经典项目
太原至长治高速公路
来源:    日期:2016/10/26 16:33:55    点击:

1、项目概况

太原至长治高速公路是山西省原规划的“人字型”公路主骨架的重要组成部分,是省会太原到各地(市)“三小时高速通达”工程之一,也是09年新规划的山西省高速公路网布局“3纵11横11环11条连接线”中的太原小店至长治连接线。途经3市7县区。

全线设互通式立体交叉12处,服务区3处,停车区2处。特大桥2994.4m/5座,大、中桥16484.690m/78座,小桥22座,连拱隧道2441.500m/10座,分离式隧道7812.000m/6座,涵洞290道,通道177道,天桥79座;分离式立体交叉35座;桥隧比例为15%。概算总金额为710019.3万元,平均每公里3384.3万元。

2、技术标准

太长高速公路采用双向四车道高速公路标准建设,项目全长209.797km,其中主线197.697km,连接线长12.100km,有131.990km位于山岭区,占总长的62.9%,设计速度80km/h,路基宽度24.5m;有77.807km位于平微区,占总长的37.1%,设计速度100km/h,路基宽度26.0m。汽车荷载等级采用公路-I级。项目起点接太原南过境高速公路,终点接长晋高速公路。

3、项目特点

路线里程长,为我省近年来通车高速公路长度之最。平微区路网水网密集,平纵面线形指标较高,纵面有条件路段尽量降低路基高度,通行设置天桥,圆曲线半径一般大于1500m,纵坡最大为3.2%;山岭区地形起伏较大,沟壑纵横,路线依山坡布设,多采用曲线,局部 与地形结合较好,平纵面指标适宜,组合较好,圆曲线最小半径为522m,多为1000m左右,纵坡最大为4%。全线路线平曲线比例72.5%,竖曲线比例53.2%。

⑵ 沿线地质条件复杂,不良地质和特殊岩土分布广,合理利用3S技术和先进软件快速进行线位优化是本项目的勘察设计特点之一。

山岭区路线大部分沿河谷布线,由于沿线布线空间狭窄,形成了 “半路半桥”、“半路半隧”的路基设计新特点。

连拱隧道集中,山岭区地形复杂,形成了长2441.5m/10座的连拱隧道群,这在国内公路建设中是少见的。榆岭1、2号隧道为全线最长的2座分离式隧道(长度分别为1653m和754m),两隧道进出口设置端墙式洞门,进行了抗震设计,为保证行车安全,两隧道间设置遮光棚。

桥梁设计中采用了较成熟的连续梁技术,并充分考虑了施工场地和施工工期特点,上部结构采用适于吊装的预应力构件,同一标段做到尽量采用统一结构、统一跨径,方便了桥梁施工,同时也保证了工程质量。

⑹ 项目途经3市7县区,与太原南过境等多条高速公路相接,互通立交和服务区设计是本项目设计的特点。

4、技术创新

路线设计

路线有132km位于山岭区,地形困难、地质条件复杂、滑坡崩塌采空区分布广泛,如何避让不良地质条件,合理布设路线,减小工程规模,保证工程结构安全和运营安全是本项目路线设计的主要技术难题。主要采用以下措施:

⑴ 3S技术的应用

① 采用RS(遥感系统)技术结合工程地调和钻探准确判断和掌握项目沿线主要不良问题。

② 在路线中桩放线、水准测量、横断面测量上采用GPS(全球定位系统)的RTK(实时动态测量)技术准确快速采集了地形标高。

③ 利用GIS(地理信息系统)、DTM(数字地面模型)方便迅速进行了路线多方案比选。

⑵ 采用“运行速度理论”进行路线平纵面检查

针对本项目局部路段存在地形高差大,连续纵坡长的实际情况,在路线平纵面线形勘察过程中采用“运行速度”理论计算大货车和小客车的实际运行速度,结合运行速度检验结果对运行速度差大的路段平纵面线形进行反复的优化调整,保证了高速公路的工程结构安全和车辆运营安全。

⑶ 路线定线深化地质选线要求

由于项目里程长,所处地域走廊带狭窄、地形困难,项目沿线滑坡、采空区较多、地质条件复杂。采用地质选线方法,结合工程地质地调、勘察结果,线位勘察过程中合理避让了对项目影响较大的多处滑坡和采空区,特别是避让了马坪沟和深家里两处大滑坡,节约了工程造价,保证了运营安全。

