环城高速公路工程设计执行报告.docx

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环城高速公路工程设计执行报告

环城高速公路工程设计执行报告

忻州环城高速公路

设计执行报告

编制单位：

xxxx公路勘察设计有限公司

二O一三年五月

审查意见对外业资料进行补充完善后，2010年11月初转入内业设计。

2010年12月底至2011年3月，我公司技术人员先后和新世纪山西新世纪交通建设工程咨询有限公司专家多次沟通，进一步完善了《忻州环城高速公路施工图设计》（送审稿）。

2011年3月24日，省交通厅主持召开了忻州环城高速公路施工图设计文件的评审会，根据与会专家的意见，我公司经过认真研究，根据专家意见深入现场进一步核实，于2011年4月底完成了对设计文件的修改和完善工作。

三、项目简介

忻州环城高速公路全长31.704km,设计速度：

100km/h，双向四车道，全封闭控制出入，设有完善的交通安全设施、服务设施、管理设施和监控、通信、收费系统；设备完善、先进,功能实用、齐全。

（一）设计标准

（1）计算行车速度100km/h

（2）路基宽度26米。

其中：

行车道2x3.75m,中间带4.5m（含左侧路缘带2x0.75m）；硬路肩2x2.5m（含右侧路缘带

2x0.50m）；土路肩2x0.75m。

（3）路面:

沥青混凝土路面,设计使用年限15年，设计标准轴载100kN。

（4）汽车荷载等级：

公路—Ⅰ级；设计洪水频率：

大中桥、小桥涵、路基1/100；地震动峰值加速度：

0.20g；

（二）工程规模

1.主体工程

全线路基计价土方215.480万立方米；全线防护9.744万立方米；排水4.036万立方米；大中桥805m/8座；小桥69m/4座；涵洞51道；通道50处（以上数量不含互通立交范围内数量）；设互通式立体交叉5处，即：

豆罗枢纽、禹王洞互通、董村互通、庄力互通、定襄西枢纽；分离式立交1027m/4座；天桥7座；本项目用地3533.057亩，其中旱地1196.9亩，果园384.0亩，宅地11.4亩，荒地85.2亩，林地66.7亩，河滩地4.5亩，旧路23.7亩，坟地4.1亩，水浇地1656.5亩。

2.交通安全设施

全线设置标志、标线、护栏、防眩板、轮廓标、防护网、隔离栅等。

3.服务与管理设施

全线设3个收费站，分别为禹王洞收费站，董村收费站，庄力收费站；紫岩服务区一处；养护董村工区一处。

（三）设计特点

1.总体设计

根据《初设批复》意见，本项目施工图设计执行初设推荐路线的走向和控制点，局部进行优化。

2.路线设计

按照批复意见优化了平纵面设计和桥涵构造物设置，尽量少占耕地，节省工程投资。

2.1初步设计批复意见执行情况

根据批复意见，进一步优化了路线与大运高速公路的接线位置，与初步设计相比，施工图阶段将路线与大运高速公路接线位置南移了570m，-K0+278～K4+000段主线与初步设计线位相比有所变化。

详见下图：

-K0+278～K4+000段施工图设计和初步设计线位比较图

2.2路线设计方案优化

（1）、K1+500～K4+184段施工图阶段路线向西北绕行，避开了晋机靶场的用地范围。

详见下图：

晋机靶场

K1+500～K4+184段施工图设计和初步设计线位比较图

（2）、K7+000～K10+000和K13+000～K18+000段路线方案结合地形地物进一步优化，结合地形地貌土地类别，少占良田，同时优化了平面线形指标，使总体线形更加顺适。

详见下图：

K7+000～K10+000段施工图设计和初步设计线位比较图

K13+000～K18+000段施工图设计和初步设计线位比较图

2.3公路用地

本项目初步设计推荐方案共用地3591.4亩，施工图设计共用地3433.1亩。

公路永久占地的计算方法：

填方路堤排水沟外边缘（无排水沟时为护坡道）以外1m，路堑边坡坡顶或截水沟外边缘以外1m、桥梁上部构造垂直投影以外1m的土地为公路用地范围。

服务设施用地按照需要，在尽量节约的原则下确定。

3.路基、路面

3.1采用初步设计的路基横断面形式、组成设计参数和一般路基设计原则，并进行相应优化设计；

3.2根据初步设计批复意见，详细查明了湿陷性黄土、盐渍土和湿软地基的分布路段，对湿陷性黄土和湿软地基采取了比较合理的处治措施；对盐渍土处理方案取消在砂砾层顶面设置土工膜；

