G237祁門城區(qū)火車站橋至華橋橋段改造工程路線設(shè)計(jì)

劉振

[同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

祁門縣，隸屬于安徽省黃山市。地處黃山西麓，與江西毗鄰，是安徽的南大門，是“九山半水半分田”的山區(qū)縣，土地資源十分寶貴。

國道G237（濟(jì)寧—寧德）是我國的一條普通國道，總體呈南北走向，位于安徽省“八橫四縱”公路網(wǎng)中的“縱三”和“橫八”通道上。G237 祁門段境內(nèi)途徑安陵等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，路線總體南北走向至渚口鄉(xiāng)后，向東經(jīng)小路口鎮(zhèn)、橫跨祁門縣城、金字牌鎮(zhèn)至黃山市，是祁門縣及其重要交通走廊，同時，G237 也是城區(qū)向東至黃祁高速祁門東互通的唯一通道。

現(xiàn)狀G237 火車站橋以西城區(qū)段為雙向4 車道二級公路，華橋橋至S42 黃浮高速祁門東互通連接線段也已于2014 年拓寬改造為雙向4 車道二級公路，火車站橋至華橋橋段僅為雙向2 車道二級公路。作為祁門縣交通運(yùn)輸?shù)拿}，加快G237 城區(qū)火車站橋至華橋橋段的建設(shè)是必要的和緊迫的。為了適應(yīng)交通發(fā)展需要，統(tǒng)籌城市發(fā)展規(guī)劃，促進(jìn)市域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對本項(xiàng)目進(jìn)行升級改造是十分必要和迫切的。

1 工程概況

本段G237 位于祁門縣城區(qū)東側(cè)，起點(diǎn)位于火車站橋頭，與過境路- 新興路交叉口相接，路線東西向布設(shè)，于加油站橋偏離老路，經(jīng)天之紅公司、升暉駕校后在樁號K1+300 處跨越金東河，在河?xùn)|側(cè)樁號K1+391 下穿在建的昌黃高速鐵路，在金東河南側(cè)敷設(shè)，在漫水橋西側(cè)跨過金東河接回G237，沿老路拼寬，于華仁堂老廠房處跨越金東河，在河南側(cè)敷設(shè)后在華橋橋南側(cè)跨越金東河后接入已改建老路，見圖1。路線全長約3.65 km，道路現(xiàn)狀為雙車道二級公路，現(xiàn)狀路基寬度為10～15 m。

圖1 祁門縣城市環(huán)路示意圖

根據(jù)《祁門縣城總體規(guī)劃（2018-2035 年）》，祁門縣城將形成“一環(huán)、三帶、四區(qū)、多組團(tuán)”的布局結(jié)構(gòu)，其中本線為“一環(huán)”（G237—北環(huán)線—華揚(yáng)大道）城市環(huán)路的重要組成部分。同時，本段G237（原S326），還是城市對外聯(lián)系的主要通道，是城市向東以及聯(lián)系黃祁高速和的唯一通道。

本段G237 兼顧國道與城市環(huán)路功能，采用一級公路兼顧城市道路功能，設(shè)計(jì)速度60 km/h，路基斷面24.5 m。

2 交通分析

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014），新建及改擴(kuò)建公路項(xiàng)目以及公路設(shè)計(jì)交通量預(yù)測年限為20 a，綜合建設(shè)條件，該項(xiàng)目交通預(yù)測特征年限近期為2021 年、2026 年、2031 年、2036 年以及2041 年。

