合宁高速扩建初设方案汇报 - 图文

合宁高速公路大蜀山至陇西立交段

扩建工程

初步设计方案汇报

中交第二公路勘察设计研究院

2006年4月

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目 录

一、 概述 .......................................................................................................... 2

1.1测设简介： ............................................ 2 1.2本次汇报的目的及内容 .................................. 2 二、路线 ............................................................................................................ 3

2.1路线测设 .............................................. 3 2.2.路线设计原则及主要技术指标采用情况 .................... 3

2.2.1路线设计基本原则 ......................................................................................... 3 2.2.2路线扩建采用的技术标准 ............................................................................. 3

2.3重点路段路线方案 ...................................... 4 2.4桩号关系 .............................................. 6 2.5存在问题及建议 ........................................ 7 三、路基路面 .................................................................................................... 8

3.1外业及调查 ............................................ 8 3.2设计原则及相关标准 .................................... 9 3.3主要设计方案 ......................................... 12 3.4存在的主要问题及建议 ................................. 26 四、桥涵工程 .................................................................................................. 28

4.1测设及调查 ........................................... 28 4.2设计原则及标准 ....................................... 28 4.3设计方案 ............................................. 29 4.4存在问题及建议 ....................................... 38 五、互通式立交 .............................................................................................. 42

5.1测设及调查 ........................................... 42 5.2设计原则及指标控制 ................................... 42 5.3设计方案 ............................................. 44 5.4存在问题及建议 ....................................... 52 六、附图表 ...................................................................................................... 53

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安徽省合宁高速公路大蜀山至陇西立交段扩建工程 初步设计方案汇报

一、 概述

1.1测设简介：

合宁高速公路大陇段扩建工程经省发改委批复立项，已列入安徽省2006年年开工建设的高速公路重点项目之一。根据安徽省高速公路总公司对本项目的工作安排，扩建工程计划于2006年8月开工。由于扩建工程技术复杂，涉及面广，勘察设计工作量大，所需周期较长，为保证扩建工程能够顺利的按计划实施，经省高速公路总公司同意，我院于2006年2月底派出测设项目组进驻工地开展本项目的勘察设计。根据本项目的建设工期特点，勘察设计工作按一次定测，两阶段设计（初步设计、施工图设计）的程序进行。

中交二院合宁高速公路大陇段扩建工程测设项目组于2006年2月24日进驻合肥，2月27日开始本项目勘察设计和资料收集工作。此前，我院已安排并完成了本项目全线的高精度彩色航空照片拍摄、1/1000电子地形图、导线点、水准点等控制测量工作，初步建立了全线数据地面模型。

2006年3月23日～3月25日，设计单位检查组对本路段的测设工作进行了中间检查，并形成了中间检查意见。

本项目勘测工作于2006年4月11日完成。勘测期间我院同时完成了本项目的路基、路面及桥涵检测和地质勘探工作。

勘测工作按一次定测要求进行，测设人员全面、详细地收集了沿线区域内的地形、地质、水文、航道、道路、铁路、城建、土地、规划、经济、筑路材料及运输条件等方面的资料。收集建设单位、沿线地方政府及各级部门对本次扩建工程的意见和建议，对涉及本项目实施的重大方案问题多方征求意见，并安排了扩建工程中的关键技术问题开展研究课题，即路面拼接、膨胀土路基拼接、桥梁拼接等3个研究课题。

1.2本次汇报的目的及内容

为了保证扩建项目初步设计的顺利开展，充分了解业主单位对扩建工程的意见及要求，同时也把勘察设计过程中遇到的重点、难点问题向业主单位及时反映，让业主单位全面掌握扩建工程的基本情况，对扩建工程中的重大方案问题能够作出正确决策，项目组准备了本次初测、初步设计中间汇报，汇报的主要内容包括路线、路基路面、桥梁涵洞、路线交叉及交通工程等5个方面。

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二、路线

2.1路线测设

本次初测完成原有合宁高速公路现状测量44km，完成互通现状测量6处（十八岗、小西冲、机场、龙塘、肥东、陇西），并对合安高速公路完成测量2km，完成合徐、合芜高速公路测量6km，高速公路测设总里程52km，并完成了全线被交路的外业测量工作。

为进行路面拼接、桥梁拼接，采用GPS-RTK和电子数字水准仪对原有道路进行高精度采点测量，目前已采集路面、桥梁平、纵面控制点共10244组，测点位置如图2-1所示，高速公路一般路段每间隔约25m各测4个点，并尽量保持在同一横断面上，互通、桥梁路段测点按设计需要对测点进行加密。测点按桩号递增的规律（沿大蜀山至陇西立交方向）从左至右编为：A、B、C、D，形成四条测线。

合宁高速公路主线测量点位分布图 图2-1

2.2.路线设计原则及主要技术指标采用情况 2.2.1路线设计基本原则

根据方案研究和工可研究结论，本路段平面推荐采用“两侧拼接、局部分离”的扩建方案，纵断面在K0+860.11～K13+940水泥混凝土路面将原路面标高整体抬高约25cm控制，K13+940～K43+500沥青混凝土路面将原路面标高整体抬高约5cm控制。本次纵面调整主要考虑按路面加铺方案进行拉坡，宁填勿挖，并按现行《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）中设计车速120km/h高速公路的技术标准要求对纵面进行调整，纵断面最小坡长按300m进行控制，左右坡度相差很小的相邻变坡点进行合并，以改善纵面线形。

K0+860.11～K13+940段参考1997年大蜀山至龙塘段竣工图设计资料，K13+940～K42+585.082段参考2003年合宁高速路面改建施工图设计资料，其桩号已转换为对应的初设桩号。

2.2.2路线扩建采用的技术标准

本路段初拟推荐线全长42.63989km，路线增长系数1.14，共设平曲线10处，平均每

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公里转角个数0.237个，平曲线长度占路线总长的77%，最大平曲线半径为12227.314m，最小5500.532m，直线最大长度4235.311m。全线共设竖曲线53个，平均每公里变坡点个数为1.24个，平均坡长814m，最短坡长为300m，最大纵坡+2.906%，最小凸曲线半径为11000m，最小凹曲线半径为6936m，竖曲线占路线里程51.91%。其余指标详见《主要技术经济指标表》。

2.3重点路段路线方案

扩建工程推荐采用在现有道路两侧整体拼宽的扩建方式，南肥河大桥下挠严重，不宜直接加宽，工可阶段对南肥河大桥进行了拆除重建的方案与保留原桥并在两侧新建两座桥梁的分离方案的初步比较，由于分离方案工程造价高，用地数量大，影响路段长，在今后的运营中交通组织也困难，并存在小偏角问题，工可阶段推荐拆除重建南淝河大桥主桥的路基整体拼宽方案，初测期间对南淝河大桥段（K22+521.927～K28+735.527）的路线方案又进行了重点研究，对该路段进行整体拼宽与两侧分离、单侧分离方案的比较见下表 。