3.3路基防护、排水工程设计基本维持初步设计的方案，根据实际地形、地质和当地的气候条件进行了适当的调整，挡土墙均进行了稳定性和抗震验算；

3.4按照初步设计批复意见推荐的路面结构进行施工图设计，根据交通量情况对设计年限内一个车道上累计当量轴次进行调整。

4.桥梁、涵洞

4.1初步设计批复意见执行情况

根据初步设计批复意见，施工图设计阶段进一步加强了地质勘察工作，合理设计了桥梁基础，确保桥梁结构稳定、安全，同时结合路线优化调整，进一步优化了桥型、布孔和桥长，对桥梁安全度及使用耐久性进行了认真验算，重点对桥梁桩基长度、墩台断面、上部结构配筋等进行了复核，确保结构安全可靠和经济合理。

4.2桥梁抗震设计情况

桥梁上部结构、墩台及基础形式的选取，考虑地形、地质条件、结构特点、规模、重要性等，

选择适当桥型，桥梁根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）进行抗震设计。

采取的抗震措施：

墩台盖梁尺寸适当加大，防范地震荷载作用下发生落梁；

桥梁墩台盖梁两侧设置钢筋混凝土抗震挡块，适当加大挡块尺寸和配筋量确保其抗震功能的有效性；每个挡块内侧与主梁接触面设置两个5cm厚的橡胶缓冲块；

对较高的柱式墩增加墩身系梁，加强墩柱间的横向联系。

端跨每片主梁、台背处梁端每片主梁对应腹板位置上均设置两个5cm厚橡胶缓冲块。

4.3桥梁耐久性设计及措施

桥梁结构在选型上，考虑了便于预制、运输、安装、养护和使用，选用桥型强度高、刚度大、稳定性能和耐久性能好的结构。

本项目属暖温带气候，环境类别Ⅰ级。

为能在使用期限内维持桥梁设计性能要求，对桥梁结构进行了以下耐久性设计：

受力普通钢筋采用HRB335级钢筋，受力钢筋最小直径不小于12mm；最小保护层厚度满足规范要求；

预应力体系采用体内束、金属波纹管成孔、真空压浆工艺，加强锚具锚头防腐、锈蚀处理；

大体积混凝土构件，如矩形墩、薄壁墩、承台等表面采用冷轧带肋钢筋网；

加强防、排水设计，合理设置防、排水导流构造；

为便于使用过程中的维修、检测和构件替换，设计时为施工、检测人员和设备的进入设置通道，并为施工、操作及临时安装机具预留必要的空间和埋设件。

结构物所选材料的品质及技术性能均符合现行部颁规范要求。

5.路线交叉

5.1初步设计批复意见执行情况

结合批复意见，豆罗枢纽南移了570m，加大了复合互通交织段的长度，更有利于行车安全，同时优化了出入口设计，改善匝道平、纵面线形，确保建成后运营安全。

详见下图：

5.2互通立交设计

（1）、豆罗枢纽

豆罗枢纽位于忻州市大运高速公路高铺互通南侧（与高铺互通构成复合式枢纽互通），其主要功能是实现忻州环城高速公路与大运高速公路及豆罗G108沿线之间的交通量转换。

本枢纽为环城高速与大运高速的T形交叉，枢纽交叉桩号为：

环城高速AK0+730.261=大运高速DYK52+624.280，交角为74°57'57.9"。

大运高速桩号范围为DYK51+515～DYK54+280。

结合本互通的服务水平及转向交通量，本枢纽采用B型单喇叭与大运高速原高铺互通构成复合式枢纽互通。

由于豆罗枢纽互通范围内大运高速公路DYK53+500—DYK53+950段纵坡达到4%（太原往大同方向为4%下坡），此段落（太原往大同方向右侧）目前已经设置了80公里/小时的限速标志，因此为了使太原往环城方向的车辆安全转移，建议在此段落南侧1公里处重复设置限速标志（限速80公里/小时）及出口安全提醒标志，并在太原往环城方向的减速车道上设置减速带，保证车辆安全转移。

