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摘要:市政道路的合理规划、设计及建设关系到城市交通的运行,相关的技术指标更是会对城市交通、运输功能产生根本性的影响,本文结合景德镇市站前二路延伸段(景北大道-金岭大道段)道路工程的实施过程,从多个角度对项目的部分设计方案进行探究,希望该研究能为类似项目的设计工作提供参考。
关键词:设计研究;道路选线;交叉口设计;排水设计
引言:
景德镇市站前二路延伸段(景北大道-金岭大道段)道路工程为规划昌南大道西段部分,全线道路建成后,将构成城西区域进入高铁商务区的快速通道,为景德镇市实现空间发展战略规划、塑造千年瓷都形象、改善投资环境、促进社会经济发展都起到了重大作用。下文将对该项目部分设计情况进行研究,以为类似项目的设计工作提供参考。
1.工程概况
该工程位于景德镇市珠山区,为东西走向城市主干路,西起金岭大道,东至景北大道,全长2645.403m,规划红线宽度44至69.5米,双向八车道,设计车速60km/h。
景德镇市中心城区2012-2030规划理念为“绿楔聚心,交通导向、组团生长”,城市空间结构为“一核二轴六组团”。本工程位于规划区域的核心组团内,即为二轴之一昌南大道西段,横穿昌南拓展区,其中的“一核”指的是旸府山生态绿核,保护好旸府山,以有效治理电厂灰坝的生态环境,使生态环境得到有效恢复,成功建设城市的生态绿心。“二轴”分别指的是昌江文化展示轴和昌南大道道—珠山路道—新厂路文化展示轴。该段位于站前二路西段部分,站前二路即为规划昌南大道,为景德镇东西向轴线之一。
2.沿线地形地貌
该工程沿线经过三座山体,地形起伏较大,现状标高在31m至128m,其中,昌江西岸山体两处,东岸山体一处,最高点标高分别为:128m、91m、79m。此外,由西向东还经过如心亭桥、粉煤灰库区、农田、村庄,跨越昌江与景北大道连接。线路起点处金岭大道现状标高为45.383m,在距起点约160米处,需下穿九景衢铁路如心亭桥,如心亭桥梁底标高53.7m,承台的顶标高47.5m。粉煤灰库区位于昌江西岸两座山体之间,最高一级灰坝标高约75m,该粉煤灰库为原景德镇发电厂3号粉煤灰贮存场,库区内场地高低不一,高程在64.22到73.95m,粉煤灰厚度最大达32m。线路穿过农田、村庄后,需跨越昌江,昌江河口宽度约180m。在距终点景北大道约500m处,为建筑垃圾堆积场,厚度约10m,下方为原景德镇发电厂2号粉煤灰库。
3.主要设计研究
3.1道路选线方案研究
3.1.1线路方案对比
根据景德镇市总体规划,初步确定两种站前二路延伸段(景北大道-金岭大道段)线路方案,两种方案主要区别如下:
a、粉煤灰库区至昌江西岸段平面位置
线型方案一中,该段采用较大曲线半径,从整个粉煤灰库区的边缘经过,跨越旸府滩村,与昌江成40度角斜交,线路距离唐樟、宋樟等古樟树群仅20m。
线型方案二较方案一曲线半径减小,呈S型走向,从整个粉煤灰库区的中央经过,线路走向正交于昌江。
b、粉煤灰库区跨越方案
线型方案一中,采用道路形式跨越粉煤灰库区,库区内地基处理采用振冲碎石桩,粉煤灰库坝体采用双排桩孔灌注桩加固,并增加相应防震措施。
线型方案二中,采用装配式部分预应力混凝土连续组合箱梁桥跨越粉煤灰库,桥跨布置为4×(4×35)m,采用钻孔灌注桩基础。
c、跨昌江主桥平面位置及桥梁形式
线型方案一中,主桥采用矮塔斜拉桥跨越昌江,主桥跨径50m+120m+50m,引桥采用35m跨径小箱梁跨越昌江西侧的旸府滩村和东侧的现状滨江路。主桥与昌江斜交,斜交角为40°。
线型方案一中,主桥采用双肢空心薄壁墩连续刚构桥,主桥跨径72m+125m+72m,引桥采用35m跨径小箱梁跨越昌江西侧的旸府滩村和东侧的现状滨江路。主桥与昌江正交。
3.1.2选线方案分析
该项目最终采用线型方案二,我结合设计图纸及现场施工情况,对相关选线设计进行了一定的研究,相关分析如下:
a、平面设计研究
