勘察设计经验及体会

广东龙川至怀集公路**段

勘察设计经验及体会1.概述1.1项目概况本项目是国家高速公路网规划“71118”布局方案中第17横一汕头至昆明高速公路的重要路段，也是广东省“九纵五横两环”高速公路网规划主骨架中“一横”的重要组成部分。勘察设计周期为2013年6月〜2015年3月，项目于2014年12月底开工建设，2017年12底交工通车。图1项目地理位置图技术标准本项目采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度100km/h,路基宽度26m,余按《公路工程技术标准》（JTG1/28801-2003）执行。主要工程规模路线长度127.5km,设置桥梁33581.2m/109座，设置隧道11855m/5座，互通立交13座，服务区3处，停车区1处，养护工区2处，集中居住区1处，管理中心1处。.项目特点、重点、难点项目特点⑴沿线地形、地质条件复杂。⑵路线里程长、工程规模大、控制工程多。⑶控制因素众多，协调问题多。⑷环境敏感点多。⑸走廊相对唯一，与省道$341共廊带。⑹耕地资源稀少，居民点分布较多。⑺具有浓厚的客家文化。⑻九连山越岭高差大，存在连续纵坡。重点、难点⑴勘察手段的选择对查明地质情况很关键。⑵降低工程规模、控制工程投资是重点。⑶九连山越岭段建设条件复杂，布线困难。⑷沿线自然景观优美，各类保护区多，环保压力大。⑸重点工程多，勘察设计难度大。⑹走廊带狭窄，与省道S341关系复杂，施工保通压力大。2/28⑺沿线经济落后，地方诉求多，民风、民俗制约大。.勘察设计目标、理念明确目标，有的放矢项目伊始，根据本项目在路网中的地位和作用、建设条件、项目特点、重点、难点等，结合业主的建设目标，确定以“安全、经济、环保、和谐、耐久、文化、标准化”作为本项目总体设计目标，以此指引勘察设计工作的实施。凸出理念，重在落实结合项目实际，落实“六个坚持、六个树立”公路新理念的要求。⑴环保理念的落实坚持“不破坏就是最大的保护”原则，根据项目所处自然条件和环境特点，深入调查，进行针对性设计。工程实例：①水源保护区环保措施：东江大桥穿越东江饮用水源二级保护区，桥梁采用了HA级特高等级防撞护栏，避免车辆坠落造成水源污染。②地质公园段环保措施：TJ16标连平省级地质公园段，该段缺方，骈弃以往山脚布线的半填半挖方式，大部分采用低填方案，减少占地和减少对山体环境的破坏。3/28图2地质公园段路线总体布置图⑵安全理念的落实坚持“以人文本，安全第一”的原则，重视总体设计，注重线形的选择、指标的把握、工程方案的可靠性。本项目在总体设计中加强了安全设计，例如:①考虑目前车辆行驶性能的提高，设计中平曲线最小半径采用了1000m（对应120km/h一般值）。②对于平曲线半径小于1280m的路段，采取了加宽中分带的方式改善视距。③连续纵坡段上坡方向选择路基段设置了港湾式停车带，下坡段根据地形设置了避险车道。④路基与隧道出入口采用护栏逐渐过渡，并设置端头，解决了3m到75cm的突变问题。⑤互通出口三角端设置了1人级防撞垫，降低了正面碰撞4/28的危害程度，同时可对车辆有导向作用。⑶资源节约理念的落实充分贯彻“实行最严格的耕地保护制度”精神，设计中路线布设尽量选择山地、荒地，充分利用既有道路资源，在投资增加不多情况下尽量采用支挡结构收坡，灵活采用线形控制隧道分线距离等。工程实例：①牛岭水路段：初步设计采用与省道S341分设走廊，施工图阶段调整为与省道$341傍行，充分利用既有走廊用地，减少新增占地数量。图3牛岭水段路线方案图②忠信、油溪、陂头段：属于山间平原地貌，满足内涝水位的前提下，尽量压低纵面，减少占地；充分利用地表河流滩地，路线平面尽量拟合河流走向并靠近布设，减少耕地占用的同时，可减少土地分割，利于土地综合利用。5/28