（2）、禹王洞互通

禹王洞位于忻州市西张乡岩峰村与鸦儿坑村交界处，其主要功能是实现忻州环城高速公路与忻阳线之间的交通量转换。

本互通为环城高速与忻阳线的T形交叉，枢纽交叉桩号为：

忻州环城高速公路K7+120=AK0+936.106，交角为80°。

忻州环城高速公路桩号范围为K6+690～K7+690。

结合本互通的服务水平及转向交通量，本枢纽采用A型单喇叭互通，A匝道上跨主线。

（3）、紫岩服务区

紫岩服务区位于忻州市忻府区紫岩乡，其在主线上的桩号范围为K10+505～K11+395。

紫岩服务区距豆罗枢纽10.950Km，距定襄西枢纽20.291Km，距大运高速公路的原平服务区54Km，距大盂服务区32km，距忻阜高速公路的定襄停车区31Km。

（4）、董村互通

禹王洞位于忻州市董村镇，其主要功能是实现忻州环城高速公路与宏忻线之间的交通量转换。

本互通为环城高速与宏忻线的T形交叉，枢纽交叉桩号为：

忻州环城高速公路K18+740.948=AK0+577.409，交角为75.76°。

忻州环城高速桩号范围为K18+130～K19+210。

结合本互通的服务水平及转向交通量，本枢纽采用A型单喇叭互通，主线上跨A匝道。

（5）、庄力互通

庄力互通位于忻州市定襄县杨芳乡旧台忻线南侧，与旧台忻线相接，其主要功能是实现忻州环城高速公路与旧台忻线（本项目将改建为庄力定襄连接线）之间的交通量转换。

本互通与环城高速为T型交叉，互通与主线交叉桩号为：

环城高速K27+648.124=A匝道AK0+924.031，交角为74°45′13.1"。

主线桩号范围K27+125～K28+090。

结合本互通的服务水平及转向交通量，本互通采用A型单喇叭互通式立体交叉。

（6）、定襄西枢纽

定襄西枢纽位于忻州市定襄县西侧，其主要功能是实现忻州环城高速公路与忻阜高速公路之间的交通量转换。

本枢纽环城高速与忻阜高速为T形交叉，枢纽交叉桩号为：

环城高速AK31+241.225=忻阜高速XFK19+072.368，交角为77°32'14"。

忻阜高速范围XFK18+520～XFK20+360。

结合本互通的服务水平及转向交通量，本枢纽采用A型单喇叭。

5.3分离立交设计

分离式立交、通道及天桥的设置依据《公路工程技术标准》JTGB01-2003、《公路路线设计规范》JTGD20-2006、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004等的有关规定，结合地方道路的使用情况及以往高速公路的设计、施工经验，确定其净宽、净高同时适当提高标准，其净空标准分别为：

分离立交：

净高≥5.0m（公路）；

汽车通道：

净高≥4.0m,净宽≥6.0m；

机耕通道：

净高≥3.5m,净宽≥4.0m；

天桥：

桥面净宽不小于4.5m。

6.绿化工程设计

结合高速公路车速快、车流量大、车型以客车和轿车为主的特点，绿化突出景观、生态效益，合理搭配乔木、灌木和地被植物，形成立体绿化效果。

贯彻“四季常绿、三季有花、错落有致、色彩丰富、简洁明快大气势”的设计原则，达到稳定边坡、遮光防眩、诱导视线、改善环境的目的，并且考虑后期养护管理难易度。

因此，根据该高速公路环境特点、工程特点、构造物分布与选形、路基断面布设形式等因素，本项目初步确定如下绿化工程设计内容：

6.1填方路基边坡绿化防护设计

为保证路堤边坡的稳定性，减少水土流失，并丰富路域景观，从防护功能、沿线土壤特点、美化效果和绿化管护难易程度考虑，本项目在不同的填方边坡栽植不同的植物进行防护，主要选植物有紫穗槐、柠条和沙棘，这三种植物具有易生根、固坡能力强、抗逆性好、免修剪等特点，是比较适合当地高速路边坡防护的品种。

6.2填方路段护坡道绿化设计

护坡道栽植规格较小的花灌木，株距3m，备选植物包括紫薇和金银木，目的是遮挡外侧浆砌片石排水沟，协调景观。

6.3填方路段隔离栅绿化设计

排水沟外、隔离栏内侧场地采用乔木和灌木的交替栽植方式，株距5m，形成自然协调的路侧景观带，其中备选乔木包括国槐、塔桧，备选灌木包括黄刺玫、蔷薇；隔离栅绿化以隔离保护、丰富路域景观为主要目的，选择对当地适应性强的藤本植物爬山虎对路基两侧的隔离栅进行垂直绿化。