从功能定位看,该段作为在建站前二路项目的延伸工程,终点位置已由前期工程确定,且主要作为实现河西机场片区与高铁商务区之间快速通行的通道,其起点位置也基本确定在机场路与金岭大道交叉口附近。
从城市中远期规划看,为了保护好旸府山生态绿核,线路需尽量减少对旸府山的破坏,线路需选择从山体南侧边缘绕行,尽量减少旸府山的开挖。跨旸府滩村段为尽量减小对唐樟、宋樟等古樟树群的影响,线路适宜更偏向北侧跨越旸府滩村。
从现场地形地貌地物等条件看,线路从旸府山南侧绕行后,需与九景衢铁路交叉,若交叉位置向南侧偏移,则偏离了机场路,不合适;若往北侧偏移,则与金岭大道夹角小于45度,影响视线,安全性低,应尽量避免[1],并且北侧有较多村户,会增加拆迁投资,因此,将交叉口设置在九景衢铁路如心亭桥处,此时起点位置与金岭大道交叉口位置也基本确定,在距机场路与金岭大道交叉口向南约100m处。
从施工条件看,项目周期短,施工工期紧张,若线路斜交昌江,桥梁跨径布置将受到限制,桥梁施工难度将增大,桥梁平面位置适宜正交于昌江,且正交设置时,桥梁跨径布置也便于满足昌江V级航道的相关要求。
b、纵断面设计研究
结合平面设计情况,可以确定纵断面高程设计的几个重要控制因素:
1)起点处金岭大道柏高45.6m;
2)九景衢铁路如心亭桥梁底标高53.7m,承台顶标高为47.4m;
3)现状粉煤灰库区标高约64.22到73.95m,最高坝体坝顶标高约75m;
4)昌江西岸旸府滩村范围场地标高约33-36m;
5)昌江百年洪水位38.63m(黄海高程),五级航道最低通航水位33.35m;
6)昌江东岸滨江路现状标高约37m;
7)终点处现状景北大道标高68.3m。
不难看出,线路起终点的标高均已确定。其次,由于起点距九景衢铁路仅160m,采取上跨形式,无法满足该项目0.3%-3.5%的纵坡设置要求,且施工难度大,所以宜设置成下穿形式,满足桥下净空不小于5m的情况下,该点标高基本确定。接下来,纵观全线,高程控制的关键则在于粉煤灰库终点处的灰坝,基于粉煤灰整平后标高66m及坝体安全性的考虑,该控制点的高程应控制在一级坝体与二级坝体之间,约72-75m。如心亭桥至灰库起点段,充分利用3.5%的坡度进行拉破展线,以最大化降低对旸府山的开挖量,再按顺接灰库两端。剩余灰库至终点段,灰库处既定标高与终点标高高差约4m,距离约1400m,主要考虑经济性、行车舒适性及排水性能等,该段纵断线型设计相对较为容易,不做赘述。
c、横断面设计研究
本工程的横断面设计主要有四种:
下穿九景衢段,主要考虑铁路桥跨径形式及临近起点交叉口位置,设置横断面为:2.5m(人行道)+2.5m(非机动车道)+10.25m(绿化带)+15m(机动车道)+9m(中央分隔带)+15m(机动车道)+10.25m(绿化带)+2.5m(非机动车道)+2.5m(人行道)=69.5m;
穿越山体段则处于尽量减小山体开挖,因此在满足功能性要求的前提下,尽量减小带宽,设置横断面为:2.5m(人行道)+2.5m(非机动车道)+15m(机动车道)+4m(中央分隔带)+15m(机动车道)+2.5m(非机动车道)+2.5m(人行道)=44m。
桥梁段则主要满足功能性要求即可,设置横断面为:2.5m(人行道)+2.5m(非机动车道)+15m(机动车道)+0.5m(防撞栏)+3m(空白)+0.5m(防撞栏)+15m(机动车道)+2.5m(非机动车道)+2.5m(人行道)=44m。
昌江以东段两侧因规划有居住用地,需考虑城市道路功能,因此设置横断面与站前二路东段相同:人行道)+1.5m(树池及设施带)+3.5m(非机动车道)+5.5m(绿化带)+15m(机动车道)+4m(中央分隔带)+15m(机动车道)+5.5m(绿化带)+3.5m(非机动车道)+1.5m(树池及设施带)+2.5m(人行道)=60m。
3.1.3道路选线设计小结
