鄆城至鄄城高速公路總體設計

張小柱，周小麗，易成軍

（1.中國葛洲壩集團股份有限公司勘測設計院，湖北 武漢 430000；2.武漢衡通公路勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430050；3.四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610041）

鄆城至鄄城高速公路（以下簡稱“本項目”）總體呈東西走向，路線起于梁山縣拳鋪鎮東坑村北側，對接兗鄆高速，通過樞紐立交與濟廣高速連接，向西跨琉璃河后，進入鄆城縣境，經楊莊集鎮、程屯鎮、潘渡鎮、侯咽集鎮、玉皇廟鎮、張魯集鎮、水堡鄉，在孫臏旅游城附近進入鄄城縣境，再過箕山鎮、大埝鎮、鄄城鎮，止于舊城鎮張莊北側（橋頭），接擬建的黃河特大橋，路線全長73.881km。

1 建設條件

項目區地處魯西南黃河沖洪積平原區，地形平坦、地勢開闊、起伏高差較小。出露第四系地層，以松散堆積為主，巖性以黏土、粉質黏土、粉土、砂土為主，偶含礫砂、礫石。

項目區屬暖溫帶半濕潤季風性大陸性氣候，春季干旱、多風；夏季高溫、多雨；秋季溫和、少雨；冬季干燥、寒冷。走廊帶內主要不良地質及特殊性巖土有地震液化、軟弱土、人工填土。

2 項目特點

（1）地形、地質條件雖較為簡單，但路網密集，特別是連接多條高速公路、國省道和規劃道路，且下穿鐵路、與規劃黃河特大橋相接，受控因素多，實施難度大，協調部門多，影響面廣。

（2）本項目位于高壓、風力發電場走廊附近，沿線居民區、場區及規劃區密集，土地、礦產資源寶貴，路線及立交布設影響因素多。

（3）項目區地處黃河沖積平原，資源寶貴、取土困難，合理確定路基高度，處理好與沿線路網、水網的關系，合理設置小型通行、排水構造物，是本項目的重點工作。

（4）項目所在區以砂土、粉砂土以及亞砂土為主，地震液化為主要的不良地質現象。選擇經濟、合理的處治方案是本項目工作的重點。

3 設計原則

高速公路勘察設計的成敗看總體設計，總體設計的要點是找準項目定位，處理好與沿線自然、社會等環境的關系，協調好外業勘察和各專業設計。首先采用合理、安全、精細化的設計理念，解決好環境和資源約束兩大矛盾，最終達到 “綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通”的目標定位；再次，根據項目所在區域建設條件、城鎮及路網現狀和規劃、實施計劃進行全面的技術經濟比較，選定合理的路線、立交以及各專業工程方案。各階段設計中深入貫徹了以下原則：

（1）堅持以人為本、安全至上的設計思路，貫徹落實“安全、環保、節約、耐久、和諧”的原則。

（2）從新發展理念和可持續發展的需要出發，以“六個堅持，六個樹立”為核心理論，樹立了“創新、協調、綠色、開放、共享”五大發展理念。

（3）堅持工程建設與自然、社會環境相和諧。

（4）堅持可持續發展原則，合理有效地利用當地資源，做到“五個合理”。

（5）加強造價控制，倡導科學的全壽命周期成本理念。

（6）加強與沿線相關部門協調，處理好公路建設與城鎮規劃、鐵路、管線、文物、工業、基本農田以及旅游資源等的關系，特別是項目建設與城鎮總體規劃、新農村建設的關系。

4 總體設計要點

4.1 路線方案比選

根據控制因素，初步設計擬定了同深度比較線3個（A、B、C 線），總里程32.654km，占K 線方案的44.2%；定性比較案4 個（D、E、F、H 線）為，總里程99.515km，占K 線方案的134.8%。

（1）路線方案應充分考慮互通位置，結合已有、在建、規劃路網以及城鎮布局等情況布設。K 線平縱線形指標高，里程更短，完全避開對大型養豬場的拆遷，工程造價更低，但需對規劃的單高速進行改線。A 線與規劃的單高速交叉角度大，布設容易，但路線繞行，離村落近。

圖1 侯咽集鎮段方案圖

（2）平原區方案應從避免與道路、河道小角度交叉，繞避大型結構物如養殖場、廠房、高壓線等。K 線與琉璃河交角大，與高壓線干擾小，立交緊湊，但拆遷大型廠房。C 線拆遷少，線形順直，但與琉璃河、800kv 高壓線小角度交叉，同時與引典西線工程干擾大。

圖2 李鄉村至北玉皇廟村段方案圖

4.2 路線優化

工可部分路段拆遷多，對800kv 高壓線影響較大，距離風力發電機場較近。設計階段，除對上述路段進行優化外，還從降低土石方，優化道路線形及行車安全等角度出發，對工可推薦路線平、縱面設計進行全面優化調整。