南肥河大桥路段扩建方案比较表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 比较项目 新建长度 桥长 对道路通行能力 对中央分隔带管线 对中央分隔带排水 占地数量（亩） 路基土方3（m） 推荐意见 两侧分离 （原桥利用） 左线：6.183Km 6.083Km 右线：6.083Km 1101m 左线：1101m（桥宽12.75m） （桥面宽41m） 右线：1101m（桥宽12.75m） 主跨96m钢桁梁 主跨75m砼箱梁 不影响 不影响 不影响 612.91 478848 推荐 有影响 不影响 不影响 733.79 681610 比较 整体拼宽 （拆除主桥） 单侧分离 （原桥利用） 6.269Km 1101m （桥宽20.25m） 主跨75m砼箱梁 有影响 影响长度3.76Km 影响长度3.76Km 664.271 669143 比较

南肥河大桥路段的三种扩建方式的示意图详见图2-2、图2-3和图2-4。

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整体拼宽（主桥拆除）方案示意图 图2-2

两侧分离（原桥利用）方案示意图 图2-3

单侧分离（原桥利用）方案示意图 图2-4

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2.4桩号关系

合宁路沿线实地公里桩与扩建工程设计桩号之间存在一些差异，其桩号换算关系详见表2-2。

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合宁路实地公里桩与扩建设计桩号对应表 表2-2实地公里桩K1+000K2+000K3+000K4+000K5+000K6+000K7+000K8+000K9+000K10+000K11+000K12+000K14+000K15+000K16+000K17+000K20+000K21+000K22+000K23+000K24+000K26+000K28+000K29+000K37+000K42+000K43+000K44+000对应设计线桩号K0+815K1+774K2+730K3+642K4+523K5+482K6+525K7+525K8+527K9+526K10+529K11+486K13+524K14+520K15+528K16+524K19+540K20+544K21+539K22+542K23+539K25+517K27+535K28+536K36+563K41+526K42+522K43+504桩号差值 (m)(现有桩-设计桩)185226270358477518475475473474471514476480472476460456461458461483465464437474478496安徽省合宁高速公路大蜀山至陇西立交段扩建工程 初步设计方案汇报

合宁路扩建工程设计桩号与合宁路原施工图设计文件、竣工文件中的桩号换算关系详见表2-3。

合宁路原设计桩号与扩建工程设计桩号对应表 表2-3原设计合宁高速公路大蜀山至龙塘段施工图设计文件合宁高速公路大蜀山至龙塘段竣工文件合宁高速公路龙塘至周庄段施工图设计文件合宁高速公路龙塘至周庄段竣工文件K0+000 （起点）K13+437.316 （终点）K30+062.888K43+500K1+336.926K30+539.704 （终点）K1+336.926K30+539.704 （终点）对应合宁扩建设计桩号K0+860.11（扩建起点）K30+062.888K0+860.11（扩建起点）K30+062.888

2.5存在问题及建议

1、本项目起点接合淮阜高速公路终点，合淮阜线按6车道建设，并且设井冈铺互通与合六叶公路相连接，起点处的断面标准不一致，建议合淮阜线井冈铺互通以南的路段按8车道建设。

2、经勘测，合宁路大陇段平面标准较好，但纵面情况相对较差，竖曲线不满足视觉要求有15处；凸型竖曲线半径小于规范一般值的6处，其中小于极限值1处（即K31＋146淮南铁路1号桥处）。建议以上不能满足120km/h设计车速要求的纵断面按规范要求进行调整，其余路段纵面基本与现状保持一致，以最大限度的利用现有路面。

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三、路基路面

3.1外业及调查 3.1.1路基调查

本次外业期间对沿线工程地质及老路现有状况进行了全面调查和检测工作，其中主要调查内容有：老路基防护、排水及边坡稳定现状，老路基两侧现有地形地貌、地表状况、洼地、水田、河塘 、沟渠分布情况，通过螺纹钻、探坑对地表进行勘探，并分段取代表性样品进行了天然含水量、密度和液塑限等常规土工试验。在深入分析研究原有地质资料的基础上，分别采用钻探、静力触探、坑探、轻型螺纹钻等方法进行综合勘察。利用原有地质资料钻孔159个（平均设置间距174m）。为进一步查明沿线地质情况，本阶段对桥涵结构、立体交叉结构及不良地质路段共布设了钻孔152个（其中路基孔57个及桥孔兼路基孔95个），预计总进尺约4920m，静力触探孔2个，预计总进尺35m。全段共布设了探坑21个，共取样66组。

通过新老地质钻孔资料验证和对比分析，经过上述地质勘探工作，初步查明了沿线地质状况、工程地质条件，能满足方案拟定、比较和初步设计深度的要求，其中对本路段的重点工程和难点工程还按施工图设计深度进行了勘探工作。

3.1.2路面调查

路面调查在收集原有路面施工图、竣工资料及养护资料的前提下，对沿线双幅路面开展了细致的调查与检测，内容主要包括路面病害、老路面结构、路面排水、硬路肩路面结构、土路肩结构和排水调查。另外，对沿线路基两侧地方交叉道路的断面形式、路面结构也作了详细调查。

3.1.3老路面结构及现状

本项目原路面结构为水泥混凝土路面，路基宽26m，行车道2×3.75m，硬路肩3m，路缘带0.75m，中央分隔带2m，设置了新泽西护栏与凸式培土植草绿化两种结构形式，土路肩0.5m，原老路面结构厚度为：

24cm 厚水泥混凝土面层（C35） 15cm厚水泥稳定碎石基层 20cm厚石灰土底基层

大蜀山至小西冲路段（K0+000～K13+940）仅对原水泥混凝土路面病害进行了翻修处理，

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未作沥青面层加铺处理。小西冲至陇西立交路段（K13+940～K43+500）在对原水泥混凝土路面病害严重的板块进行翻修处理的基础上，路面全部加铺了12～22cm沥青混凝土面层。

大蜀山至小西冲段现在路面养护维修率较大，正处在维修、待修状态，严重影响行车的舒适性、安全性，封道施工点保持在4~5个点，造成了车辆通行能力下降。

分段路面调查情况：

1）K0+000～K13+940段水泥混凝土路面调查，重点对路面状况进行了详细调查，路面主要存在以下病害：断裂裂缝，纵向、横向或斜向裂缝和角隅断裂，交叉裂缝和断裂板，沉陷，胀起，唧泥和板底脱空，错台，坑洞修补损坏

2）K13+940～K43+500段沥青混凝土路面调查，路面主要存在以下病害：龟裂、不规则裂缝、纵裂和横裂、坑槽、麻面、脱皮、沉陷、车辙、波浪

在此基础上，还进行了路面结构承载力——顶面弯沉值，结构厚度和强度——钻孔取芯等检测工作

3.1.4筑路材料、取土坑、弃土场调查

通过本次土方计算需借调约405万土方，本路段扩建工程拟以沿线集中取土为主。沿线调查了7个取土坑，占地约860亩，主要分布在路线起终点附近，可供取土242万方，中间靠近城区路段土地资源稀缺，取土困难，还缺土方将近160万方，初步考虑了两种方案，一是从终点肥东县远运借土，该处与当地政府协商后表明，因当地水资源紧缺，夏季灌溉用水困难，可共取土量较大，按当地要求开挖形成鱼塘兼灌溉蓄水；二是结合新区大开发之际，与国土局及有关规划、建设部门协商，充分利用企业厂房、环境改造等工程弃土。另外，调查了1处弃土场，主要用于堆积老路废弃圬工及废弃土。