从以上分析不难看出,在进行道路选线设计时,应当对项目功能定位、城市规划、现场地形地貌地物以及施工条件等方面进行充分的综合考虑,平面设计应当先定关键点,再以关键点向两侧延伸进行连线,从而串联出整条道路的基本平面位置;纵断面设计则需在平面设计的基础上,先定关键点,再利用相关限制条件进行拉坡、展线、连线工作;横断面设计则需先抓住关键矛盾对线路进行段落划分,再结合每段的特点对线路带宽及各功能区进行合理分配;最后再利用GIS模型分析等技术手段[2],对线路进行细化、优化,使道路选线设计最优化。
3.2交叉口设计研究
3.2.1与金岭大道交叉口情况简介
金岭大道为城市主干路,在与该项目交叉路段,线路为南北走向,横断面设置为:5m(非机动车道)+2m(侧分带)+21m(机动车道)+7m(中分带)+21m(机动车道)+2m(侧分带)+5m(非机动车道)=63m。在该项目与金岭大道交叉口向南约100米处,为机场路与金岭大道及御旧路三条路的交叉口,其中机场路与金岭大道、御旧路与金岭大道均为“T”字型路口,机场路为东西走向与金岭大道正交,御旧路则与金岭大道呈30度角向东南方向延伸。最初设计本项目与金岭大道呈“T”字型路口交叉。
3.2.2交叉口设计研究
在施工过程中,通过对本交叉口现场情况的观察,以及后期完工运营后的一些考虑,发现该路口区域存在以下特点:
a、御旧路两侧分布有较多厂房,交通量可观;
b、金岭大道为城市主干路,交通量较大;
c、车辆从该路口只能左转、右转进入金岭大道,无法直接进入御旧路;
d、如若车辆要从该路口转入御旧路,则需在先右转入金岭大道,再在约100m范围内从金岭大道最右侧变道至最左侧,再从机场路路口掉头从金岭大道左幅,再从最右侧变道至最左侧后进入御旧路,纵向距离短,横向跨度大,安全隐患大,交通组织困难。
经过协调,最终设计将该路口变更为与金岭大道“十”字相交后向前延伸约20m,与御旧路“丁”字形斜交。车道设置则根据交通量等情况对路口进行渠化,设置为:2左转+2直行+1公交+1右转。
3.2.3交叉口设计研究小结
通过以上研究,不难看出,对于路口的设计,不能孤立的去看路口本身,需要结合周边情况,将临近道路、临近交叉口的情况纳入设计考虑范围内,遵循安全、有序、以人为本等原则,对于路口的优化设计,如渠化、信号灯、标牌等,则需从功能性角度综合性考虑,进行细化、优化设计。
3.3排水设计研究
本项目雨水排水系统一共分为三个,本文主要针对金岭大道至灰库区终点段排水系统中,粉煤灰库区雨水排水相关设计进行粗略介绍。
该段排水系统设置为:粉煤灰库区桥梁采用梁翼缘板下挂D300钢管排水,其他部位由路面收集雨水,设置DN400-DN1000雨水管,沿线路接入金岭大道D1200雨水管,山体雨水通过新建道路两侧边沟接入金岭大道西侧泄洪沟。对于粉煤灰库区排水未进行相关设计。施工过程中,发现灰库区存在一定汇水量,后经设计院研究,不外排的情况下,无法通过完全调蓄实现雨水消化,粉煤灰浸出液含较多重金属,汇流水质对混凝土结构具有微腐蚀性[3],且粉煤灰遇水后呈现出较强的流动性,一旦浸出液散流至临近路面排入附近水土中,对周边水土环境有较大影响。后对设计方案进行了研究调整,对粉煤灰库进行整形、封库、引排,并在灰库起点处设置调蓄池。
通过以上粉煤灰库区排水方案设计调整过程的研究,不难发现,在排水设计过程中,不仅需考虑项目本身及周边环境的设计,更要重视特殊区域排水系统的研究,才能使项目排水设计趋于严禁、完善。
总结:
在城市快速发展的社会背景下,对道路设计的合理性、适用性、经济性等提出了越来越高的要求,希望本文的相关研究,能为类似工程的规划、设计与建设提供一定的参考价值,实现城市交通水平的进一步提升。
参考文献:
[1]孔健.道路平面交叉口设计[J].城市道桥与防洪,2019(8):8-10
[2]刘文锋,李杰.道路设计中的选线优化设计分析[J].环球市场——工程管理,2017(11):341.
[3]刘香,史海中,周鑫.炉渣粉煤灰回填地基的强夯设计参数研究——水利水电技术[J].2019(4):179-189.