6.4挖方路堑边坡绿化设计

主线挖方路堑和互通主线、匝道挖方路堑边坡选择穴栽一年生的灌木进行防护，备选植物包括紫穗槐、柠条和沙棘。

6.5挖方路段坡顶绿化设计

在挖方路堑坡顶部护网内交替种植花灌木连翘与丁香，减少构造物的压迫感和粗糙感，给人以生机勃勃之感；隔离栅绿化以隔离保护、丰富路域景观为主要目的，选择对当地适应性强的藤本植物爬山虎对路基两侧的隔离栅进行垂直绿化。

6.6碎落台绿化设计

碎落台绿化保证四季常绿的基础上，力求色彩丰富、错落有致、简洁明快，为驾乘人员提供优美的外部环境。

使旅客有“人在车中坐，车在画中行”的良好感觉。

为不使碎落台绿化单调，本项目采用乔木、灌木与花卉相结合的多种方案相互搭配给人别样的感受。

6.7互通立交绿化设计

（1）设计原则

互通立交区作为高速公路景观的重要节点，具有很强的标志性及关联性，同时由于其所占有的土地面积相对集中，与线型的路段相比，对于绿化方案的布置、实施有着先天的优越性，是绿化设计考虑的重点。

互通立交区设计坚持以人为本，可持续发展，自然灵活，和谐统一，尊重植物生长，群落演替自然规律，遵循树种搭配科学原则，实现乔灌草合理优化配置。

植物栽植排列以自然化为主，达到与周围环境的最佳融合，避免生硬的人工化痕迹。

（2）设计要求

本项目立交按园林绿化要求设计，并与附近的环境、景观、植被相协调，考虑立交区绿化的“瞬间视觉”效果，在减速车道、加速车道等处进行指示诱导栽植。

采用本土特色树种，强调目标栽植，其空间的景观构成以汽车行驶速度为前提，从驾驶员和乘客的角度考虑绿化植物的配置形式，由于速度的因素，一切景观元素的尺度要扩大，元素间的间隙等随车速的加大而加大，在绿化配置时，多用组团种植的形式，形成较大的色块和线条，达到良好的视觉效果。

设计中以植被恢复、美化为依托，树立大环境、大生态绿化的思想，充分掌握经济、实用、美观的原则，巧妙利用地形，因地制宜进行绿化，充分展现地方特色和风貌。

（3）方案说明

本项目互通立交区绿化实行乔灌片植形式，有利于林木初期尽快郁闭，同时生态效益较好，且利于管护。

乔木选用油松、旱柳、小叶杨和刺槐，花灌木选用黄刺玫、榆叶梅和丁香等，地被植物选用黑麦草和白三叶混播，选用植物均适应当地环境，有些植物还是当地乡土树种，实现了“适地适树”。

6.8取、弃土场的水土保持

取、弃土场的水土保持以“最大恢复”为主要宗旨。

取土场取土前先将表层有机土剥离转移存储，然后再进行取土，取土完毕后，平整土场。

弃土场依照地形，逐层堆填，并在可能产生滑塌处设置挡墙，尽量保持弃土稳定、平整，以便工程完工后的耕种及绿化。

施工完毕后对于可供耕种的取、弃土场土地，移运种植土进行复耕，交还农民继续种植；对于不能进行耕种的，栽植侧柏及植草，达到增加植被覆盖率的目，并结合工程防护措施最大限度地减少水土流失的发生。

经过植被恢复的取弃土场经过一定时间的发展后可以与周围自然生态环境有机融合。

四、设计变更

忻州环城高速公路,经过多次勘测、反复比选、广泛征求意见,并经专家评审,整个工程设计是合理的,路线、路基、路面、桥梁、互通式立交等各专业设计均为施工所执行,但仍因相关建设规划或其它原因而引起本项目相应变更设计，已批复的主要设计变更情况如下:

4.1较大重大设计变更

（1）由于本桥跨越大运高速公路上的跨线桥，原忻州环城高速公路施工图设计文件，其主桥全部采用支架现浇法施工设计，采用支架现浇势必占用其下穿的高速公路，造成局部车道封闭，这样容易造成高速公路交通安全隐患。