经调查，沿线区域筑路材料缺乏，所需石料、砂、水泥、石灰、钢材、沥青等材料均需外购，但运输条件良好，且各周边各市、县各种筑路材料蕴藏量丰富，满足高速公路建设需要，运距较近，各种材料可以利用便利的水运和陆运到达各工点。

3.2设计原则及相关标准 3.2.1一般路基设计

1、路基横断面标准

本路段采用“两侧拼接、局部分离”的扩建方式，将合宁高速公路扩建为8车道高速公路。整体式路基宽度42.0m（每侧加宽8.0m），其中行车道宽8×3.75m，中间带宽4.5m（含0.75m×2路缘带），硬路肩宽3.0m×2（含路缘带0.5m×2），土路肩宽0.75m×2；分离式路基宽度13.25m+26.0m+13.25m，其中行车道宽2×3.75m，左侧硬路肩宽1.25m（含

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路缘带0.5m），右侧硬路肩宽3.0m（含路缘带0.5m），土路肩宽0.75m×2。

路拱坡度行车道、路缘带及硬路肩采用2%，土路肩采用4%。路基设计洪水频率采用1/100。

2、一般路基设计原则

原路基边坡路堤坡率一般采用1∶1.5，本次扩建工程考虑到沿线膨胀土的处治及路线贯穿合肥市区的景观绿化等综合因素，路基边坡坡率拟采用1∶1.75，护坡道宽2.0m。为了便于施工，主线两侧设置全线贯通便道，便道宽7.0m。

河塘路段利用便道兼作围堰护坡，不再进行浸水路堤防护。互通范围新建路堤沿河临塘路段设计水位以下部分砌筑30cm厚浸水路堤浆砌片石护坡，坡率采用1：2.0。

部分用地受限制路段结合实际要求设置挡土墙，挡土墙一般采用C15片石砼路堤挡墙。 由于本路段地表土质大多为具有弱膨胀潜势粘性土，本次设计建议低填浅挖路段超挖至路床底面，拼宽路基填料均作掺灰改性处理，路床建议掺灰7～8％，路堤填土建议掺灰5～6％。

3、路基压实度的控制标准

由于路基拼接段的填料压实度直接影响到新老路基的拼接效果，在路基拼接的新填筑部分的压实度拟按新的《路基设计规范》执行，见下表：

路基部位 上路床 下路床 上路堤 下路堤 路面底面以下（cm） 0～30 30～80 80～150 ＞150 CBR（%） 8 5 4 3 压实度（%） 土 ≥96 ≥96 ≥95 ≥92 填料最大粒径（cm ） 10 10 15 15 注：①表列压实度数值系指按《公路土工试验规程》重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。

②为保证路肩的稳定,对于土路肩培土的压实度要求＞92%。

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4、路基土掺灰原则及要求

当填料采用就近取土坑取土时，其掺灰应符合下列要求：

1） 在原地面处理并压实后，填筑平均厚为30cm4～5%的石灰土，并形成不小于1%的设计施工横坡，压实度≥92%。

2）路床顶面以下0～30cm路堤填土掺7～8%石灰，CBR≥8%；30～80cm路基土掺5～6%石灰，CBR≥5%。

3.2.2特殊路基

1、沉降控制标准。

为保证新老路基的良好衔接，本路段拼接路基施工完成后，原高速公路路基中心与新路肩的横坡度增大值应小于0.5%，与原公路横坡相比不得出现反坡。拼接路基施工后，原路中心附加沉降增量应小于3cm。 2、稳定验算的安全系数

稳定验算的安全系数（指标采用快剪与固结快剪指标）以K>1.2控制。 3、沉降计算

采用考虑时间效应的二维分析方法进行固结和沉降的计算。模拟施工加载全过程，即先按合宁高速公路老路基的加载、预压和路面结构层逐级施加荷载，进行过程模拟，以求得任一时刻的沉降、水平位移及有关应力的变化。同时利用实测资料，采用参数反分析法来修正试验参数后，将拼接荷载再逐级施加，使沉降计算更加切合实际。

3.2.3路面改扩建

初步拟定设计原则如下：

1、本路段路面设计本着因地制宜、合理选材、技术先进可靠、经济合理、有利于机械化施工的原则，结合当地的气候、水文、地质条件及筑路材料等，对路面方案进行了综合分析，以工可的研究结论以及路面课题成果为基础进行方案拟定。路面设计是以路段交通量预测结果为依据，执行交通部部颁《公路沥青路面设计规范》（JTJ014—97）。

2、老路面尽可能利用，一般遵循宁填勿挖的原则。为了减少工程量，需要尽可能利用老路面。老路面改建强度须满足基本设计要求，并对现有病害进行充分、恰当的处理。K0+000～K13+940段拟在对原水泥混凝土路面适当处理的基础上直接加铺25cm厚沥青面层；K13+940～K43+500拟在对原有改建沥青混凝土路面病害进行处理的基础上直接加铺5cm厚SMA-13面层。沥青面层病害采取铣刨的方式，局部病害严重路段彻底翻修改造。

3、老路面材料充分利用。原路面铣刨的沥青砼旧料、石屑和水泥按一定的配合比（现

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场试验确定）拌合进行再生利用，作为新建路面的底基层；原路面铣刨的底基层材料仅作为路基填料。

4、进行独立的左、右半幅纵断面拟合设计，进行独立的左、右半幅纵断面拟合设计，主要考虑到因原水泥混凝土路面的施工误差、上下行交通运营荷载差异性以及已改建路面的结构差异性所导致两侧路面的标高差。

5、路面结构设计按新建路面、老路面改建两种方式考虑，根据八车道交通荷载分布特点分别进行路面结构强度验算。

6、路面分段实施、分段新老路面同步施工。

3.3主要设计方案

本次合宁改扩建工程借鉴了国内其它改扩建工程许多成功的经验，通过前阶段沿线外业调查及原有施工图、竣工图资料的收集整理，对路基路面方案进行了初步拟定。

3.3.1新老路基拼接

1、膨胀土土改性处理

合宁高速公路广泛分布着膨胀土，具有粘粒含量高、高液限和高塑性指数等特性。绝大部分属于中～弱膨胀土。按照规范要求不能直接作为路基填料，膨胀土成为本项目工程的主要不良工程地质现象之一，既有高速公路膨胀土路基在自然因素和公路行车荷载作用下，含水量、密度、强度都发生了较大的变化，与新拼宽的路基有一个变形协调控制问题。这些问题控制了高速公路建设进度和投资规模，影响了高速公路建设质量，是膨胀土高速公路建设的主要技术难题。

老路基填土掺灰调查情况：从现场调查情况来看，老路面底基层为石灰土，路床及路床以下老路堤填土均未掺灰，含水量偏大，压实度偏低。

该项目所处路段大部分土源为具有弱膨胀潜势粘土，临靠合肥市区，土源紧张，新建拼宽路基不可避免填筑弱膨胀土，弱膨胀土的含水量、压实度、胀缩性较难控制，需作改性处理。同时，为了减少路基填土的自身压缩变形，控制新老路基之间的差异变形，拼接路基拟按新的《路基设计规范》中的填土压实度要求执行。因此，建议对拼接路基填土全部作掺灰处理。 2、路基边坡形式