图4油溪段路线总体布置图⑷人文理念的落实粤北山区，客家聚居区，沿线分布有寺庙、祖屋、祠堂、古树、风水山等。路线本着尊重当地民俗的原则进行布设，减少了社会影响，利于项目实施。工程实例:①桃园坝老屋段：初设阶段考虑减少对河道的干扰、加大与医院建筑物的距离选择从其前方通过，施工图阶段经与地方反复沟通绕至其后方通过。图5桃园坝老屋段路线方案图6/28②密西村段：经调查村后有两座风水山，布线时通过适当降低平面指标，绕于其背面通过。图6密西村段路线方案图⑸服务公众理念的落实本项目多数路段靠近城区布设，路线布设本着“近城不进城”的原则，权衡控制因素，尽量减少对地方规划的影响；在互通选址、连接线标准、立交命名上充分尊重地方意见；结构物布设时充分预留地方远期发展需求；过居民生产、生活区路段优先选择横向下穿主线方案。工程实例：①陂头镇路段：初步设计阶段针对陂头镇规划布置了K线和B7线，B7线路线短416m,占地、拆迁成本低。桥梁规模长345m,对地方规划干扰大，地方反对，推荐K线。7/28

图7K线、B7线路线方案比较图②威斯达酒店段：初设线位从连平县威斯达酒店的规划范围边缘通过，经多次沟通、协调，地方及维斯达酒店投资方要求在初设线位的基础上进一步向山上靠。施工图设计阶段线位进一步南移（最大约140m）,道路红线基本调出威斯达酒店红线外。图8威斯达酒店段路线方案布置图⑹全寿命理念的落实8/28注重全寿命周期成本，方案设计过程中充分考虑项目初期的建设成本和后期的维修、养护成本。工程实例：金花隧道轴线选择：从油溪至金花隧道进口路段地势逐渐升高，金花隧道进口前约1500m路段沟谷狭窄，与排水通道共用狭窄沟谷，受山体、省道挤压路线布设困难，受水影响大。初步设计阶段布设了加长隧道避开上述狭窄沟谷的B14线（金花隧道长6065m）、B15线（金花隧道长5510m），与沿沟谷布线控制特长隧道规模的K线（金花隧道长4765m）比较。B14线、B15线解决了狭窄沟谷布线难题，大大降低了水的影响程度，但建设成本高，均需分段通风、后期营运费用高，最终选择了建、养成本低，采取工程措施处理的K线方案。图9K线、B14线、B15线路线方案比较图9/28.主要勘察设计经验总结优化管理，紧控工期⑴充分发挥总体组作用，有序推进各合同段、各专业勘察设计工作。由公规院牵头，联合本项目其他各合同段勘察设计单位成立了总体设计单位，积极建立工作半月报制度、不定期召开协调会议、编制项目指导性文件、组织召开设计方案内部审查会议、编制有关模板文件、组织编制项目通用图、组织有关专题审查会议、组织方案评审及设计文件核查等，高效、有序地推进了勘察设计工作。⑵丰富评审程序，加快方案审定时间。为尽快稳定工程方案，推动项目快速推进，改变了以往初测、初设、定测、施工图设计审查的惯例，增加了内审、总体组审查等过程审查，为设计工作开展赢得了时间。⑶业主深度介入，责任到人。项目实施过程中，业主参与工程方案制定，紧控进度，明确责任人，充分发挥业主协调能动性。⑷打破常规设计顺序，实行交叉平行作业。为提高项目勘察设计进度，尽早开工，过程中工可修编与初测交叉、定测与初设部审交叉、先行标施工图设计与定测交叉、控制工程修编与一般标段施工图设计交叉、先行工程施工10/28与其他标段施工图设计交叉等方式开展设计工作，既满足了项目工期任务，又使不同阶段成果共享、相互验证和支撑，提高了勘察设计效率。⑸充分应用过程成果，提前开展工作。地勘实行业主、监理、设计多级管理制度，有效地保证了成果的可靠性，过程成果可直接用于设计。地形图采用机载雷达摄影技术，初测阶段将形成的等高线草图与影像图叠加使用，满足初测方案研究工作要求。过程成果的使用，缩短了勘察设计的周期。多管齐下，控制工程规模初设阶段以工程规模为重要指标进行多层次、多角度的路线方案比选；施工图阶段以高精度数模及详勘为基础，移线调坡，反复优化平纵面线形，灵活运用错台路基；根据地形、地质、功能合理设置桥梁，旱桥结合土石方与填方对比；控制隧道间距、合理确定洞门型式，查明地质，科学划分围岩等级；谐调土石方，将隧道弃渣统筹考虑，尽量在标段内平衡，控制高填、深挖规模；优化立交位置、细化立交指标；服务区灵活运用台阶式场区降低土石方和边坡规模等等，达到控制规模、降低工程投资的目的。项目工程规模变化：路线里程由工可的***，初步设计的***，到施工图的***；桥梁由工可的***，初步设计的***，到施工图的***；隧道由工可的11675m，初步设计的9925.5m，到施工图的9836.5m。11/28重专业设计，促品质、绿色建设⑴路线-灵活地进行平纵面设计灵活运用错台路基方案：根据地形、地质条件，对2个路段采用平、纵分离设计的方式，达到降低工程规模、减少占地、提高安全性等。①金花洞村段为典型陡坡路堤，通过降低右幅路基标高、并设置C20挡墙，降低了高填高度，提高了陡坡路基稳定性。②粗石山隧道出口段，受地形条件制约，左右线若采用统一标高或造成左线挖方边坡较高或不利右线填方路基稳定，通过抬高左线、降低右线标高的方式，解决了上述问题，并消化了隧道弃渣。⑵路基工程-因地制宜，精细设计①灵活、精细的横断面设计路基横断面密切结合沿线地形、地质条件、路基填挖与土石方平衡、弃土与路基稳定性等进行综合规划设计，弃土反压、错台路基、半路半桥、路堤路堑加宽平台、路堤路堑挡墙等多种横断面形式灵活选择，有针对性地具体设计。12/28翘精邮01QM4D1:400—铀触*图10K104+940横断面设计图②因地制宜的水文勘察设计互通匝道相交处优化传统圬工水沟为碟形植草水沟；沿河路段验算分析设计洪水位，确定路基最小设计高度和涵洞设置间距；局部冲沟汇水路段，逐工点设计排水沟尺寸。⑶桥梁工程-推行标准化，不断创新、优化设计①大力推进预制拼装结构上部结构尽量采用预制结构，便于工厂化、装配化，尽量减少混凝土现浇结构。预制梁不仅仅应用在主线等宽段落，互通区主线和匝道桥也尽量采用预制梁。与现浇梁相比，除了可以降低造价，预制梁的工厂化和装配化也便于施工，缩短施工工期，减少施工风险，降低工程建设对环境的影响，与绿色生态环保理念相统一。②超小半径匝道上应用预制结构匝道桥采用预制结构一般情况要求平曲线半径三150m,本13/28