本項(xiàng)目的遠(yuǎn)景交通量采用相關(guān)道路沿線交通量與項(xiàng)目影響區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展指標(biāo)（地區(qū)生產(chǎn)總值）進(jìn)行相關(guān)分析，并輔以彈性系數(shù)法進(jìn)行修正，預(yù)測未來特征年趨勢交通量；誘增交通量以趨勢交通量為基礎(chǔ)，采用重力模型進(jìn)行分析預(yù)測；由趨勢型交通量、誘增交通量組成本項(xiàng)目的遠(yuǎn)景交通總量。根據(jù)沿線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)、客貨運(yùn)流量流向、發(fā)展規(guī)劃、容量限制和發(fā)展趨勢分析，結(jié)合沿線未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)布局設(shè)定參數(shù)，預(yù)測本項(xiàng)目區(qū)域交通運(yùn)輸發(fā)展趨勢，確定本項(xiàng)目的遠(yuǎn)景交通量。預(yù)測思路見圖2。

圖2 交通量預(yù)測流程圖

根據(jù)趨勢和誘增交通量的分析預(yù)測，然后將各組成部分的交通量預(yù)測結(jié)果進(jìn)行匯總，最終得到本項(xiàng)目的交通量預(yù)測結(jié)果，結(jié)果見表1。

表1 本項(xiàng)目特征年交通量預(yù)測結(jié)果 單位：pcu/d

3 功能定位與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 功能定位

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）中技術(shù)等級選用應(yīng)遵循的原則：公路技術(shù)等級的選用應(yīng)根據(jù)路網(wǎng)規(guī)劃、公路功能，并結(jié)合交通量論證確定。

本項(xiàng)目是連接祁門城區(qū)與黃祁高速的重要組成部分，項(xiàng)目的建設(shè)改善了祁門縣對外交通條件，促進(jìn)了祁門縣經(jīng)濟(jì)的更快發(fā)展。同時，G237 是祁門縣東西向重要交通走廊，是規(guī)劃城市環(huán)線的重要組成部分。

因此，本項(xiàng)目的使用任務(wù)一方面是東西橫向連接的國道干線；另一方面，本線沿線居民區(qū)、企事業(yè)單位密集，沿線平交口較多，房屋密集，也承擔(dān)著也是城市的環(huán)線道路的功能。因此，本項(xiàng)目宜定位為高等級公路兼顧市政道路功能。

3.2 公路等級確定

依照《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）中有關(guān)公路分級要求，一級公路的年平均日設(shè)計(jì)交通量宜在15 000 輛小客車以上。根據(jù)交通量預(yù)測結(jié)果，本項(xiàng)目預(yù)測第20 年交通量為20 588 輛/d（小客車），因此本項(xiàng)目應(yīng)選用一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 設(shè)計(jì)速度

一級公路，設(shè)計(jì)速度宜采用100 km/h、80 km/h或60 km/h。本項(xiàng)目屬于城市規(guī)劃區(qū)域，周邊規(guī)劃市政道路較多，本項(xiàng)目同時應(yīng)兼顧城市發(fā)展，與周邊路網(wǎng)銜接，兼顧市政道路功能，城市主干路設(shè)計(jì)速度有60 km/h、50 km/h 和40 km/h。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)速度應(yīng)兼顧一級公路與城市道路標(biāo)準(zhǔn)，因此，設(shè)計(jì)速度采用60 km/h 較為合理，路基寬度采用24.5 m。

3.4 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

按照一級公路標(biāo)準(zhǔn)的斷面型式布置，24.5 m=0.75 m 土路肩+3.0 m 硬路肩+3.5 m×2 車行道+0.5 路緣帶+2.0 m 中分帶+0.5 路緣帶+3.5 m×2 車行道+3.0 m 硬路肩+0.75 m 土路肩，見圖3。

圖3 一級公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（單位：cm）

結(jié)合本項(xiàng)目兼顧市政道路功能的特點(diǎn)，在有限的路幅寬度的基礎(chǔ)上對橫斷面進(jìn)行優(yōu)化，保持道路中分帶和車行道寬度不變；將3.0 m 硬路肩優(yōu)化為1.5 m，兼顧公路硬路肩功能，同時也為非機(jī)動車提供騎行空間；0.75 m 土路肩加上硬路肩空余的1.5 m，合成形成2.25 m 寬人行道。

