经典项目
汾阳至离石高速公路
来源:    日期:2016/10/26 16:36:59    点击:

1、项目概况

汾阳至离石高速公路是青岛至银川国道主干线在山西境内的重要路段,是国家“7918”高速公路网规划中第五横的重要组成部分,是山西省高速公路主骨架“3纵11横11环”第七横的重要路段,也是山西省“三小时高速通达”工程。本项目于2003年4月20日开工建设,于2005年10月28日建成通车,于2009年12月进行了竣工验收。

汾离高速公路起点接夏汾高速公路,终点接离军高速公路,全长77.771公里。全线共有特大桥3303.5米/2座,大桥8259.8米/36座,中桥751.5米/7座,隧道2277.5米/2座,桥隧比例为19.8%;概算总金额为331367.1091万元,平均每公里造价4260.8万元。

2、技术标准

采用双向四车道高速公路标准,设计速度80公里/小时,整体式路基宽度24.5米,汽车设计荷载公路-Ⅰ级。

3、项目特点

(1)、地形条件困难、路线走廊狭窄

项目地处晋中盆地西缘及吕梁山区,地形极为复杂,地表切割强烈,高差急剧变化。植被覆盖极不均匀,其中薛公岭一带灌木丛生植被覆盖率高达80%,其它路段以灌木及人工种植为主,覆盖率较低,且具季节性。

全线相对高差大,山势陡峻,展线困难,区域内可供布线的走廊带资源极为狭窄,已建成的新、旧307国道、太中银铁路规划线位、坞城水库及联合国援建灌溉工程等、数量稀缺的河滩水地。相互制约,相互干扰,在省内甚至国内非常少见。

(2)、地质条件复杂

区域内地质构造格局较为复杂,不良地质及特殊地质现象发育,沿线不良地质及病害主要有:煤矿采空区、滑坡、溶洞及落水洞、膨胀土段落、湿陷性黄土等不良地质现象,其中湿陷性黄土遍布全线,在国内非常罕见。

(3)、生态环境差

项目后半段位于吕梁黄土高原,沟壑纵横,人类生存空间狭小,大多生活在冲沟内,植被稀疏,黄土裸露,生态环境脆弱,水土流失严重。三川河流域为全国水土流失量严重的流域之一。

(4)、距离市区近

项目终点经过整个吕梁市区,整体设计线位高,多处跨越居民密集区,市区路段居民、工厂密集,总体设计难度大。

4、技术创新

(1)加筋路堤

该项目多处路段若采用桥梁方案通过,大量弃方无法弃置,若采用路基方案如按正常边坡填筑,路堤边坡将侵占原有路、冲沟、农田、村庄和厂矿。设计中首次了采用加筋陡边坡路堤,既消化了弃方、节约了工程投资,又减少了拆迁。

 (2)分台路基

该项目K62+300~K65+459市区段,一侧山势陡峭,山下房屋建筑、企业工厂密集,路线只能设置在地面横坡陡峭的山脚上。为尽可能减少路基上边坡挖方高度和下边坡挡墙高度,首次采用了立面分台式路基,台阶高10米,全长3.16公里。

(3)锚拉式桩板墙

在台式路基段,左右幅路基间及右幅路基外侧均需设置挡墙,因挡墙高度最高达15米,需设置桩板式挡土墙。由于黄土地区预应力锚索无法锚固,所以首次采用了锚定板+拉杆桩板墙配合分台式路基的综合处置措施,成功解决了山区高速公路路基地面横坡陡峻,地基承载力低,常规的挡墙和边坡设计无法解决的技术难题。

 (4)台式路基段构造物处加筋土挡墙+粉煤灰路基

在台式路基设置涵洞和通道等构造物处,由于左右两幅填土高度差异而造成构造物左右幅恒载差异较大,必然会产生不均匀沉降较大的问题,所以在较高的一幅采用加筋土挡墙+粉煤灰路基的方案,成功的解决了构造物不均衡荷载而引起的不均匀沉降问题。

(5)黄土路基高挖方边坡设计

该项目K45+000K65+459路段,一侧为黄土梁峁,坡脚下为国道307线、村庄、稀有的水浇地和联合国援建的灌溉工程。为解决高边坡稳定问题,经反复论证和大量的理论计算,采用了黄土地质条件下陡边坡、宽平台的设计方案,成功解决了黄土深挖高边坡稳定性的技术难题。该项目黄土高边坡最高达124米,为全国高边坡处治前列。

(6)边坡防护型式

早期高速公路挖方边坡均采用的是全断面硬防护, 2002年在该项目设计时,在调查黄土地区和基岩山区自然生态现状基础上,提出并实施了挖方土质边坡全断面采用植草、挖方岩石边坡采用格宾网的贴近自然的防护理念。

 7)黄土连拱隧道

离石连拱隧道路段位于市区内,路线右侧为大量城市居民建筑,左侧为笔直陡峭的山体,配合地形和城镇建设采用小半径曲线通过。路线穿越山体若采用明开挖方案,大量弃方在市区无法弃置,采用隧道方案若将平面分离,则增加左侧拆迁和右侧边坡高度,所以只能设置连拱隧道,而在黄土地区修建连拱隧道,国内当时尚没有先例。

8)桥梁下伏煤矿采空区处置

该项目炭窑沟大桥桥址处沟心为煤矿厂区,下为巷道和采空区,桥梁只能一跨跨越,经多方案比选确定采用55+90+55米连续刚构桥跨越,桥梁高度73米。根据地质勘察资料,采用井下巷道浆砌法和全充填压力注浆法来治理煤矿采空区。

9)湿陷性黄土段路基处理

对于全线广泛分布的湿陷性黄土段路段,设计中改进传统全处治设计理念,仅对高填路基、桥涵台背和填挖交界等工点进行处治。在桥涵台背过渡段湿陷性黄土地段采用6%灰土逐层填筑;高填地基和填挖交界处采用强夯或重锤夯实处理,并于填挖交界处路床底设1~2层土工格栅;距离建筑物较近不宜重夯或重锤夯时,采用灰土挤密桩处理。

10)城市近郊综合排水

项目终点经过整个吕梁市区,路段内居民建筑、厂矿企业密集,如何解决公路综合排水问题是制约项目设计的又一个难题。

设计中,对城市排水系统进行了仔细完善的调查,采用路基排水与城市明暗排水系统相接的方式,保证排水系统的通畅。当路基排水与城市明暗排水系统无法直接时,设计采用了顶进管涵技术,将水引至设置排水系统的沟谷,避免了对下游城区的冲蚀,从而保证排水完善。该段落顶管共设5段,总长1355米,单段最长480米。

5、获奖情况

项目获2010年度公路交通优秀设计一等奖、2012年度山西省优秀勘察一等奖、2012年度山西省优秀设计二等奖、2011年度全国优秀工程勘察设计行业工程勘察二等奖、2011年度山西省优秀工程勘察设计行业奖勘察设计一等奖。