本路段位于缓低岗平原地区，路基大部分填方路堤。受长江三角洲经济辐射，合宁高速公路沿线所经的地区（尤其是合肥地区）经济较为发达，土地资源日益珍贵，充分利用合宁高速公路两侧现有的预留土地、减少征地拆迁数量是方案选择的前提之一。沿线路段土地资源较紧张、可取填料较匮乏，土方费用高。因此在方案选择时提出了一般填土路堤

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方案、加筋路堤（收缩边坡）方案和挡土墙方案进行比较。对以上三种方案进行技术、经济比较后，对一般路段推荐一般路堤方案，对用地受限制地段通过比较，推荐挡土墙方案，采用C15片石砼挡土墙。详见附图：《拼接路基边坡形式方案图》

老路基两侧设置了大量的路堤挡墙，长约5～6公里，高度2～5m，基本上是对称设置，且挡墙主要设置在高路堤路段（主要是尽量减少占用耕地），目前初步确定仅对沿线临靠厂房、企事业单位、大型房建、变电站、水利设施等路段设置路堤挡墙，共设置挡墙1.7km。 3、加宽措施和开挖方案

路基加宽采用老路基开挖台阶后直接拼接的方案，为了缓解新老路基拼接部位的应力集中，调整新老路基拼接部位的应力状态，保证加宽路基与旧路基的良好衔接，避免或减少横向错台和纵向裂缝的发生，在填筑加宽路基前先对原路基边坡进行清坡及削坡处理，然后在原路基边坡上开挖台阶（向内倾斜2%）。从现场调查情况来看，老路基边坡填土松散，压实度偏低，且部分路段老路基边坡坡面存在大量灌木及少量高大树木，因老路基填土未掺灰，树木根系较深。另外，原合宁老路基边坡没有统一的防护、规则的坡面，且老路基坡脚堆积大量弃土、浮土。为了提高新老路基拼接质量，提高拼接路基填土压实度，拟定老路边坡削坡坡率为1：1，既能对灌木根系、坡面浮土加以清除，又能保证新老路基拼接质量。初步拟定第一级台阶开挖尺寸150×150cm，以上台阶开挖尺寸定为100×100cm。同时，开挖老路硬路肩、土路肩路床，重新掺灰后回填加固。详见附图：《新老路基拼接方案图》。

4、土工合成材料的应用

老路扩建成败的关键因素之一就是避免新老路基的不均匀沉降而产生的路基纵向开裂，在新老路基的填筑上运用土工合成材料能有效地增强老路基与拼接路基土体间的联接性，限制和协调路基土体的变形，均化荷载，提高拼接路基的抗剪强度，增强拼接路基的整体性。一般路段底部设置1～2层钢塑格栅，路床设置一层单向土工格栅；高路堤路段底部设置一层高强土工格室，路床设置一层单向土工格栅。详见附图：《新老路基拼接方案图》。

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5、老路基渗水处理

因该段原路面为水泥混凝土路面，路面破损严重，从维修现场发现路床含水量极大，有明水出现，下部路基含水量也较大，路基潮湿，局部路段在雨水过后路基坡脚有明显渗水，K26～K40段老路基路肩边部设置了连续7.5浆砌片石护肩矮墙，而墙身未设置泄水管，也是导致老路路基大量积水的原因。因拼接路基填筑土大部分为掺灰粘土，老路基渗水在新老路基拼接处易形成水幕墙，从而导致拼接处弱膨胀土填料产生较大的胀缩变形。另外，雨季实施路基拼接时，因老路基填土饱水时间偏长，容易造成拼接处填土含水量过大，难以压实，影响路基拼接质量。本次扩建拟在老路基渗水较为严重的路段坡脚设置渗水盲沟。

6、老路基失稳路段的拼接

据原竣工图反映，部分路段（南肥河及店埠河两侧200m）路基填土较高，地基存在5～7m厚软塑、饱和状弱膨胀性粘土层，路基在填筑完成期间发生过填方边坡失稳现象，后期一般填筑坡面砌筑了1.2m厚浆砌片石护坡，原挡墙路段在原有挡墙外测设置了密间距的扶肋。对于该部分路段拟在对老路基稳定性分析的基础上，对老路基进行必要的路基加固处理后再开挖老路基边坡进行新老路基拼接。 7、路基挡墙路段的拼接处理

老路基两侧设置了大量的路堤挡墙，长约5～6公里，高度2～5m，基本上是对称设置，且挡墙主要设置在高路堤路段，因在扩建工程实施期间须保证通车安全及老路基的稳定性，开挖老路基挡墙必然会对老路基稳定性造成一定影响，初步考虑如下两种处理方式。

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1）、保留原有挡墙。路基填料均匀性、填土自身变形协调性不易统一，同时填土压实度、新老路基拼接质量难以控制，如墙外全部采用碎石土填筑，工程造价偏高。

2）、挖除老路基挡墙。因老路基挡墙对称设置，为了保证通车安全，必须进行交通转换，两侧路基拼宽填土不能同步实施，对工期影响较大，另外，即使进行了交通转换，但开挖老路基挡墙仍有可能造成老路基失稳，影响较大。

为了保证新老路基的拼接质量，对于挡墙路段的拼接确定以下原则： ①尽量挖除原挡墙；

②对设置挡墙的老路基分路段进行稳定性分析、评价;

③对于开挖挡墙不影响路堤稳定性或影响较小的路段尽量挖除原挡墙后再进行路基拼接；

④对于开挖挡墙严重影响路堤稳定性的路段，先对老路基或挡墙进行加固，然后再彻底挖除原挡墙或挖除上半部挡墙，保证墙顶填土高度不小于2.0m。

危挡墙路段拟定了以下几种方案： 1)路基加固

a、采用插打循环利用槽钢的方案，在墙顶上方填土插打槽钢——挖除老路基挡墙——拼宽路基填土——拔出槽钢——进行下一处施工；

b、插打永久性木桩，在墙顶上方填土引孔插打一次性防腐炭烧木桩——挖除老路基挡墙——拼宽路基施工；

c、注浆加固，老路边坡注浆加固——挖除老路基挡墙——拼宽路基施工。 以上三种方案均存在一些缺点，尤以插打木桩方案较为明显，因木桩直径较大，插打木桩时会对老路基产生扰动，同样影响边坡及原挡墙的稳定性，且造价偏高、工期较长。不推荐。

