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摘 要：莞番高速公路桥头至沙田段A1标段工程沿线城市建设密集，工业区聚集，桥梁规模较大，沿线城市规划复杂、主要环境敏感点较多，文章通过对项目建设条件、设计要点的分析，制定了适合的总体设计原则，以实现生态环保、以人为本、资源节约、营运安全等工程目标。
关键词：莞番高速公路;桥头至沙田段A1标段;总体设计
1 工程概述
莞番高速公路项目起点与虎门二桥连接，终点与广龙高速河惠莞惠州段相连，东西向横穿东莞市。项目建成后将构建起珠三角地区东西走向的重要的横向通道，是东莞市东西向干线路网的第二条通道，可有效疏解虎门大桥的交通压力，加强沿线桥头、常平、东坑、大朗、松山湖、寮步、大岭山、厚街、沙田等镇区之间的交通联系，同时还可作为虎门港的疏港公路与以上镇区相连，促进物流快捷转运。
莞番高速起点位于东莞惠州市界，与规划的河惠莞高速相接，向西经桥头、常平、东坑、大朗、松山湖、寮步、大岭山、厚街、沙田等镇，终点位于沙田镇民田村，与虎门二桥终点顺接。路线全长约63.5 km，其中A1标段长约19.118 km，A1标段内共设置4处互通立交。
2 技术标准
一期工程的设计时速标准为100 km/h，双向六车道左右桥梁分幅，在路基的标准段落宽度为33.5 m，采用公路Ⅰ级荷载进行桥涵设计，按照动峰值加速度系数0.1g进行地震设防，其余的细化指标按照现行设计规范执行。
3 建设条件
（1）莞番高速公路A1标段地形西侧地势较平坦，地质覆盖层相对较厚，地貌为海陆沉积平原区，河道发育;中东部山峰绵延，丘陵起伏，山、沟谷宽度多，下切深度较大，山体中的覆盖层相对较薄或基岩出露，表岩风化程度高;在山体间低洼平缓地段，零星分布有冲洪积平原地层。
（2）工程区域的灾害性天气系统主要有台风、暴雨、强雷击、短强降雨、雷雨大风，极端对流天气突出，其中热带气旋具有强度强、频率高、灾害重，是对工程设计、建设和营运最具威胁的自然灾害之一。
（3）根据东莞市航道规划，本标段跨越的太平旧水道、涌口溪规划为内河VIII级航道，现状均无通航。
（4）区内河流为珠江水系的东江流域，低山丘陵区的水系以大鼓顶为中心向四周放射状流去。沿线分布有多座水库，以及途径东引运河等引水工程。
（5）路线不良地质主要为断裂、小崩塌体及饱和砂土的液化。
4 项目特点
（1）项目走廊方案比选线路多，控制因素复杂。
（2）河流水网发达，地质条件变化多端，沿线崩塌、软土等不良地质现象均有体现。
（3）路线跨越城镇道路较多，沿线房屋密集，出入口多，桥墩设置与两侧路口的关系复杂。
（4）项目设置两座长隧道，山上鱼塘、水库分布较多，需要通过详尽的勘察手段为设计提供准确依据。
（5）居民点、工业区稠密，拆迁规模较大。
（6）土地资源宝贵，可用耕地稀缺，环境要求高。
5 总体设计要点
5.1 路线走向及起终点衔接
本項目起点位于东莞市大岭山镇老虎岩水库北侧，与A2标段顺接。路线沿老虎岩水库西侧进隧道，穿越森林公园设马山隧道、新溪隧道，路线穿越新围村、经南蛇坑，设置白石山隧道穿越森林公园白石山景区，经沙溪水库南侧向西，上跨广深高速，在富民路上高架向西，上跨莞太路，沿规划进港中路高架进入沙田镇，向西经坭头工业区、西太隆村南侧、大坭围北侧。终点位于东莞市沙田镇民田村，在沙田枢纽立交与虎门二桥对接，进行车道数的过渡，至设计终点顺接虎门二桥设计终点。
5.2 技术标准取用