即：24.5 m=2.25 m 土路肩（人行道）+1.5 m 硬路肩（非機(jī)動車道）+3.5 m×2 車行道+0.5 路緣帶+2.0 m中分帶+0.5 路緣帶+3.5 m×2 車行道+1.5 m 硬路肩（非機(jī)動車道）+2.25m 土路肩（人行道）。具體見圖4。

圖4 本項(xiàng)目路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（單位：m）

3.5 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目為一級公路兼顧城市主干路功能，因此在技術(shù)指標(biāo)選取上不僅要滿足一級公路的要求，也要滿足城市主干路的要求，具體見表2。

表2 主要技術(shù)指標(biāo)表

4 起終點(diǎn)及主要控制因素

4.1 起、終點(diǎn)

本項(xiàng)目西起城區(qū)火車站大橋路口，東至華橋橋頭東側(cè)，兩段均為雙向4 車道，唯獨(dú)本段為雙向2 車道，起終點(diǎn)選擇經(jīng)濟(jì)合理，見圖5。

圖5 路線起終點(diǎn)現(xiàn)狀

4.2 主要控制因素

本項(xiàng)目地處兩山之間的狹長河谷地帶，土地資源匱乏，沿線分布了密集的居民點(diǎn)及企業(yè)廠房，主要的控制因素有：

（1）G237 老路為雙向2 車道二級公路，路基寬度10～15 m，臨河段標(biāo)高滿足金東河20 a 一遇水位要求。

（2）本段金東河流向?yàn)樽詵|向西，河道比降較大，百年一遇水位為124.52～120.42 m，20 a 一遇水位為123.59～119.15 m。

（3）昌景黃高鐵金東河特大橋，已完成施工圖設(shè)計(jì)，正進(jìn)行施工，橋梁跨徑32.7 m，梁底設(shè)計(jì)標(biāo)高約134.5 m。

（4）現(xiàn)狀皖贛鐵路本段為III 級鐵路，本段為填方路基段，標(biāo)高為124～125 m。

（5）沿線企業(yè)廠房及居民住房，主要包含天之紅以及祁紅公司等，均為祁門縣知名企業(yè)，路線予以避讓；沿線居民房屋密集，應(yīng)避免大面積拆遷。

主要控制因素發(fā)布見圖6。

圖6 主要控制因素分布圖

5 方案研究

5.1 總體布置

（1）本項(xiàng)目位于祁門縣城區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)，應(yīng)遵循祁門縣總體規(guī)劃。

（2）項(xiàng)目周邊土地資源緊張，沿線建筑物密集，為配合項(xiàng)目的順利實(shí)施，應(yīng)盡量減少拆遷。

（3）本項(xiàng)目為臨河公路，應(yīng)滿足防洪排澇要求。

（4）項(xiàng)目與在建高鐵橋梁相交、與鐵路路基并行，應(yīng)滿足相關(guān)鐵路規(guī)范要求。

5.2 路線方案比選

K 線路線布置如下: 路線起點(diǎn)位于祁門縣城區(qū)火車站橋路口，與過境路- 新興路交叉口相接，路線東西向布設(shè)，于加油站橋偏離老路，經(jīng)天之紅公司、升暉駕校后在樁號K1+420 處跨越金東河，在河?xùn)|側(cè)樁號K1+470 下穿在建的昌黃高速鐵路，在金東河南側(cè)敷設(shè)，在漫水橋西側(cè)跨過金東河接回G237，沿老路拼寬，于華仁堂老廠房處跨越老金東河，在河南側(cè)敷設(shè)后在華橋橋東側(cè)接入已改建老路。

