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合肥至周口高速公路颍上(南照)至临泉(皖豫省界)段


  1 项目简介

  合肥至周口高速公路颍上(南照)至临泉(皖豫省界)段是安徽省规划的“五纵九横”高速公路网的重要组成部分;其中,颍上(南照)至阜南段是“纵三”联络线的一段,阜南至临泉(皖豫省界)段是“纵五”的一段。

  

说明: 总体路网2018

  项目地理位置图

  项目起点顺接合肥至周口高速公路寿县(保义)至颍上(南照)段并与G35济广高速交叉,经阜南南、临泉西,终于皖豫省界,向北延伸接规划濮阳至阳新高速公路,可达河南省周口市沈丘县,继而可与G35南京至洛阳国家高速公路相接,路线全长119.188公里。

  

  全线总体平面布置图

  2 项目特点分析

  1、项目沿线多为农田范围,耕地资源稀缺

  项目建设区域位于安徽省北部阜南县、颍上县、临泉县境内,沿线多为农田,土地资源珍贵。

  

  2、项目区域位于淮北平原,村庄密集

  项目沿线经过17个乡镇,区域内村庄密度大,且现状房屋建设以三层楼房为主拆迁难度大。

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  3、项目区域位于淮北平原,沿线路网、水系发达

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  项目建设区域内机耕路、灌溉沟渠密布,经现场调查,建设区域内机耕路基本已升级改建为3.5m宽以上水泥路。此外,建设区域内农业生产机械化程度较高,农业机械高度基本在3.2m以上。

  4、项目沿线先后与济广、阜淮、阜新三条高速交叉

  建设区域内与本项目交叉的高速有济广高速、滁新高速、拟建阜阳至淮滨高速公路,设计过程中需着重调查高速公路的现状及规划情况,合理选择交叉位置及互通枢纽形式。

  5、项目区域属淮河水系,沿线跨越两条通航河流

  项目沿线所经河流主要有谷河、流鞍河和延河,其中谷河定级为VI级航道,流鞍河定级为VIII级航道,勘察设计过程中与航道管理部门积极协调沟通,确保相关设计满足通航要求。

  6、项目区域内有蓄洪区分布

  蒙洼蓄洪区位于阜南、颍上两县境内,总面积180.4平方公里。是淮河流域设立的第一座行蓄洪区。本项目线路布设于蒙洼蓄洪区北侧,并于黄岗镇西北部跨越临淮岗大堤。

  7、项目填方需求量较大,沿线无路堑挖方可供利用且集中取土困难

  项目建设区域为淮北冲积平原,地势平坦,路基均以填方形式通过,土方需求量较大。本项目填方约需1571万方,考虑到区域地势平坦,无路堑挖方材料可供利用且沿线取土困难,填方需采取多种形式予以解决。

  8、项目区域内分布有生态红线及国家级、省级湿地公园等生态影响因素

  本项目选线区域内分布有泉鞍洲生态红线及谷河省级湿地公园、王家坝国家湿地公园,设计过程中需合理选择线位,尽量减小项目建设对生态环境的影响。

   

   

  3主要创新点

  (1)平原区高速绿色公路设计理念的总结与创新

  综合以往项目的设计经验,本项目在设计中给予了充分吸收和发扬,对平原区高速公路践行绿色公路设计理念进行了充分探索和实践。主要有以下方面:

  1)路、桥统筹协调设计,合理采用低路堤方案。

  通过对全线路线纵断面的优化调整,降低路基段填土高度,本项目路基段平均填高为3.62m,在附近区域内同类型高速公路中填土高度最低。

  项目

  路线长度

  桥梁比例

  每公里土方(万方)

  路堤高度(m)

  阜新高速

  68.048

  8%

  12.7

  3.87

  济祁高速(利淮段)

  77.057

  21%

  14.6

  4.42

  G35济广高速(阜周段)

  83.570

  24.5%

  14.7

  4.44

  阜淮高速

  35.001

  48%

  14.1

  4.85

  合霍阜高速

  95.248

  31%

  17.9

  5.15

  本项目

  119.19

  33.8%

  11.7

  3.62

  E:工程项目8年项目投标合周投标安徽院TB-03 效果图XGT-1.jpg

  2)全面贯彻互通瘦立交身节地设计。

  本项目互通立交设计贯彻“瘦身”理念,枢纽互通结合交通量大小确定主匝道设计车速为60km/h,以降低匝道指标,节约互通用地;服务型互通立交通过压缩主匝道长度、紧凑布局等方式节约互通区用地规模,互通立交总占地约185.6453公顷,较用地标准节约55.9513公顷。各互通用地情况如下表:

  互通式立交设置一览表

  序号

  名称

  互通立交型式

  用地(公顷)

