市政道路下穿高速公路設計方案研究

馬向前

（四川蓉信工程項目管理有限公司，四川成都610000）

0 引言

現階段城市周邊既有高速公路具有限制了土地使用、利用效率低、維護成本高等顯著缺陷，因此需要通過在市政道路下建設下穿高速公路的方式來達成提升高速公路運輸效率、推動城市快速發展的目的。新建道路穿越高速公路的工程往往采用橋梁跨越及下穿高速兩種方案，結合連云港市政道路的情況以及地方的實際需求，經對比分析兩種方案優缺點，可知下穿高速對本地區更具有實踐價值，故此該方案也成了本文所研究的重點。

1 下穿高速公路優缺點分析

下穿高速公路的最大優勢就在于其在施工過程中不會對既有的交通造成過多的阻礙，因而調整交通組織的難度較低。同時由于其施工難度較低，不會對工程周邊的自然環境與相關設施造成較大的傷害，施工中的損耗控制在合理的范圍中。另外下穿高速公路其工程造價較低。

究其缺陷，最主要的問題就在于其施工周期較長，通常三個月左右，因此即便是在其調整交通組織難度較低的情況下，較長時間維持單側交通運營，或采用封路繞行方案，也難免對當地居民造成一定不良影響。并且針對如暴雪、暴雨等突發狀況以及開學、放假等人流量劇增的重大節點時，下穿高速公路工程施工過程的抵御能力也較差，一旦出現問題，后續運營與管理的難度也會增加。這就需要相關人員能夠加強對下穿高速公路優缺點的理解與認知，進而在施工和設計過程中充分發揮其優勢，盡量規避其劣勢。

2 工程概況

在來連云港旅游的熱度不減、往來交通流量持續上升的情況下，如果連云港的道路不能得到進一步的改進與完善，就有可能在未來引發嚴重的交通擁堵[1]。

圣湖路作為進入花果山的主要入口之一，其交通功能與重要程度日益顯著，而其作為方案設計的主要路段，也具有十分重要的研究價值。圣湖路為城市主干道，紅線寬度50m，車速為50km/h，設計在k0+370段下穿高速公路。該路段土質較為復雜，本方案依照黏土與淤泥的分布將其分為上層土、中層土以及底層土三層，各層土質具體情況可見表1。

3 方案設計

3.1 橫斷面設計

本次將以臨連高速上跨橋的結構來完成圣湖路的下穿高速公路的連接與建設，采用的是4m×6m 的空心板梁橋。為保障上跨橋的穩定性與實用性，下穿部分的橫斷面會選用四塊板來完成支撐，將下穿部分的機動車道高度確定在4.5m，而非機動車道則在3.5m。

3.2 路面結構處理以及路基設計

機動車道的縱坡角度應保持在3.85%以下，而非機動車道的最大縱坡應保持在2.5%以下，為保證下穿道后期能夠穩定運行，決定選用24cm 的鋼筋混凝土路面作為下穿段面層，結合具有較強防水效果的穩定碎石基層以及100cmC35 的鋼筋混凝土結構底板[2]。

為滿足相關規范和地區通行的要求，凈高按4.5m高度考慮，需要對現狀土體超挖1.0m 的現狀土。該段的路床正處于黏土與淤泥混雜的黏土層，因此也需要相關技術人員在正式的路段施工之前先對路床進行加固處理，以此來保證施工過后該路段的承載力以及沉降能夠達到規范要求。

施工區域周邊均為稻田，其土質具備建設施工的基本條件，因此針對該段可選用換填法以及注漿法兩種方式來完成建設。在綜合考慮對比后考慮到前者需要深挖換填近2.8m 的土層，不僅會對當地的環境造成破壞，還有可能影響到橋墩后續的使用壽命，因此決定選用注漿法完成最后的建設。

4 地基設計

針對該路段的地勢特點以及土質條件，可選用造價更低、同時工程建設更加便利、安全性更高的分級放坡形式的基坑支護。經過計算與研究后得出，想要進一步提升邊坡的堅固程度，就需要在邊坡上打樁直徑為500mm，間距為1.0m 的粉噴樁。具體的方案為分放坡度為1∶2 的二級坡，按照大于1.45m 的標準將一級坡放置于淤泥表層之上，同時在中間設置直徑為5m 左右的寬原平臺。采用粉噴樁處理二級坡，并將其放置在基地坑底部，同時要保持樁與樁中心間距1.4m，并將粉噴樁穿越淤泥層不小于50cm 后進入黏土層，設計標高為－8.5m 左右。

5 粉噴樁計算

單樁承載力計算：

單樁承載力：Ra = min{Ra1, Ra2} = 73.6kN

復合樁承載力計算公式：

復合樁承載力計算：

6 施工方案

正如上文所言，由于該路段的交通流量較大，并且在未來還呈現不斷上升的趨勢，而注漿法施工對既有路基的影響最小，因此對比了其與裝填法之間的優勢及劣勢之后，最終決定在該路段采用注漿法來加固地基。結合現場實際情況，滿足設計規范前提下確定注漿處理長度為2.5～3m、間距為1.5m, 孔徑為0.8cm，按照固定順序依次完成注漿。其漿液應該選取普通硅酸鹽水泥，水灰比應保持在0.5～0.6。注漿過后的局部承載力可達到132kPa，施工后沉降不會大于0.18m，具有較強的實踐價值。

6.1 施工流程

下穿高速公路路段應按照如下順序完成施工：首先，準備階段，這一階段應先后完成清理表層清淤、毛渣處理等基礎準備工作。其次，要依次開展鉆孔注漿、路床建設、鋪設污水管道、安裝雨水泵房、路面基本建設、鋪筑瀝青等基本施工。最后，要完成路面附屬工程施工、照明裝置的安裝、路面輔助設施的安裝以及綠化工作。

6.2 施工重點

首先，針對黏土淤泥表層的清理工作需要工作人員按照嚴格的標準分段、分層開挖，并且要確保每層的厚度不能超過1m。同時要注意廢棄淤泥以及垃圾，不可堆放在施工路段周圍，應采用隨挖隨棄、隨運隨填的工作方式及時清除現場垃圾。

其次，在開展鉆空注漿工作時應將注漿加固范圍擴展至非機動車道與人行道之上，針對綠化以照明設施的周圍無須注漿處理。同時應采用專業的地質鉆機打注漿孔，注漿的純度、濕度等條件應按照嚴格的標準進行配置。

最后，相較于以往的施工環境而言，當下的下穿高速公路施工現場的安全性得到了廣泛提升，但仍要以工程人員的安全為第一施工要素。

7 結語

綜上所述，市政道路下穿高速公路的設計方案對于連云港地區而言確實具有極高的可開發價值，工程落實后當地的高速路周邊環境能夠得以改善的同時，交通運輸的效率與質量也會穩步上升，這對于提升往來居民的生活質量與運輸質量，促進當地社會經濟水平的提升皆有一定的積極影響。該方案能夠為類似工程提供參考，并且對注漿施工的分析也能給相關的施工管理人員與設計人員帶來一定的啟示。