以便快速排煙，方便救援人員實施營救。

（3）該項目尚處在方案研究階段，對高速公路下沉建設形式的選擇是方案研究的重點，參考國內諸多已建成項目，大多采用全封閉式隧道，主要為建設輔道與周邊路網相連通。下一階段將結合石家莊市城區(qū)高速公路城市化改造的規(guī)劃，進一步對方案的可行性進行論述研究。