2)挡墙加固

危挡墙采取土钉加固的形式，拆除原加固扶勒，待挡墙外侧填筑一定路堤填土高度后，再对原路基进行削坡处理，同时挖除上半部挡墙，然后进行路基拼接填土。拟推荐该方案。

3)加大原有墙身，拼宽路基采用挡墙路堤

该方案需先加大原有墙身，然后进行上部路堤填筑，但该方案因老路基挡墙上部坡率较陡，不能提供施工机械作业面，不便于老路基边坡削坡、拼接路基填土工作的开展。不推荐。

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3.3.2特殊路基

本路段沿线局部路段存在软土地基，埋深在地表以下14m以内，需要解决的主要问题是如何减小新老路基的差异沉降，防止纵向裂缝的产生。针对本路段拼宽路基允许总沉降量较小的特点，软基处理不能采用存在较大沉降量的处理方法。因预压排水固结法（如塑料排水板、袋装砂井等）总沉降量过大，容易导致新老路基出现较大的差异沉降以及产生严重的纵向裂缝、沉陷现象，不宜采用。为了避免新老路基出现较大的差异沉降以及尽量减少拼接路基荷载对老路基的影响，对地基存在软弱层的路段，两侧拼宽路基深层软基处理宜以复合地基处理为主。本项目软基处理方案的选择主要是从控制总沉降、差异沉降和施工工艺等方面进行比较，软基处理初步拟定以下方案：

1、对软土埋深H≤3m的路段，一般以浅层换填碎石土或石灰土为主。 2、对软土埋深3m≤H≤14m的路段，初步拟定粉喷桩和湿喷桩方案进行比较。 通过对多条高速公路的实际观测数据的整理分析，借鉴国内软基处理的经验，新建路基地基存在软弱层时10m以内的处理多采用粉喷桩和湿喷桩方案，处理效果比较好，但同时也反映存在一些问题：粉喷桩施工质量难以控制，往往造成粉喷量不足，达不到设计要求，桩身存在一定自缩性，路基填筑过程中存在一定填筑期沉降。对于本次合宁扩建工程而言，拼接路基不允许出现较大沉降量，也不允许新老路基出现较大的差异沉降，经计算验证粉喷桩不满足沉降量要求。本路段软土的天然含水量大部分在30%~40%间，采用湿喷桩处理效果明显，成桩施工过程中喷浆量相对较易控制，喷浆较为均匀，桩体自缩性较小，通过试验其水泥用量60kg/m时的强度可达到R7=0.8Mpa，R28=1.4Mpa，满足拼接路基地基承载力强度要求及沉降量要求，拟推荐湿喷桩方案。湿喷桩桩径50cm，桩位在平面上呈等边三角形布置，中心布设间距1.1~1.4m，单桩每延米喷浆水泥用量为60Kg，桩基处理深度5.0～12.0m。

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3、对于沿河临塘路段在本次拼接中必须严格控制地下水位的降低，避免老路基出现较大的沉降。初步拟定以下方案，

方案一：进行防渗处理和渗透复核，通过防渗处理后进行水塘排水清淤，回填至原地面进行地基处理；

方案二：沿河临塘路段地基存在软弱地层或浅层强透水层时，设围堰后，河塘不排水只进行清淤，回填土至原地面经压实后再进行地基处理；

方案三：沿河临塘路段地基不存在软弱地层或浅层强透水层时，设围堰，河塘排水后进行清淤，回填土至原地面经分层压实后再进行地基处理；

方案四：分段围堰排水清淤，回填碎石或碎石土回填至原地面后再进行地基处理。 拟推荐方案二和方案三。

3.3.3路基防护工程设计

本路段为全填方路段，路基填料主要以粘性土为主，路线穿越合肥市区，有必要加强景观、绿化建设，方案设计以经济、实用、美观大方且施工方便为原则，分别对主线及互通路基边坡防护拟定了以下方案 1、主线部分

1）当路堤边坡高度H≤4.0m时，边坡坡面主要采用喷播植草防护。

2）当路堤边坡高度>4.0m时，边坡坡面采用8cm厚C20预制混凝土块衬砌拱植草防护。其中当4.0m＜H≤6.0m时，边坡采用双排衬砌拱植草防护；6.0＜H≤10.0m时，边坡采用多排衬砌拱植草防护。此方案的最大优点是集防护与排水为一体，两者有机地相结合，充分体现路基、路面排水防护的统一协调和路容、环境的整体美观，保证了坡面稳定性。方案比较详见《路基防护设计图》。

3)根据需要设置路堤挡墙防护。 2、互通部分

互通内路基边坡防护采取放缓边坡（坡率1：3）并进行植草绿化的方案，充分体现路

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容、环境、景观的整体美观与多方位协调。

3.3.4路基路面排水系统

1、路基排水

原合宁老路基填方路基段均未设置排水边沟，不符合现行规范要求，特别是低填路段积水可能造成路基膨胀土汲水产生较大胀缩变形。本次设计拟借改扩建之机对沿线填方路基设置排水沟，因该项目地处低丘地带，排水畅通，填方路段一般设置下挖式梯形排水沟，挖方路段一般设置暗埋式边沟及渗沟。根据该地区降雨强度进行了水文计算，确定了排水沟尺寸为60×60cm，根据比较拟采用预制块边沟。方案比较及排水沟、边沟详图见附图《路基路面排水设计图》。

2、路面边部排水

老路土路肩采取了铺砌水泥混凝土预制块、下设排水盲沟的措施，排水现状良好，拟沿用与此类似的方案。 3、中央分隔带改建

该项目原中央分隔带有两种形式，一、K0+000~K30+650为新泽西护栏中央分隔带，新泽西护栏顶宽0.15m，底宽0.6m。二、K30+650~K43+500为凸起式培土植被绿化中央分隔带。

存在两个比较突出的问题，一是新泽西护栏中央分隔带改建问题，如果不改建，与全线不协调，另外，K0+800～K39+000段通信管线均埋设在路基右侧边坡内，扩建期间及扩建后通信管线改移、埋设存在困难。为了通讯光缆的统一埋设，提高扩建后八车道的整体效果，建议全线中央分隔带保持一致形式，改造、重建全段中央分隔带。二是凸起式培土植被绿化中央分隔带的改造问题，原中央分隔带未设排水系统，存在扩建期间挖除原有中央分隔带培土污染路面问题。

K0+000～K30+650段原新泽西护栏中央分隔初步拟定以下五种改建方案： 方案一：原状利用

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中央分隔带不改造，直接利用，通讯管线埋设在新拼宽路基边部。 优点：充分利用原新泽西护栏，工程量小。

缺点：美观性差，视觉单调，防眩效果差，通讯管线不便于埋设。 方案一 方案二

方案二：双重新泽西护栏

拆除原新泽西护栏，设置双重新泽西护栏，通讯光缆由原路基边部改移至中央分隔带内，中间培土种植中高灌木。

优点：改造工程量较小，施工简捷，便于通讯管线埋设，满足对向车辆防眩要求。 缺点：美观性差，视觉单调，中间培土保湿性差，灌木绿化植被生长困难。 方案三：中央分隔带设置花池