  用地标准

  (公顷)

  节约用地

  (公顷)

  1

  南照枢纽互通

  对角象限双环式

  十字枢纽

  26.3564

  43.9189

  17.5625

  2

  阜南东互通

  B型单喇叭

  19.9582

  20.1766

  0.2184

  3

  阜南南互通

  A型单喇叭

  27.5318

  28.9509

  1.4191

  4

  公桥枢纽互通

  对角象限双环式

  十字枢纽

  32.8184

  54.3342

  21.5158

  5

  滑集互通

  A型单喇叭

  22.3217

  23.4105

  1.0888

  6

  临泉枢纽互通

  对角象限双环式

  十字枢纽

  39.605

  50.4534

  10.8484

  7

  临泉西互通

  A型单喇叭

  17.0538

  20.3521

  3.2983

  合计

  185.6453

  241.5966

  55.9513



  3)推广桩板式结构、轻质泡沫混凝土等新工艺,节省占地并减少集中取土工程规模。

  4)积极推广小型预制构件,提高工程建设品质。

  5)贯彻标准化、模块化、工厂化、数字化的设计理念,提高工程质量。

  6)进行平原区高速公路路基取土方案的综合论证。

  7)低高度梁在平原区桥梁设计中的应用,有效减少占地,节约土地资源;降低梁高,缩短桥长,节约造价。

  8)从全寿命周期进行桥梁设计,体现建管养并重。

  (2)有效降低平原区高速公路永久基本农田占比的设计探索

  项目位于北方平原区,沿线永久基本农田占比较高,占沿线乡镇总用地比例53.6%,扣除建设用地、规划建设用地及生态红线后占比达77.7%;经过反复比选、论证路线,通过主线平纵的灵活设计,块状用地避让永久基本农田等综合措施,最终占比为65.98%,大幅低于沿线永久基本农田占比。

  1)通过对路线平面微调,减少路线平面对永久基本农田地块的穿越

  本项目沿线永久基本农田分布密集、连续,永久基本农田之外则为基本为村庄建设用地、河流水系。经过全面核查梳理,结合实地调查情况,适当提高拆迁规模,结合新农村建设工程选取近期有拆迁并移计划的村落进行穿越,以此来降低永久基本农田占用。但也会带来拆迁数量的升高,对于社会的稳定存在一定的消极影响。

  2)优化纵面,降低穿越永久基本农田段的路堤填土高度,条件适宜处采用支线上跨

  ①合理掌握纵断面指标:在满足行车安全和舒适的条件下,纵面设计在构造物较多的路段,适当加大坡度、减短坡长、减小竖曲线半径,尽量控制填土高度和占地面积。

  ②大型结构物位置的选择:路线在等级公路等净高要求较大时,充分调查研究,合理选择跨越位置,一般宜选择在被交公路自身填高较低的位置;合理布置平面线形,尽量增大与被交设施的交叉角度,减小分离立交桥梁的主跨径及梁高。

  ③在被交路前后无房屋、接线条件较好的情况下设置车行天桥,天桥接线纵坡不大于3.0%,全线共设置车行天桥9座。

  3)设计“瘦身”互通立交

  本项目互通立交设计贯彻“瘦身”理念,枢纽互通结合交通量大小确定主匝道设计车速为60km/h,以降低匝道指标,节约互通用地;服务型互通立交通过压缩主匝道长度、紧凑布局等方式节约互通区用地规模,互通立交总占地约185.6453公顷,较用地标准节约55.9513公顷。

  4)块状用地选址避让永久基本农田

  ①服务区

  本项目设置服务区3处,其中,阜南东及滑集服务区选址均不占用永久基本农田。临泉西服务区受前后服务区间距、路线走廊内永久基本农田分布密集等因素所限,约有2.5009公顷用地占用永久基本农田。根据交通量预测结果,本项目2053年路段平交交通量为40179pcu/d>40000,大车比例为27.2%,根据《公路工程项目建设用地指标》(建标〔2011〕124号),服务区用地标准为6.5333公顷/座。本项目通过计算路段交通量驶入服务区的流量计算得出,采用的用地指标可满足停车需求。

  服务区设置一览表

  序号

  桩号

  名称

  服务区布置形式

  间距(km)

  用地(公顷)

  用地标准(公顷)