本项目起点顺接A2标终点，与A2标段均采用相同的技术标准;设计速度V=100 km/h，采用双向六车道高速公路标准。项目终点与虎门二桥工程相接，与虎门二桥工程一致采用双向八车道高速公路标准，设计速度V=100 km/h。
5.3 路线走廊方案
本项目所在区域属于冲击平原与侵蚀丘陵的过渡地带，地形变化较大，城镇、居民点、工业区稠密，土地资源宝贵，可用耕地稀缺，环境要求高，河流水网发达，地质条件变化多端，沿线崩塌、软土等不良地质现象均有体现。路线走廊方案设计时，坚持 “地形选线”、“地质选线”、“环保选线” 和“标准选线”的四大设计理念，充分依托地形和地质条件，结合沿线城镇发展规划、路网布局等进行路线平纵面设计，力求工程融入自然中去，尽可能节约用地，以加强对周边环境的保护。
初设阶段拟定了K线、A1线、A2线、A3线、A4线、A5线、A6线共7条路线方案。经过对新围-经森林公园-老虎岩水库路段、白石山隧道路段、沙溪水库路段和广深高速至终点四个路段的多方案详细比较，其他比较方案均不可行，K线方案是在较多控制因素下唯一可行的路线方案，且得到了沙田镇、厚街镇、林业局的支持，初设阶段仅保留K线贯通推荐方案。路线全长19.118 km。
5.4 路基路面设计
一期工程中的路基设计重点是软土路基的处置。深厚软土段土性为淤泥、淤泥质土、粉质黏土、细砂及中粗砂等，区内软弱性土层分布广泛，且其厚度较大、埋藏较浅，厚度变化一般在2 m～15.00 m，工程力学性质较差。零星软土段为山间软土，以浅层软土为主。
路基设计根据软土或过湿土分布情况，浅层软基处理一般采用挖除换填石渣或未筛分碎石，对于沙田东互通局部匝道软基，根据覆盖层较厚、软土段落较短的情况采用水泥搅拌桩处理。
路基排水设施功能完善、经济适用、自然和谐、维修方便，在两侧设置了矩形排水沟，由于沿线穿越高度发达的城镇区域，排水设计主要考虑结合当地的排水系统进行综合设计，以达到与周边环境相结合的目的。 路面结构根据交通量的预测及相关的工程施工经验，结合路基填料性能等因素，主线路面结构采用上面层4 cm SMA-13，中面层采用6 cmAC-20C，调平层采用8 cm AC-25C，以及36 cm水泥稳定碎石基层+20 cm水泥稳定碎石底基层设计。
5.5 桥涵设计
桥梁占路线全长比例55%，其中厚街1号、2号、3号、4号高架桥是本项目的控制性工程，高架桥穿越厚街镇镇区，沿线跨越广深高速、环莞快速路、莞太路，桥梁全长7 107.4 m。根据互通范围分为四座主线桥及8条匝道桥、2座中桥。上部结构包括预制组合箱梁，设置20 m、25 m、30 m、35 m、38 m、45 m等六種跨径，均采用简支转桥面连续体系;厚街高架3号桥跨西太隆河处采用 35+60+35 m 支架变宽现浇箱梁，箱梁顶底面平行，顶板厚0.25 m，底板厚0.22 m，腹板厚度均采用0.45 m。厚街高架1号桥跨莞太路处采用70 m简支钢箱梁，左右幅分幅布置，单幅箱梁宽16.25 m，采用三个小箱梁拼接，梁高3 m。厚街南互通B匝道桥跨广深高速采用主跨50+50+34 m三跨连续钢箱梁，桥宽10.5 m，采用两个小箱梁拼接，单个钢箱梁底宽2.2 m，梁高2.4 m。厚街南互通A匝道桥跨广深高速采用主跨27 m三跨连续钢箱梁，C匝道采用主跨33 m三跨连续钢箱梁，D匝道采用主跨27 m两跨连续钢箱梁。三座互通匝道钢箱梁桥桥宽均为10.5 m，采用两个小箱梁拼接，单个钢箱梁底宽2.2 m，梁高2 m。