拆除原中央分隔带，埋设通讯管线后封闭，两侧设置波形护栏，中间间隔设置花池，种植中高灌木。

优点：防眩效果较好，便于通讯埋设。

缺点：美观性差，护栏柱施工难度大，花池培土保湿性差，灌木绿化植被生长困难。 方案四：设置凸起式培土植被绿化中央分隔带

拆除原中央分隔带，底部设置纵向渗水沟，沿新建人手井排导渗水或横向埋设排水管，埋设通讯管线后培土，两侧设置波形护栏，中间间隔种植中高灌木。

优点：美观、防眩效果较好，便于通讯埋设，中央分隔带渗水易于排导。 缺点：护栏柱施工难度较大，不宜在雨季施工，横向排水管施工难度大。 方案三 方案五

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方案五：设置凸起式培土植被绿化中央分隔带

拆除原中央分隔带，底部及两侧现浇封闭，埋设通讯管线后培土，两侧设置波形护栏，中间间隔种植中高灌木。

优点：美观、防眩效果较好，便于通讯埋设。 缺点：后期可能出现中央分隔带渗水。 拟推荐方案五。 4、路面排水

根据该项目所处区域水文计算表明，路面不宜采用集中排水方式，推荐采用漫流排水形式。

3.3.5路面改扩建

1、累计当量轴次及弯沉

分车道进行路面设计：根据8车道高速公路车辆运行特点，扩建工程路面分车道进行设计，自中央分隔带向外第一、第二车道为老路面改建利用车道，按行驶小型车、中型车进行设计；第三、第四车道和硬路肩全部新建路面，按行驶大、中型车进行设计。

本路段沥青砼路面的设计年限为15年，第一、第二车道设计年限内一个车道上的累计标准轴载（100KN）作用次数Ne=1800万次，设计弯沉0.278mm(半刚性基层)和0.340mm（全柔性基层）；第三、第四车道设计年限内一个车道上的累计标准轴载（100KN）作用次数Ne=4880万次，设计弯沉0.174mm(半刚性基层)和0.2780mm（全柔性基层）。

路面设计是以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标来计算路面结构厚度，并以容许弯拉应力进行验算。路面结构设计按新建路面、老路面改建两种方式考虑。 3.3.5.2路面改扩建

原水泥混凝土路面改扩建是本项目的重点与难点，大蜀山至陇西立交段原路面为水泥混凝土路面，路面结构：24cm水泥混凝土＋18cm水泥稳定碎石基层＋20cm石灰土基层，前阶段进行了大幅度维修改造。K0+800~K13+940段对原病害砼板进行了底基层、基层翻修及换板处理，上部未作沥青混凝土加铺处理；K13+900~K43+500段对原混凝土路面采取了灌浆、换板、冲压等处理方式，最后进行了加铺处理，加铺厚度12～22cm不等。

本项目原路面为水泥混凝土路面，运营多年后路面破损严重，从维修现场发现老路面底基层、路床含水量极大，有明水出现，下部路基含水量也较大，路基潮湿，在K0+800~K13+940段在对老路维修时，自硬路肩内侧至土路肩边部在路床顶部设置了φ11横向PVC排水管，现场调查发现该管中有大量泥浆涌出。

另外，K13+940～K43+500段改建后的沥青混凝土路面现有使用状况较好，但也出现了不少病害，例如纵横向裂缝、网裂、车辙、沉陷等，最明显的是沿行车行车轮迹进行薄层稀浆封层罩面处理，通过相关养护部门了解到主要是原行车道因改建后基层强度不足及面

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层问题造成了普遍车辙，分析其主要原因为改建路面下部底基层含水量偏大、压实度、强度偏低所引发的路面变形破坏。

1、K0+800～K13+940段老路改建

主要解决老路面反射裂缝、路面渗水、新老路面拼接协调几方面的问题。遵循以老路面改建方案为基本出发点，确定与老路结构相匹配、适应的新建路面结构的思路，初步拟定了7组新、老路面结构相对应的组合改建方案，主要为3种老路改建形式（直接利用、冲击破碎、挖除新建）及与之相对应的4种新建路面改建结构类型（刚性基层、半刚性基层、柔性基层、复合性基层）的合理匹配、组合方案。

1）老路面直接利用

方案一：老路面注浆处理，新建路面采用半刚性基层，然后新老路面统一加铺沥青混凝土面层。

老路面改建结构（一） 新建路面结构（1） 新建路面结构（2）

优点：原混凝土板经注浆处理后，直接用作改建路面基层，适当降低了老路面处治费用，新、老路面上中面层分别采用SMA-13、sup-20或改良型AC-20结构，抗滑、密水、抗老化性能好，提升了路面强度、承载能力，厚层沥青面层延长了路面使用寿命，增加8cm厚沥青碎石联结层能有效减少基层反射裂缝，老路改建工序较简单。新建路面结构设置了低剂量水稳底基层兼排水层，能有效疏导老路面层间积水，避免将老路面渗水封堵在老路基内形成隐患。

缺点：老路面注浆处理质量不易控制，处理不到位时将会导致老路面因底基层强度不够迅速产生沉陷、车辙病害，新建拼宽路面结构为半刚性基层沥青混凝土路面，在与原刚性路面拼接时，一是基层存在材料的差异性，新老路面基层连接性较差，容易导致拼接错层和反射裂缝等问题；二是新老路面存在层位（分层层面）差异性，拼接实施较困难。

方案二：老路面注浆处理，新建路面基层采用新建混凝土面板，然后新老路面统一加铺沥青混凝土面层的方式。

新建拼宽路面结构采用刚性基层沥青混凝土路面，与原刚性路面拼接容易，但施工速度较慢，成本较高，且路面容易出现反射裂缝。

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老路面改建结构（二） 新建路面结构（3） 新建路面结构（4）

优点：原混凝土板经注浆处理后，直接用作改建路面基层，适当降低了老路面处治费用，新、老路面上中面层分别采用SMA-13、sup-20或改良型AC-20结构，抗滑、密水、抗老化性能好，提升了路面强度、承载能力，厚层沥青面层延长了路面使用寿命，增加8cm厚沥青碎石联结层能有效减少基层反射裂缝。该方案新老路面结构统一，便于新老路面拼接实施，施工便捷。新建路面结构（3）中设置了级配碎石排水层，能有效疏导老路面层间积水，避免将老路面渗水封堵在老路基内形成隐患。

缺点：老路面注浆处理质量不易控制，处理不到位时将会导致老路面因底基层强度不够迅速产生沉陷、车辙病害，新老路面刚性基层拼接需作植筋连接处理，工艺复杂，工程造价偏高。新建路面结构（4）中未设置排水层，不能有效疏导老路面层间积水而形成隐患。

方案三：老路面注浆处理，新建路面下基层采用半刚性基层，新老路面统一浇注连续配筋混凝土上基层，然后全幅加铺10cm沥青混凝土面层

老路面改建结构（三） 新建路面结构（5） 新建路面结构（6）

优点：原混凝土板经注浆处理后，直接用作改建路面基层，新、老路面上中面层分别采用SMA-13、sup-20或改良型AC-20结构，抗滑、密水、抗老化性能好，提升了路面强度、承载能力，整体刚性基层完整性好，抗反射裂缝性能好。该方案新老路面结构统一，

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便于新老路面拼接实施。新建路面结构中设置了级配碎石底基层兼排水层，能有效疏导老路面层间积水，避免将老路面渗水封堵在老路基内形成隐患。