在加油站橋—祁紅公司段和祁紅公司段—終點(diǎn)布置了兩段比選線，分別為B 線和C 線，見圖7。

圖7 路線比選圖

5.2.1 加油站橋—祁紅公司段

（1）K 線方案

K 線為在加油站橋處偏離老路，沿加油站南側(cè)河道邊布設(shè)，占用天之紅部分用地、升暉駕校訓(xùn)練場地，后跨越金東河向南，金東河南側(cè)下穿規(guī)劃昌景黃高速鐵路橋梁，在金東河南側(cè)和皖贛鐵路北側(cè)河灘地布設(shè)，在漫水橋西側(cè)跨越金東河后接回老路，路線全長1.66 km。

（2）B 線方案

B 線總體沿老路布設(shè)，路線兩側(cè)房屋密集，路線在滿足60 km/h 的設(shè)計(jì)速度標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，盡量減少征地拆遷。路線在升暉駕校西側(cè)，跨越現(xiàn)狀水系，需對老橋拆除重建；在鑫居家具廠西側(cè)跨越現(xiàn)狀水系，需對老橋拆除重建；鑫居家具廠處下穿規(guī)劃預(yù)留昌景黃高鐵橋，路線在漫水橋西側(cè)設(shè)置半徑為160 m的圓曲線接回K 線，路線全長1.612 km，見圖8。

圖8 K 線、B 線路線方案比較圖

（3）方案比較

方案優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：

K 線方案優(yōu)點(diǎn)：

符合祁門縣整體規(guī)劃；

線形相對較好，避開密集居住區(qū)，行車干擾??；

對道路整體景觀提升好；

拆遷少，工程實(shí)施難度低；

本方案得到祁門縣政府的支持。

K 線方案缺點(diǎn)：

樁柱式路基，總體造價(jià)高；

侵占部分河道，雖已進(jìn)行補(bǔ)償，但對河道會造成一定影響。

B 線方案優(yōu)點(diǎn)：

老路拓寬，整體造價(jià)較節(jié)約；

不占用河道，對河道幾乎無影響。

B 線方案缺點(diǎn)：

拆遷量大，距離居民房屋近，施工干擾大，項(xiàng)目實(shí)施難度大；

路線線形差，急彎多，行車不安全；

道路穿越居住密集區(qū)，行車干擾大，行車安全性差；

作為城市東大門，對景觀提升不大；

祁門縣政府不推薦該方案。

經(jīng)過對B 線方案和對應(yīng)段落K 線進(jìn)行同等深度的比較論證后，認(rèn)為K 線方案新增拆遷少、實(shí)施難度較低，二者相比推薦采用沿新建路線的K 線方案。該段推薦采用K 線。

5.2.2 祁紅至華橋橋段

在祁紅博物館西側(cè)至華橋橋段，布置C 線與K線兩個方案進(jìn)行定性比較。

（1）K 線方案

路線整體向河道側(cè)拓寬，在安置小區(qū)段，路線沿老路兩側(cè)拓寬；穿越已廢棄的華仁堂藥業(yè)公司，上跨金東河，在河道與鐵路之間河灘地布設(shè)，在華橋橋南側(cè)跨越金東河后接回老路。

（2）C 線方案

C 線方案始于K 線樁號K1+720=CK1+720，于七里亭祁紅博物館北側(cè)向北翻越山體，沿安置小區(qū)北側(cè)山體布線，在祁門經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)接回現(xiàn)狀老路，經(jīng)華橋橋后接回K 線，C 線樁號CK3+770.527。

K 線、C 線路線方案比較見圖9。

圖9 K 線、C 線路線方案比較圖

（3）方案比較（見表3）

表3 C 線與K 線對比表

經(jīng)對比，C 線拆遷建筑面積多，社會影響大，項(xiàng)目后期實(shí)施難度大；土石方工程量大，防護(hù)面積多，對山體及林地破壞大，總體造價(jià)高，因此，本段推薦K 線。