  1

  K21+090

  阜南东服务区

  外向型

  27.29

  6.5333

  6.5333

  2

  K65+670

  滑集服务区

  外向型

  44.58

  6.5333

  6.5333

  3

  K118+380

  临泉西服务区

  外向型

  52.71

  6.5333

  6.5333

  ②养护工区

  本项目共设置养护工区2处,用地面积均为2.5333公顷,不占永久基本农田。

  ③路段管理分中心

  本项目于阜南南互通附近设置项目分管理中心及交警营房各一处,阜南南管理分中心用地面积1.7333公顷,交警营房用地面积0.33公顷,合并设置,不占用永久基本农田。

  5)结合被交叉道路功能,降低台背填土高度,适当提高桥梁比例

  本项目位于淮北平原,取土较为困难,适当提高桥梁比例可有效节约借方,同时采用桥梁方案可有效节约征地面积。因此在设计中,结合被交叉道路功能,适当降低台背填土高度。经过论证,本项目台背填土高度约5.5m~6.0m,桥梁比例约33.8%。

  6)优化路基要素功能宽度

  优化路侧要素功能宽度。通过对路基边坡两侧护坡道、排水边沟、征地界的功能分析,在满足功能的前提下,尽量采用紧凑型布局,将征地宽度降至最小。

  路堤边沟:本次设计采用预制梯形边沟,上口宽0.9米,比传统的矩形边沟(上口宽1.8米)节约宽度0.9米,两侧共计节约1.8米,全线节约用地约322亩。

  项目占地基本情况一览表(单位:公顷)

  市

  县

  占地

  总面积

  占用农用地

  占用建

  设用地

  永久基本农田占比

  总量

  耕地

  永久基本农田

  阜阳市

  颍上县

  43.5818

  35.6267

  28.8921

  25.8707

  7.9551

  59.36%

  阜南县

  296.8181

  258.1385

  222.5388

  188.9149

  37.8865

  63.65%


  临泉县

  320.9801

  287.5892

  258.9348

  221.5610

  32.0617

  69.03%


  合计

  661.3800

  581.3544

  510.3657

  436.3466

  77.9033

  65.98%


  

  (3)平原区高速路基取土方案综合论证

  本项目填方约需1571万方,考虑到区域地势平坦,无路堑挖方材料可供利用且沿线取土困难,设计中进行了多种取土方案的综合论证。

  桩板式结构应用:在路基填筑较高段设置桩板结构,能减少填方约39.6万方,从源头压缩工程建设规模,改进传统粗放型建设模式。

  建筑垃圾循环再利用:对建筑垃圾处理后应用于路基填筑中,调查到一建筑垃圾收纳场,年收纳建筑垃圾约15万方。

  DJI_0714建筑垃圾

  水利整治和改造:地方有整治计划的水利项目可作为土方来源;现状已整治沟渠废弃土方多堆积于沟渠两侧,沿线经调查可用土源12处,合计约22万方。

  基坑取土:依托房建基坑开挖,将基坑开挖土方作为本项目路基填筑材料,经调查,阜阳市每年可提供基坑开挖土方约150万方。

  IMG_20190413_081143基坑

  互通范围取土:结合互通范围内取土造景,节约集中取土规模。颍上、阜南县4处,可取土约23万方,临泉县3处,可取土约17.7万方。

  桥下取土:项目设置大桥和特大桥一般路段,可考虑在桥下进行集中取土。通过经济比选,合理控制桥下取土的范围和深度。

  桥下取土

  取土场取土:通过设置取土场集中取土,为本项目主要土方来源。与地方对接并签署取土意向书。

  新型材料替代:“开源节流”措施实施后填方缺口,可考虑采用新型材料替代。桥头路基及短路基等难以碾压密实处,采用轻质泡沫土材料回填,既加快施工进度、提高工程质量,又能节约填方,减少项目土方压力。

  取土对接2mmexport1562678275221

  (4)平原区通航河流标志性大跨度桥梁方案设计

  项目与谷河(定级VI级航道)交叉,综合分析桥位处地形、地质及地貌特点,充分论证地形、地质及全寿命周期安全性、经济性、合理性、景观性等方面综合考虑选用相应的桥型方案。本项目跨越谷河特大桥采用130+95m独塔斜拉桥方案,桥梁造型与所在区域的王家坝精神相呼应。

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  (5)对国家级、省级湿地公园等自然保护地的综合保护设计

  项目穿越泉鞍洲湿地公园(生态保护红线)及谷河省级湿地公园,综合路线方案比选、平纵面方案细化设计、桥梁跨越方案精细化设计以及施工运营期生态、环境保护设计,将项目建设对生态环境的影响降至最低。

  本项目施工运营期间的保护措施主要有:

  1)采用对生态环境影响最小的施工方案:坚持 “在保护中施工,在施工中保护”的原则,对施工工艺、作业方式以进行充分论证,防止碾压和破坏施工道路范围之外的植被和林地,制定对自然环境、生态系统、生物资源等影响最小的施工方案,减少施工期对保护区的自然环境、生态系统、生物资源的破坏。