缺点：施工工艺、程序较复杂，工程造价高。 2）老路面冲击破碎

方案四：老路面冲击破碎后，新建路面采用半刚性基层路面结构形式。

老路面改建结构（四） 新建路面结构（7） 新建路面结构（8）

优点：原混凝土板经冲击破碎、注浆处理后，用作改建路面基层，新、老路面上中面层分别采用SMA-13、sup-20或改良型AC-20结构，抗滑、密水、抗老化性能好，提升了路面强度、承载能力，厚层沥青面层延长了路面使用寿命，增加8cm厚沥青碎石联结层能有效减少基层反射裂缝。新建路面结构设置了低剂量水稳底基层兼排水层，能有效疏导老路面层间积水，避免将老路面渗水封堵在老路基内形成隐患。

缺点：老路面冲击破碎、注浆处理质量不易控制，处理不到位时将会导致老路面因底基层强度不够迅速产生沉陷、车辙病害，新建拼宽路面结构为半刚性基层沥青混凝土路面，一是基层存在材料的差异性，新老路面基层连接性较差，容易导致拼接错层和反射裂缝等问题；二是新老路面存在层位（分层层面）差异性，拼接实施较困难。

方案五：老路面冲击破碎后，新建路面采用柔性路面结构形式。

老路面改建结构（五） 新建路面结构（9）

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分离式立交 箱通、盖板 拱式通道 钢筋砼空心板 预应力砼空心板、箱梁 预应力砼T梁、 Ⅰ字梁 钢筋砼空心板 预应力砼空心板 84 2 4 20 1 19 8 1 6 173.81 3152.02 80 415.3 408.7 80 2450.8 25 3405.83 互通匝道桥 预应力砼T梁、Ⅰ字梁 预应力砼箱梁 34 3354.8 桥梁结构以简支板、简支T梁、简支组合工字梁等系列标准结构为主，亦有连续箱梁、连续刚构等结构。本阶段针对不同的结构形式和不同的桥型提出了相应的扩建方案。

4.3.1基本扩建方案

①一般情况下拟采用同跨径、同结构在两侧分别进行加宽拼接。 ②采用上部构造相互连接、下部构造不连接。

③各桥梁根据实际情况可选用适宜的下构形式，桥墩以双柱式墩、薄壁墩为主，河流、被交道与桥成斜交的，需要斜桥正做的可采用独柱墩形式。

4.3.2各种桥型的实施方案

① 板桥

原路板桥有钢筋砼实心板、先张法预应力砼空心板和后张法预应力砼空心板三种。经初步分析，结合工可的研究思路，加宽桥仍按原结构形式对应拼接，初测中初拟了以下二种方案：

方案一 方案二

拼接设计考虑原桥采用叠合板方案进行了加固，方案1对原桥的改造工程量及损害程度较大，初步推荐采用第2方案。

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② 组合工字梁、T梁桥

组合T字梁、T梁桥考虑拼宽桥按原结构对应拼接。建议采用以下工艺、方法改造

拼接。

方案一，采用翼缘改造连接。拼接示意图见下图（单位：cm）。

方案二：在方案一的基础上，增加横隔板连接。拼接示意图见下图（单位：cm）。

方案比较：两种连接方案构思不同，方案一连接为横向弱连接，方案二为横向强连接。借鉴沪宁高速公路的扩建经验，初步推荐采用第二方案。

③ 箱梁桥

本路段主线有2处现浇连续混凝土箱梁桥，即徽州南路立交桥和南淝河大桥，其中徽州南路立交桥的主桥为横桥向未设置横向预应力索，而南淝河大桥主桥为横桥向设置了横向预应力索。本次暂考虑徽州南路立交桥的主桥箱梁的拼接方案。

方案一：采用钢板搭接的方式进行处理。箱梁连接示意图参见下图（单位：cm）。

方案二：采用砼连接方式，箱梁拼接的连接方式为铰接。箱梁连接示意图参见下图（单位：cm）。

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方案比较：方案一中的连接为横向弱连接，新建部分桥的沉降对原桥箱梁的影响较小。斜桥正做拼接时同一断面新老桥活载会产生不同挠度，可以通过钢板协调变形，但在反复活载作用下钢板的锚固存在一定的问题，钢板翘曲脱落可能造成该处桥面沥青铺装损坏，钢板变形震动噪音不易控制，影响行车舒适。

方案二中的连接为砼铰连接，横向连接较弱，新建部分箱梁与原桥箱梁之间的变形协调性较好，全桥整体性较好。

两方案的切割位置或湿接缝预留位置，均考虑减小车辆对接缝的直接作用。经对受力及施工等多种因素比较，初步推荐第二方案。

4.3.3特殊桥梁的扩建方案

合宁高速公路上本路段除了上述标准结构的桥梁外，还有4座桥扩建方案需要单独论述。

（1）K25+238.2南淝河大桥

南淝河大桥原桥全长1101m，主跨45+75+45m三向预应力混凝土变截面连续箱梁，斜交113.90跨越南淝河，引桥为18×30m ＋13×30m预应力混凝土简支T梁， 主跨下构为锥形圆柱墩、斜桥正做，左右半幅未错孔。

南淝河大桥主桥 南淝河大桥引桥

该桥主桥运营中产生病害，主跨跨中下挠严重。安徽省高速公路试验检测中心于2004年3月对主桥进行了荷载试验，发现箱梁中跨跨中存在明显下挠，边跨L/4附近，中跨L/4～3L/4区段箱梁腹板斜向开裂；中跨跨中附近箱梁底板横向开裂，部分裂缝已延伸发展为腹

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板竖向裂缝，为了维护正常运行，对该桥进行了加固，加固方式为体外预应力钢束加固底板、钢板加固腹板，碳纤维加固腹板及底板。

从本次扩建工程的桥梁检测结果显示，主跨部分箱梁破损较多，且主跨下挠已达20cm，墩顶附近腹板及跨中底板出现较多裂缝，表明该桥承载能力有较大损失。虽主跨部分已进行了加固，但是新出现的裂缝最大仍达到0.2cm，可见主跨部分结构承载力呈现下降趋势。从结构验算来看，腹板根部厚度偏薄，构造上的缺陷导致支点附近的主拉应力偏大。考虑再进行加固使用，施工工期长，加固费用高，后期的桥梁维护要求高。检测的初步结论为建议主桥拆除重建。

鉴于本桥主桥存在严重病害，不适宜采用拼接方案。另外在通航净空的要求下，主桥拼接需采用墩位错孔方式，而对于变截面的三向预应力混凝土桥梁的错孔拼接，会使拼宽桥梁边、中跨比例失调，原桥上部结构受力状况发生改变，各部位受力状态与原梁配筋不一致，拼接后结构不安全。故本桥不宜采用拼接方案。

综合考虑本桥各方面的影响因素，初步拟定以下2个方案。

①分线方案：根据下一步对老桥综合评定的结果，若原桥主桥可以加固利用，且在满足原桥通航净空的前提下，左右分线部分的桥梁采用与原桥基本相同的孔径；若原桥主桥需拆除重建，可考虑拆除原桥主桥，还建原桥，下构验算后利用。

②原桥拆除重建方案：本桥可考虑两个拆除重建方案。

第一个方案为拆除原有主桥及部分引桥，主跨桥孔布置为55+90+55m预应力混凝土变截面箱梁，在满足原桥通航净空的前提下，抬高现有纵坡，引桥需拆除2孔30m，其余引桥需全部顶升后拼宽，但顶升高度均超过50cm，最大顶升达150cm左右，难以实施顶升拼宽，故初步认为引桥需全部拆除。