预制结构下部采用柱式墩，桩基础，富民路部分下部采用π型墩或框架墩，桩基础。钢箱梁下部结构采用柱式墩、花瓶墩，桩基础。
5.6 互通立交布局与设计
根据工可报告以及路网布局、道路规划等因素，综合考虑地方经济发展布局，沿线设置3座互通式立交，其中枢纽互通式立交2座，落地互通1座。
5.7 房屋建筑布局与设计
本路段共设置沙田东收费站匝道收费站。在设计时充分考虑到建筑设施总体布局与周围环境条件的协调一致、彼此呼应。沿线设施的主体建筑物设计力求平面功能分区明确而又有机结合，注重建筑造型与高速公路本身及沿线地形、地貌相协调，具有地带特色、地方特色和高速公路的标志性。
5.8 环境保护设计
综合考虑项目沿线各敏感点特征、道路特点、所需降噪效果及各种降噪措施的适用条件等因素，确定通风隔声窗和声屏障是较好的降噪方式，并定向设置桥面雨水管、排水边沟进行雨水收集，收集后集中排出，涉及环保等敏感点的区域还设有隔油池，可以在高速公路发生污染的早期进行第一时间隔绝，确保了环保达标。
6 结语
莞番高速公路桥头至沙田段A1标段工程沿线城镇、工业区密集，土地资源稀缺，为减少对占地及建筑物的征拆，其全线桥梁规模较大，且穿越高度发展的城区，对桥型方案以及美观要求较高。此类型项目的设计须高度加强总体设计，并注重总体协调，注重与地方建设总体规划、农田水利、森林植被、水土保持等协调与配合，并兼顾周边景观协调，充分发挥公路工程的综合效益优势，以实现达到工可的要求和实现优质高效的设计。
参考文献：
[1]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].
[2]JTG/T L11-2014，高速公路改扩建设计细则[S].
[3]交通部公路司，新理念公路设计指南（2005版）.
[4]中交公路规划设计院有限公司，莞番高速公路桥头至沙田段A1标段工程勘察设计文件.
[5]周栋梁，周树金，张鸿鸣.怀通高速公路江市段总体设计理念及路线方案探索[J].公路工程，2013，38（6）：146-150.
关键词：莞番高速公路;桥头至沙田段A1标段;总体设计
1 工程概述
莞番高速公路项目起点与虎门二桥连接，终点与广龙高速河惠莞惠州段相连，东西向横穿东莞市。项目建成后将构建起珠三角地区东西走向的重要的横向通道，是东莞市东西向干线路网的第二条通道，可有效疏解虎门大桥的交通压力，加强沿线桥头、常平、东坑、大朗、松山湖、寮步、大岭山、厚街、沙田等镇区之间的交通联系，同时还可作为虎门港的疏港公路与以上镇区相连，促进物流快捷转运。
莞番高速起点位于东莞惠州市界，与规划的河惠莞高速相接，向西经桥头、常平、东坑、大朗、松山湖、寮步、大岭山、厚街、沙田等镇，终点位于沙田镇民田村，与虎门二桥终点顺接。路线全长约63.5 km，其中A1标段长约19.118 km，A1标段内共设置4处互通立交。
2 技术标准
一期工程的设计时速标准为100 km/h，双向六车道左右桥梁分幅，在路基的标准段落宽度为33.5 m，采用公路Ⅰ级荷载进行桥涵设计，按照动峰值加速度系数0.1g进行地震设防，其余的细化指标按照现行设计规范执行。
3 建设条件
（1）莞番高速公路A1标段地形西侧地势较平坦，地质覆盖层相对较厚，地貌为海陆沉积平原区，河道发育;中东部山峰绵延，丘陵起伏，山、沟谷宽度多，下切深度较大，山体中的覆盖层相对较薄或基岩出露，表岩风化程度高;在山体间低洼平缓地段，零星分布有冲洪积平原地层。
（2）工程区域的灾害性天气系统主要有台风、暴雨、强雷击、短强降雨、雷雨大风，极端对流天气突出，其中热带气旋具有强度强、频率高、灾害重，是对工程设计、建设和营运最具威胁的自然灾害之一。