⑷ 曲线法定线

局部受地形条件限制路段采用先进的曲线法定线,设置了5单元、7单元卵形曲线,与地形结合较好,提高了平曲线比例,减少了工程规模,增加了行车舒适性。

⑸ AutoCAD等绘图软件以及路线设计软件应用

采用AutoCAD、纬地、Eicad、CARD1等专业设计软件,设计精度和设计速度大幅提高,运用“三角网”理论构建数模,快速进行线位比选和优化。

路基设计

受地形限制全线高填深挖路段较多、不良地质、特殊岩土和软弱地基分布密集,做好高填深挖、不良地质和特殊岩土的处置是本项目路基设计的重点。

高填深挖路基设计

对高填、深挖路段采用钻探、挖探相结合的勘察方法,结合地质调绘。通过科学勘察,查明高填深挖路段的地质情况,保证了设计方案的准确合理。特别是对深挖方路基采用宽平台、陡边坡和植物绿化相化合的设计原则,保证了路基边坡的稳定。

⑵ 特殊岩土设计

湿陷性黄土根据湿陷性土层厚度、场地湿陷类型和等级,结合构筑物类型采取重夯、灰土垫层、桩基或防排水等处理措施。

膨胀土采取适当增加基础埋深、加强边坡防护排水和路基防排水等措施,对桩基采用隔胀处理。

滑坡处置设计

根据滑坡类型、滑体大小分别采用中后部卸载减压,前缘反压坡脚、设置抗滑桩、预应力锚索桩或重力式抗滑挡墙等措施。进行处治的8处滑坡中,对工程影响程度最大的滑坡为石堡寨滑坡,该滑坡为古滑坡,主要进行了后缘大面积卸载和设置抗滑桩等措施。

煤矿采空区处置设计

煤矿采空区勘察采用矿井调杳访问、工程地质调绘、物探、钻探、孔内电视摄像、井下测量和岩土测试的勘察程序,对沿线煤矿采空区进行了系统的、有针对性的勘察,查明了采空区的分布范围、地表变形情况及危害程度。对3处煤矿采空区采用全充填压力注浆和井下浆砌法处治。

桥梁设计

桥型布置充分与自然沟谷相协调,选用桥跨适度,桥墩型式除满足结构安全需要外,注重外形的选择,一般采用了与当地建筑风格较一致的圆形、矩形等形式;在结构选择时,选择了经工程实践证明结构安全、便于施工、造价节省的梁板结构,如先简支后连续预应力混凝土预制箱梁、空心板梁、T型梁。特别是30米高桥墩采用了变截面圆形墩柱,不仅与受力条件相符,而且外形美观,造价节省。桥面铺装采用了预埋门式筋与焊接钢筋网连接,以加强桥面与梁体的联系,并采用了钢纤维混凝土;采用防水层加碎石盲沟的方式加强桥面排水。

对一般大型桥梁,设计采用桥梁线性、非线性分析平面杆系有限元综合程序进行整体结构计算与分析,按地震反应谱法进行了地震力计算。

隧道设计

项目K45~K65共20km路段设置4963m/13座的隧道群,其中连拱隧道2442m/10座,隧道群的隧道数量和长度是目前我省已通车高速公路项目中最多的。

连拱隧道设计中,改变过去直中墙(整体式中墙)型连拱隧道,采用曲中墙(复合式中墙)型连拱隧道,采用这一新技术后,避免了隧道渗漏水,确保了连拱隧道施工质量。

互通立交设计

互通立交是公路沿线的主要景点。根据交通量及被交叉道路等级情况合理设置互通立交形式;合理选用互通立交匝道指标,特别是环型匝道半径,控制互通立交规模,减小工程量和占地;互通景观设计采用了园林化。武乡互通利用半苜蓿叶互通内部有效空间,创新融入服务区设置,充分利用了地形,并减少了工程规模,体现了设计者的智慧。

沿线停车点等设计

越岭段利用路基的边角地设置多处停车点等小型人性化景点,既利用了路基边角地,又给驾乘人员提供了临时休息、上厕所等人性化服务。

5、获奖情况

项目获2010年度公路交通优秀勘察一等奖、2010年度公路交通优秀设计二等奖、2010年度山西省优秀勘察设计一等奖、山西省第五届太行杯土木工程大奖。