项目进行了突破，连平东互通B匝道桥平曲线半径R=60m时，采用19m跨径预制梁（断面采用20m标准梁断面）。图11连平东互通B匝道桥实景图③小半径、大跨度采用钢箱梁元善枢纽互通D匝道跨越大广高速（路基宽33.5m）桥梁段，交叉处匝道桥圆曲线半径90m，一跨跨越的跨径不小于43m。采用混凝土梁扭矩和横向弯矩值明显偏大，钢束对竖向反力分配影响大，容易倾覆。设计采用受力合理、施工方便、适应性强的钢箱梁结构，跨径25+43+25m梁高2.山，采用临时支墩辅助分节段吊装现场焊接的施工方法。图12元善枢纽互通D匝道桥实景图14/28④优化上部结构，减少模版投入主线在桩号K91+745.6与G105国道相交处采用了2X33m小箱梁结构。为减少模板投入，便于施工，33m小箱梁以“翼缘板及顶板加厚，翼缘板以下的部分与30m小箱梁相同”的思路设计。⑤小角度跨越省道S341的结构优化设计本项目跨越省道S341达12次，交叉角度多样，最小处仅有20°左右。上部采用标准跨径预制梁，下部个别采用门架墩或大悬臂墩，与现浇梁相比，工程规模明显减小，较造价低、施工难度和风险小。15/28

」14跨越省道S341桥梁结构型式⑥水源保护区段采用HA级特高等级防撞护栏东江大桥穿越东江饮用水源二级保护区，东江大桥主桥采用60+100+60m预应力砼变截面连续刚构。图15东江大桥立面|图图15东江大桥立面|图为避免车辆坠落造成水源污染，采用HA级特高等级防撞护栏，防护能量760kJ。防撞护栏高度加高至1.5m，上部采用钢16/28

结构，立柱采用分离型人字形结构。特别适用于穿越保护区、铁路等需要加强防护等级的桥梁，具有很高的推广价值。图16HA级特高等级防撞护栏设计与实景图⑷隧道工程-强化安全、生态，重视动态设计①贴近自然的隧道洞口洞门设计金花特长隧道进口右洞增加了偏压挡墙，安全性和实用性得到进一步优化；金花特长隧道出口左洞端墙式洞门内侧缩短两米，使整个洞门与环境更协调。东联隧道进出口左右线的明洞进行了接长并配合完善的地基处理，将洞门型式由端墙式调整为削竹式洞门，使洞门与自然更加和谐，减少人工痕迹，融于自然。粗石山特长隧道进口位于省道下方，在原洞顶注浆后进行了绿化恢复，使整个洞门与环境更协调；粗石山特长隧道出口洞门在多方案比选后，选择了简约庄重的对称端墙洞门，周边天然溪流、岩石与洞门融为一体，景观效果良好。17/28