  2)施工期严格遵守相关法律法规:在施工前,应对施工人员进行保护区和野生动植物保护方面的知识宣传和教育,提高施工人员的保护意识,严格控制施工范围,确保在征地红线范围内施工。施工期间要爱护保护区的一草一木,保护好生态环境,严禁猎杀野生动物,不允许毁坏建设用地以外的动植物资源。

  3)严禁在生态保护红线范围区内设立取弃土场、施工营地、拌合站、施工便道等;

  4)施工过程中通过加强洒水抑尘、明确施工界限、加强施工人员教育和后期补种等措施,尽可能的减少项目建设对生态保护红线范围内的生态系统植物多样性和生态功能的影响;

  5)在生态保护红线范围内桥梁施工过程中,采取如下环保措施:在施工场地内设置泥沙沉淀池及收油桶,收集并处理施工机械维修产生的油污水,污油应回收利用,禁止直接向流鞍河水体倾倒污油、清洗机械设备,避免对水质造成污染;物料堆场、废弃建材堆场应远离水体,并进行遮盖,防止经雨水冲刷将施工材料带入地表水体中造成对其水质的污染。涉水桥梁墩台施工钻孔桩基础施工采用钢套箱围堰法进行施工,该施工方式对水质影响大大减小;桥墩桩基施工泥浆应严格做好防泄漏措施,在水上工作台与钻孔间设置泥浆循环系统,钻孔泥浆循环使用,不外排。

  6)施工过程中,尽量采用低噪声机械设备,对超过国家标准的机械应禁止其入场施工,施工过程中还应经常对设备进行维修保养,避免由于设备性能变差而导致噪声增加;在利用现有的道路用于运输施工物资时,应合理选择运输路线,并尽量在昼间进行运输,以减少对运输公路两侧居民夜间休息的影响。

  7)加强施工期环境管理,对经过生态保护红线范围内桥梁路段作为施工期重点的监理路段,开展对施工期地表水质监测。

  在落实上述环保措施后,在生态保护红线路段的桥梁施工对生态保护红线影响较小,可以接受。

  

  (6)项目设计与沿线丰富的旅游资源的结合

  项目沿线人文底蕴十足、自然风光独到。阜南县被称为柳编之乡,临泉县更有中原牧场之誉,兼之近代以来的红色文化传承,使得项目沿线旅游资源丰富,经过区域有阜南淮河公园、八里河、王家坝、临泉县封神魔幻乐园、流鞍河、红色革命纪念馆等众多景点。本项目在设计中注重旅游功能的完善和指引,因地制宜拓展完善公路服务和旅游功能,在提高项目服务品质的同时,也对项目沿线的旅游资源进行宣传,以助于实现地区“全域旅游”的发展目标。

  

  

  (7)平原区高速公路的精细化外业勘察设计

  1)平原区地物变化较快,外业调查后易对路线方案产生影响

  本项目在外业调查期间除对影响路线走向的重要控制建筑物调查外,通过全线无人机航拍的方式进行视频、图像调查并存留,有助于充分调查沿线建筑、路系及水系情况。同时,将视频资料报备业主单位及地方相关部门,确保路线走廊的合理性。

  

  2)暗沟暗塘等引起平原区高速公路设计变更主要因素的针对性勘察

  北方平原区土地紧缺,各个乡镇每年复垦任务重。根据咨询和调查,一般采用对已搬迁村庄填平的方式,而村庄周侧原有沟塘分布较多,填平后形成暗塘暗沟。施工后暗沟暗塘是工程变更、影响工程质量的主要原因。

  本项目在外勘过程中首先在不同年份卫星图及地形图上进行初判,对接县国土复垦中心,收集近年复垦地块,查漏补缺。配合现场询问,螺纹钻验证,场地勘察等方式进行验证。

  

  

  4设计总结

  通过合肥至周口高速公路颍上(南照)至临泉(皖豫省界)段的设计,提出以下几点设计体会:

  第一:对项目影响区域进行细致的调研,包含文化历史、旅游资源及自然资源等,充分发挥高速公路“以点带面”服务功能与作用。串联沿线特色,融入地方人文,全方位、多角度考虑高速公路设计,使项目与城市、人文、景观和谐共存,实现交旅融合,打造美丽公路。

  第二:根据项目影响区域的调研,充分提炼项目的需求,进而提出总体设计目标。本项目属于典型平原区高速公路设计,针对该类型高速公路设计的关键性问题如永久基本农田、取土、路基填筑等进行针对性的研究,落实设计方案的落地性。

  第三:交通部正大力推广绿色公路建设理念,绿色公路涵义很广,具体措施众多,在项目设计时,应自设计之初就牢固树立绿色公路理念,充分挖掘项目特点,力求最大限度的践行绿色公路发展理念。