4.2.1 平面

平面優化主要從避讓結構物以及增加與有道路、河溝交叉角度方面考慮。如工可梁山縣拳鋪鎮段與高壓線走廊重合，需拆除高壓塔，并拆遷局部房屋。設置樞紐互通后距離現有濟廣高速上梁山互通凈距較近。設計階段將起點南移，避開高壓線，減少拆遷。

圖3 梁山縣拳鋪鎮段優化

再如工可方案路線侵占縣級保護文物吳玉璞德教碑墓，與既有風力發電場凈距不滿足安全要求。設計階段避開了對縣級保護文物吳玉璞德教碑墓的影響，并與風力發電機場保持315m 的安全距離。

圖4 吳玉璞德教碑墓段優化

4.2.2 縱面

縱面優化，更多是在定測階段。隨著勘測的深入，根據原路的高程、地方規劃的要求，結合構造物布設情況，調整變坡點位置、壓低縱坡，在滿足沿線通行、排水要求的前提下，最大限度降低填土高度，減少借方。

4.2.3 線形指標的掌握情況

全線共設平曲線23 處，直線最大長度為3446.996m，直線最小長度為312.182m，平曲線最小半徑為2870m/1 處，最大超高2%，平曲線占路線總長60.5%，路線增長系數為1.068；全線共設豎曲線149處，豎曲線占路線總長73.7%，凸型豎曲線最小半徑為20000m/20 處，凹型豎曲線最小半徑為12000m/2 處，最短坡長300m，最大縱坡2.35%/1 處。

4.3 特殊路基設計

測區地震動峰值加速度為0.10g～0.20g，地面以下20m 深度范圍內存在飽和粉土、砂土時，存在地震液化不良地質情況。根據地勘資料統計，全線不液化段落約為23.72km、輕微液化段落約為16.82km、中等液化段落約為22.45km、嚴重液化段落約為9.09km。設計結合本項目路基工程的特點以及《公路工程抗震設計規范》（JTG B02-2013）的規定，對砂土地震液化采取表1 處理原則；具體施工時可結合具體地質情況采取動態設計，選擇合適的施工方法。

表1 液化土地基處治方案表

4.4 橋梁設計

全線共設橋梁7390m/107 座（含互通立交主線橋及分離式立交），上部結構主要采用標準跨徑的預應力混凝土連續小箱梁、矮T 梁、空心板；大跨徑橋梁一般采用先簡支后橋面連續體系。對位于互通內的變寬、小半徑橋梁以及天橋采用預應力混凝土現澆連續箱。

橋墩：根據跨徑和角度不同分別采用雙圓柱墩和三圓柱墩，即跨徑小于等于16m 采用三圓柱墩，大于16m 斜交角度小于30 度采用雙圓柱墩、斜交角度大于等于30 度采用三圓柱墩，部分橋墩受防洪的要求，采用門架墩。

橋臺：根據填土高度、地質條件不同分別采用樁柱式臺、肋板臺、薄壁橋臺（適用小跨徑的通道橋）、扶臂橋臺（適用通道橋）。一般橋臺填土高度控制在5m以內，結合地形、地質情況優先選用樁柱式臺、薄壁橋臺、扶臂橋臺，樁基礎；當采用填土高度在8m 左右時，優先選用肋板臺、樁基礎；當為大幅縮短橋長時，填土高度可控制在12m 左右，采用加強型肋板臺、樁基礎。

5 互通服務設施設計

根據路網布局和項目核準，全線共設置10 處互通式立交，其中樞紐互通3 處，其余均為一般互通立交，平均間距為7.388km；服務區1 處。勘察設計期間，根據總體設計思路、現場實際、路線方案優化等情況，調整互通位置和型式、匝道與主線交叉方式、平交口位置等。

6 結語

高速公路勘察設計是一項復雜的系統工程，只有在做好總體設計的情況下，才能使建設工程安全、環保、經濟。根據鄆城至鄄城高速公路的設計實踐，筆者有以下體會。

（1）總體設計應統領全局，掌控好項目建設的基本原則和思路，其是整個工程勘察設計的靈魂，尤其對平原區高速公路的勘察設計起著決定性作用。

（2）總體設計不只是相關專業的簡單整合，應該通過對項目的功能定位、特點、重點、難點及其與各個專業關聯性的整體把握，在協調建設條件、設計內容和界面銜接的基礎上指導各專業進行設計。

（3）應充分研究論證路線與結構物、沿線路網、水系等關系，注重與城市出入位置的銜接，在方便車輛快速出入，減少對沿線干擾的前提下，降低填土高度。

（4）通行結構物布置以及改路應根據道路現狀及規劃，充分征求各級地方意見，達成一致。

（5）深入研究論證互通設置位置和方案，根據道路交叉情況，盡量創造條件采用匝道上跨的立交方案，以降低填土高度，提高行車安全性。

（6）沿線服務設施的選址和總體布局既要考慮本項目的需求、服務設施規劃，同時也要充分結合周邊路網的服務設施位置。

（7）項目前期的“精細設計”，施工期的“動態設計”是實現完美作品的重要舉措。