图17隧道洞门效果②行车舒适的隧道内部装饰设计为保障行车安全，缓解司机在隧道中行车时的视觉疲劳，更好地适应明暗转换，对粗石山特长隧道进行洞内景观带设计，车辆驶入隧道景观带，视线清晰，心旷神怡，有效改善行车疲劳，是广东粤北地区首条设置此类灯光效果的特长隧道。图18隧道内部装饰设计③下穿村庄富水段的堵水设计金花隧道出口段下穿村庄段采用初支后全断面径向小导管注浆堵水，有效控制了运营期可能出现的结构渗漏和地下水18/28

大幅流失风险，最大程度减小隧道开挖对周边水环境和居民生活的影响。图19全断面径向小导管注浆设计④软弱地质条件洞口浅埋段下穿既有省道设计粗石山隧道进口下穿省道，埋深仅约15m,地质条件差，设计采用地表注浆加固，配合V级浅埋加强衬砌，双排小导管超前支护，单侧壁导坑法开挖等方案，有效控制施工沉降，确保了隧道安全进洞和运营期省道及隧道安全。图20粗石山隧道进口端实景19/28⑤隧道涌水突泥及软岩大变形段结构应对设计粗石山隧道进口软岩段开挖过程出现涌水突泥和软岩大变形。设计针对该突泥涌水及软岩大变形段采取了中108洞内超前大管护，配合注浆小导管，二衬环向主筋钢筋加强，集中出水口排水重点处治等措施，有效控制了该段运营期可能出现的结构开裂和渗漏等病害。图21隧道突泥现场及结构应对20/28⑸服务设施-紧密结合地形，灵活布置场区①场区错台设计连平东服务区右场区布置于山地，土石方规模大，边坡高，设计采取了双标高场区布设，高差约5m,分区服务大车和小车，降低了工程规模。②场区非对称布设受地形和拆迁控制，连平西服务区采取了非对称布设，右侧场区局部山头削平处理，降低了坡高和防护量，平台设置观景区，取土用于左侧场区排水填平，降低了工程规模，增加了服务区功能。图23连平西服务区平面布置图21/28⑹安全设施-改善行车诱导，提高安全、舒适感隧道内加装了隧道反光环，使隧道内边界轮廓线清晰，能明显改善隧道内的行车诱导效果，同时可降低隧道照明用电量，具有很好的经济、环境和社会价值。图24隧道内安装反光环后效果⑺景观绿化-针对性绿化设计，提升景观效果①全绿色的路基生态景观设计路域内弃土场加强复绿、复垦的环保、水保设计，乔木、灌木、植草相互配合。除特殊困难路段外，全线上下边坡实现了全绿色植物防护。22/28

再率j出£-I刘通出情：：1IW*1洲：I01C■A:26S.ti图25弃土场绿化设计图图26边坡绿化效果②中央分隔带景观设计中分带设计种植间距缩小为1.5m,植物选择首次在中分带选用了鸭脚木，景观效果及防眩效果较好。23/28

图27中分带绿化效果③分离式路基的绿化设计改变原有分离式路基行列式的绿化手法，注重分离式路基较宽区域龟背型地形的打造，进行植物组团种植小叶榕、秋枫、幌伞枫等高大乔木，周围三五成群搭配小叶紫薇、夹竹桃、鸭脚木、九里香等灌木，形成组团景观。分离式路基较窄区域为防眩作用依然进行行列式种植。图28粗石山隧道出口绿化设计效果24/28重点工程介绍TJ15标巨型工程滑坡：滑坡工点位于TJ15标K112+210-K112+630右侧，平面呈簸箕形，前缘至后缘的水平距离约300米，上部宽约200米，下部宽约390米，滑体方量近310万m3,属于巨型工程滑坡。通过分析滑坡产生原因、治理过程，总结如下。图29滑坡现场实景⑴施工图设计阶段，应加强勘察成果的多方位解读，加强调绘信息的综合利用。方案设计要充分考虑地质、降水、施工等带来的各不利因素的组合放大效应，该加强支挡就应选择强支挡方案，不能存侥幸心理。⑵补充勘察方案的确定及实施应完备、及时、有效。本次25/28补勘为保证处治方案的快速推进，设计院每个钻孔配置一台钻机，32个钻孔在一个月时间内全部完成。⑶滑坡处治方案的确定要比较方案充足、论据充分、计算分析合理、主要措施有效、辅助措施完善，集中技术力量攻坚，并多方征求专家意见。滑动方向、滑面位置、计算模型、计算参数等都直接影响方案的