且此处大运高速公路纵坡较大，又转弯，又是交通事故易发路段，根据建设交通管理单位意见，将跨越大运高速公路部分主跨改为悬臂浇筑，主桥边跨仍按支架现浇施工。

省局晋公技发【2012】294号已批复，AK0+858.848豆罗枢纽跨线桥主跨边跨支架法现浇、中跨悬浇挂篮施工。

（2）由于忻州地区气候寒冷，苗木存活率低，后期养护费用高，同时结合忻州环城高速公路实际情况，省局晋公技发【2012】515号已批复，将中央分隔带绿化防眩变更为防眩板。

4.2一般变更

因地方灌溉和出行需要，忻府区政府的强烈要求，增减了部分涵洞、通道、天桥等。

五、勘察设计成果

忻州环城高速公路路线设计方案合理,与周围环境和自然景观相协调,行车安全舒适,服务水平较高。

该项目的建成，标志着我高速公路的建设总目标又向前迈出坚实的一步,其主要勘察设计成果表现在以下几个方面。

5.1全过程设计理念

我公司不仅在忻州环城高速公路的勘察设计的过程中,认真勘察、精心设计，而且在该项目施工的全过程中,积极配合,及时地解决工地施工中遇到的各种技术问题。

2011年3月工程开工前夕，我公司派设计代表2人，常驻工地现场，进行设计的后期服务工作。

先后就路基路面工程、桥涵工程、交通安全设施等事项进行了标前答疑、开工前技术交底以及施工中的疑难解答；负责设计的现场变更和技术指导，以及设计方案的优化工作，直至工程圆满完成。

工程建设过程中，公司领导多次深入工地一线听取施工单位意见，重点工程跟踪服务。

并组织设计单位设计人员进行回访，使设计和施工得到了较完善的结合。

5.2较好的设计质量

（1）忻州环城高速公路施工图勘察设计过程中,我公司根据该项目的实际情况，高标准、高质量地做好项目的方案设计，使总体设计符合经济发展战略和路网规划要求,设计通行能力和服务平高而工程造价相对较低,全线与其它公路、农田水利、电力电讯等设施协调配合,与周围环境、景观相协调。

（2）本项目从地形图测量开始，就采用先进的GPS进行控制测量及航拍测量，并形成数字化地形图进行微机处理，外业中的测量数据全部利用全球卫星定位系统（GPS）、全站仪和自动安平水准仪进行采集；控制点密度大、测量精度高，为勘察设计和实施打下了良好基础。

（3）本项目项目组成员均配备台式计算机或笔记本电脑，计算出图率100%，大大提高了工作效率和文件质量。

（4）路线设计中，利用纬地、EICAD等软件通过建立数字地面模型，在模型上进行路线的平、纵、横设计和优化，利用三维动态模拟行驶检验线形设计，提高了定线速度、精度，保证了线位的安全性、合理性和经济性。

（5）地质勘察采用理正公路地质勘察综合程序，路线互通设计采用纬地、EICAD等软件，路基设计采用理正路基综合计算系统，路面设计采用沥青和水泥路面结构计算程序，桥梁设计采用了MAIDS、ANSYS、SAP2000、斜弯桥辅助设计系统、桥梁博士等程序。

上述软件的使用，极大的提高了工作效率，也提保证了成果质量。

（6）路线平、纵面组合设计中,纬地道路设计系统，对路线的平、纵配合进行检查和评价,尽可能顺应地形，避免和减少高填、深挖，尽量做到土石方的填挖平衡，减少废方和借方数量，降低工程施工造成的水土流失对生态环境的影响程度；减少路线与水利设施、电力电讯设施等干扰，减少拆迁。

（6）通过绿化设计,使环城高速公路体现出生态路、旅游路的特色,使环城高速公路成为了一条景观路、观光路。

5.3积累了工作经验

提升了我公司勘察设计的整体技术水平，为今后继续开展高速公路设计,增强高速公路设计水平，确保公路设计质量积累了经验。

六、结束语

忻州环城高速公路即将通车了,正是有省交通厅、省公路局的正确领导,有一批无私奉献、兢兢业业的工程技术人员的努力,才能克服困难,高标准、高质量、按计划地完成该项目的勘察设计工作。

今后，山西诚达公路勘察设计有限公司将继续在设计新理论、新技术、新方法、新工艺方面不断探索,拿出更多优秀的勘察设计成果,为我省公路建设事业作出更大的贡献。