（3）根据东莞市航道规划，本标段跨越的太平旧水道、涌口溪规划为内河VIII级航道，现状均无通航。
（4）区内河流为珠江水系的东江流域，低山丘陵区的水系以大鼓顶为中心向四周放射状流去。沿线分布有多座水库，以及途径东引运河等引水工程。
（5）路线不良地质主要为断裂、小崩塌体及饱和砂土的液化。
4 项目特点
（1）项目走廊方案比选线路多，控制因素复杂。
（2）河流水网发达，地质条件变化多端，沿线崩塌、软土等不良地质现象均有体现。
（3）路线跨越城镇道路较多，沿线房屋密集，出入口多，桥墩设置与两侧路口的关系复杂。
（4）项目设置两座长隧道，山上鱼塘、水库分布较多，需要通过详尽的勘察手段为设计提供准确依据。
（5）居民点、工业区稠密，拆迁规模较大。
（6）土地资源宝贵，可用耕地稀缺，环境要求高。
5 总体设计要点
5.1 路线走向及起终点衔接
本項目起点位于东莞市大岭山镇老虎岩水库北侧，与A2标段顺接。路线沿老虎岩水库西侧进隧道，穿越森林公园设马山隧道、新溪隧道，路线穿越新围村、经南蛇坑，设置白石山隧道穿越森林公园白石山景区，经沙溪水库南侧向西，上跨广深高速，在富民路上高架向西，上跨莞太路，沿规划进港中路高架进入沙田镇，向西经坭头工业区、西太隆村南侧、大坭围北侧。终点位于东莞市沙田镇民田村，在沙田枢纽立交与虎门二桥对接，进行车道数的过渡，至设计终点顺接虎门二桥设计终点。
5.2 技术标准取用
本项目起点顺接A2标终点，与A2标段均采用相同的技术标准;设计速度V=100 km/h，采用双向六车道高速公路标准。项目终点与虎门二桥工程相接，与虎门二桥工程一致采用双向八车道高速公路标准，设计速度V=100 km/h。
5.3 路线走廊方案
本项目所在区域属于冲击平原与侵蚀丘陵的过渡地带，地形变化较大，城镇、居民点、工业区稠密，土地资源宝贵，可用耕地稀缺，环境要求高，河流水网发达，地质条件变化多端，沿线崩塌、软土等不良地质现象均有体现。路线走廊方案设计时，坚持 “地形选线”、“地质选线”、“环保选线” 和“标准选线”的四大设计理念，充分依托地形和地质条件，结合沿线城镇发展规划、路网布局等进行路线平纵面设计，力求工程融入自然中去，尽可能节约用地，以加强对周边环境的保护。
初设阶段拟定了K线、A1线、A2线、A3线、A4线、A5线、A6线共7条路线方案。经过对新围-经森林公园-老虎岩水库路段、白石山隧道路段、沙溪水库路段和广深高速至终点四个路段的多方案详细比较，其他比较方案均不可行，K线方案是在较多控制因素下唯一可行的路线方案，且得到了沙田镇、厚街镇、林业局的支持，初设阶段仅保留K线贯通推荐方案。路线全长19.118 km。
5.4 路基路面设计
一期工程中的路基设计重点是软土路基的处置。深厚软土段土性为淤泥、淤泥质土、粉质黏土、细砂及中粗砂等，区内软弱性土层分布广泛，且其厚度较大、埋藏较浅，厚度变化一般在2 m～15.00 m，工程力学性质较差。零星软土段为山间软土，以浅层软土为主。
路基设计根据软土或过湿土分布情况，浅层软基处理一般采用挖除换填石渣或未筛分碎石，对于沙田东互通局部匝道软基，根据覆盖层较厚、软土段落较短的情况采用水泥搅拌桩处理。