5.3 主要節(jié)點(diǎn)方案

5.3.1 火車站橋—加油站橋

路線西起加油站橋- 新興路交叉口，接火車站橋頭，起點(diǎn)樁號K0+150，道路沿老路布設(shè)，本段老路北側(cè)房屋密集，南側(cè)臨河段，設(shè)置了擋墻駁岸，見圖10。

圖10 火車站橋至加油棧橋段實(shí)景

本段采用向南側(cè)河道拓寬的方案，為減少侵占河道，向河道拓寬處采用樁柱式結(jié)構(gòu)型式。

沿線房屋密集，標(biāo)高與現(xiàn)狀路順接，滿足《祁門縣城市防洪規(guī)劃》祁門縣城市防洪標(biāo)準(zhǔn)（20 a 一遇），根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.2 條第2 款，城市周邊地區(qū)的公路路基設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)結(jié)合城市防洪標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》6.0.5 條第2 款，沿河縱向高架橋設(shè)計(jì)洪水頻率符合第5.0.2 條路基設(shè)計(jì)洪水頻率要求。

因此本段路基、橋梁均采用祁門縣城市防洪標(biāo)準(zhǔn)，同時為減少板厚，降低對景觀的影響，降低對行洪影響，采用短跨型式，采用9 m 跨，寬度12.0 m，見圖11。

圖11 火車站橋至加油站橋橫斷面布置圖（單位：m）

本段公路左幅利用老路，右幅新建沿河棧橋，采用分幅設(shè)計(jì)，縮短棧橋與老路基的交界段，便于項(xiàng)目實(shí)施。

5.3.2 下穿昌景黃高鐵橋梁段

在樁號K1+391 處下穿在建昌景黃金東河特大橋，高鐵橋跨32.7 m，橋墩凈距28.11 m，由于路線與高鐵橋斜交42°，橋孔投影至路線上的距離僅18.8 m。無法整幅下穿，因此，在本節(jié)點(diǎn)，路線分幅下穿在建昌景黃高鐵橋，根據(jù)《公路與市政工程下穿高速鐵路技術(shù)規(guī)程》（TB 10182—2017）要求，下穿公路優(yōu)先選用橋梁結(jié)構(gòu)型式下穿，控制橋梁防撞護(hù)欄距離高鐵橋墩凈距為2.5 m，見圖12。高鐵橋梁梁底高程134.77 m，該處金東河百年一遇水位121.338 m，本橋設(shè)計(jì)標(biāo)高124.95 m，凈空9.8 m，不僅滿足洪水標(biāo)高，也滿足公路凈空要求。

圖12 G237 下穿昌景黃高鐵展開立面圖（單位：m）

在下穿昌景黃高鐵后，本線與皖贛鐵路路基并行，間距為26 m，滿足《公路鐵路并行路段設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》 對于設(shè)計(jì)速度小于60 km/h 的一級公路與III級鐵路并行路基邊線26 m 的要求，見圖13。

圖13 G237 下穿昌景黃高鐵平面圖

6 結(jié)語

根據(jù)交通部《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013 年—2030年）》規(guī)劃，樹立了“縣縣通國道、地市通高速”的目標(biāo)，目前各個省份對公路路網(wǎng)等級進(jìn)行調(diào)整，隨之而來的是對低等級公路的改造。

山區(qū)小城市往往沿著公路發(fā)展，改造時不僅僅要求其機(jī)動車通行能力的匹配、提高線型指標(biāo)滿足安全的要求也要滿足城市發(fā)展而帶來的人非交通的需求。本項(xiàng)目在常規(guī)公路斷面的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，合理布置機(jī)、非、人的斷面型式，可為同類項(xiàng)目提供借鑒。

對于山區(qū)城市，某一方向?qū)ν庾呃韧俏ㄒ坏?，鐵路、河道以及各類管線置于其中，這些對公路的布線影響巨大，在設(shè)計(jì)時需將各因素考慮進(jìn)去，滿足各個部門的要求，合理布線的同時也為城市發(fā)展預(yù)留便于開發(fā)的土地。