路基排水设施功能完善、经济适用、自然和谐、维修方便，在两侧设置了矩形排水沟，由于沿线穿越高度发达的城镇区域，排水设计主要考虑结合当地的排水系统进行综合设计，以达到与周边环境相结合的目的。 路面结构根据交通量的预测及相关的工程施工经验，结合路基填料性能等因素，主线路面结构采用上面层4 cm SMA-13，中面层采用6 cmAC-20C，调平层采用8 cm AC-25C，以及36 cm水泥稳定碎石基层+20 cm水泥稳定碎石底基层设计。
5.5 桥涵设计
桥梁占路线全长比例55%，其中厚街1号、2号、3号、4号高架桥是本项目的控制性工程，高架桥穿越厚街镇镇区，沿线跨越广深高速、环莞快速路、莞太路，桥梁全长7 107.4 m。根据互通范围分为四座主线桥及8条匝道桥、2座中桥。上部结构包括预制组合箱梁，设置20 m、25 m、30 m、35 m、38 m、45 m等六種跨径，均采用简支转桥面连续体系;厚街高架3号桥跨西太隆河处采用 35+60+35 m 支架变宽现浇箱梁，箱梁顶底面平行，顶板厚0.25 m，底板厚0.22 m，腹板厚度均采用0.45 m。厚街高架1号桥跨莞太路处采用70 m简支钢箱梁，左右幅分幅布置，单幅箱梁宽16.25 m，采用三个小箱梁拼接，梁高3 m。厚街南互通B匝道桥跨广深高速采用主跨50+50+34 m三跨连续钢箱梁，桥宽10.5 m，采用两个小箱梁拼接，单个钢箱梁底宽2.2 m，梁高2.4 m。厚街南互通A匝道桥跨广深高速采用主跨27 m三跨连续钢箱梁，C匝道采用主跨33 m三跨连续钢箱梁，D匝道采用主跨27 m两跨连续钢箱梁。三座互通匝道钢箱梁桥桥宽均为10.5 m，采用两个小箱梁拼接，单个钢箱梁底宽2.2 m，梁高2 m。
预制结构下部采用柱式墩，桩基础，富民路部分下部采用π型墩或框架墩，桩基础。钢箱梁下部结构采用柱式墩、花瓶墩，桩基础。
5.6 互通立交布局与设计
根据工可报告以及路网布局、道路规划等因素，综合考虑地方经济发展布局，沿线设置3座互通式立交，其中枢纽互通式立交2座，落地互通1座。
5.7 房屋建筑布局与设计
本路段共设置沙田东收费站匝道收费站。在设计时充分考虑到建筑设施总体布局与周围环境条件的协调一致、彼此呼应。沿线设施的主体建筑物设计力求平面功能分区明确而又有机结合，注重建筑造型与高速公路本身及沿线地形、地貌相协调，具有地带特色、地方特色和高速公路的标志性。
5.8 环境保护设计
综合考虑项目沿线各敏感点特征、道路特点、所需降噪效果及各种降噪措施的适用条件等因素，确定通风隔声窗和声屏障是较好的降噪方式，并定向设置桥面雨水管、排水边沟进行雨水收集，收集后集中排出，涉及环保等敏感点的区域还设有隔油池，可以在高速公路发生污染的早期进行第一时间隔绝，确保了环保达标。
6 结语
莞番高速公路桥头至沙田段A1标段工程沿线城镇、工业区密集，土地资源稀缺，为减少对占地及建筑物的征拆，其全线桥梁规模较大，且穿越高度发展的城区，对桥型方案以及美观要求较高。此类型项目的设计须高度加强总体设计，并注重总体协调，注重与地方建设总体规划、农田水利、森林植被、水土保持等协调与配合，并兼顾周边景观协调，充分发挥公路工程的综合效益优势，以实现达到工可的要求和实现优质高效的设计。
参考文献：
[1]JTG D20-2017，公路路线设计规范[S].
[2]JTG/T L11-2014，高速公路改扩建设计细则[S].
[3]交通部公路司，新理念公路设计指南（2005版）.
[4]中交公路规划设计院有限公司，莞番高速公路桥头至沙田段A1标段工程勘察设计文件.
[5]周栋梁，周树金，张鸿鸣.怀通高速公路江市段总体设计理念及路线方案探索[J].公路工程，2013，38（6）：146-150.