第二个方案为拆除原有主跨一联，在满足原桥通航净空的前提下，新建主跨采用34.5+96+34.5m（预应力混凝土T梁+下承式钢桁梁+预应力混凝土T梁）布设，原桥主跨废弃，引桥利用。

（2）K41+822陇西枢纽立交主线1号桥

本桥为22.4+44+22.4m预应力混凝土斜腿刚构桥，U台扩大基础，薄壁墩桩基础。

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该桥中跨跨中附近梁底加竖撑，墩顶顶板钢板加固，墩身及箱梁底板腹板碳纤维加固，加固改造后孔径变为22.4＋2×22＋22.4m，全桥采用涂料粉刷，无法直接检测桥梁病害现状。加固后完全改变了原桥的受力状态，不宜再拼宽利用，鉴于目前运营状况较差，拟拆除重建。

受陇西互通的扩建方案的影响（徐芜高速公路是否加宽的问题），本桥扩建方案的跨径有待进一步确定。

（3）K42+001陇西枢纽立交3号跨线桥

本桥为陇西枢纽互通的合肥至徐州方向的匝道上跨主线而建，与主线交叉桩号为K42＋001，桥梁跨径为（22+7×32+22）+(22+8×32+22)m，桥长584m，全桥共分2联，其中第二联的1孔32m跨越合宁路。上构为预应力混凝土连续箱梁结构，下构为U台扩大基础，柱式墩桩基础。

检测结果显示，该桥的上部构造共有396条裂缝，缝宽0.05～0.15mm，大部分裂缝表面已做修补，2处混凝土蜂窝、麻面。下部结构出现部分桥墩的墩顶出现局部挤压开裂、剥落现象；桥台共有4条裂缝，缝宽达0.6mm，出现4处混凝土脱落、缺损，13根钢筋外露；部分盆式支座的基座钢板严重锈蚀；上下构的混凝土强度基本满足要求。

由于本桥跨越主线的1联桥（22+8×32+22m）的其中1孔难以满足跨越8车道路基的要求，故本联桥需拆除重建。鉴于本桥存在较为严重的病害，初步拟定原桥全部拆除重建，建议互通的改建方案可适当考虑改善此匝道（合肥至徐州方向）的技术标准。

4.3.4分离式立交桥

分离式立交桥可分为两类。一类是“主线上跨被交道（含互通匝道）的分离式立交桥”，该类桥加宽方式与主线桥相同。另一类是“主线下穿被交道（含互通匝道）的分离式立交桥”。本项目的特点是分离式立交桥基本以主线下穿为主，该类桥结构型式多样，下穿道路宽度不一，改建工作相对繁琐；上跨主线的分离式立交桥仅有3座（未含互通匝道桥）。

①扩建基本原则

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充分考虑施工期的交通组织。扩建方案要充分考虑交通组织的需要，要确保主要干线公路在施工期间的正常通行。为保证主线交通安全，每座桥不论拆改方案如何，均应在原桥下搭设支架、设防落物网；为减小对主线交通影响（限高限速），全线主线上跨分离桥施工安排应考虑路段交通流量大小，限定同时开工改建的座数，不宜全线同时开工改建，以免造成长路段堵车，甚至交通瘫痪。

结合路网发展现状，合理考虑扩建标准。随着路网的发展，现有分离式桥梁已难以满足交通需求，合宁高速公路建设时由于当时历史条件的限制和路网规划的局限性，现阶段对合肥市的城市路网规划有较大的制约作用。扩建时既要结合地方实际需求，合理确定扩建标准又要避免盲目提高标准。

适当归并，通过合理的归并减少重建工程数量，适应新的路网结构。

②扩建实施方案

1、主线下穿的分离式立交桥

从现状分析中知道，原上跨主线的立交桥，在主线拓宽后跨径都不满足要求，扩建时需要拆除原桥，在保证交通组织的原则下在原位或移位进行改建设计，对于被交道上跨主线立交桥的改建方案详见下表：

主线下穿的主线分离式立交桥改建方案表

序号 1 位置 K2+784.4东陈村分离 K4+626.786玉兰大道分离 K15+401.2油坊岗分离 原桥跨组合 2×16m 13.5+25+13.5m 2×16m 交角 70 原桥宽 原桥型 改建方案 拆除重建,改建为16+2×25+16m预应力混凝土空心板 拆除重建,改建为16+2×25+16m预应力混凝土空心板 拆除重建,改建为16+2×25+16m预应力混凝土空心板 改建桥宽 12m 预应力空10.5m 心板 钢筋砼连续刚构 预应力空心板 2 113 12.0m 33m 3 90 8m 12m

对于互通匝道桥上跨主线的情形优先考虑仅拆除上跨主线一联，改建加大中跨跨径和增加梁高，其余各跨考虑整体顶升增加支座垫石的高度，以保证增加梁高后桥面所需标高抬高值，调整被交路纵坡。其缺点是改建后的跨径组合不够协调，如考虑跨径组合协调，采取全拆除，工程投入增加。

以上改建方案基于中央分隔带设墩，若中央分隔带不考虑设墩，明显经济指标偏高，但避免了开挖中央分隔带造成阻碍交通的弊病。

2、主线上跨的分离式立交桥

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合宁高速公路本路段现有主线上跨的分离式立交桥中采用的结构形式有预应力混凝土空心板、钢筋混凝土空心板及预应力混凝土T梁。桥型方案应综合合肥市规划城市道路的路幅宽度来拟定桥型方案是利用原桥拼宽还是拆除重建。总之，分离式立交桥改建所涉及的因素多，改建的复杂程度高，施工过程中对主线交通干扰大，是控制工期的重要因素之一。

合宁高速公路建成通车后，极大地带动地方经济的发展，随着城市规模的扩张，合肥市提出大量的下穿合宁高速公路的地方道路规划，以沟通交通联系，主要有以下要求，初步处理方案见下表：

合肥市规划城市道路扩建方案一览表

规划与主线规划路道路序号 宽度对应桩号 交叉方现状（主线设置交叉构造物） 名 等级 (m) 式 1 纬五路 60 快速K4+100附上跨 路 近 K4+600 上跨 无 玉兰分离，原桥宽12m，孔径13.5+25+13.5m 无 K7+676合九铁路桥 K7+677合九铁路桥 桥通，孔径1－10×3.5m 是否考虑改扩建方案 原路的规划 拆除，移位重建，改建桥宽33m 直接利用已有桥孔 直接利用已有桥孔 拆除原桥，开挖主线路基，新建立交桥 直接利用已有桥孔 直接利用已有桥孔 开挖主线路基，新建立交桥 直接利用已有桥孔 开挖主线路基，新建立交桥 否 是 否 否 否 是 玉兰大次干2 45 道 道 3 人工湖次干K6+380附45 上跨 路 道 近 次干K7+460附 下穿 道 近 主干K7+960附 下穿 道 近 二环北4 路南延伸线 5 次干6 宝塔路 60 K10+123.2 下穿 道 7 金寨路 80 快速十八岗互通主线立交桥，孔径K11+238.2 下穿 路 3×25m，净空5.0m 次干K12+365.2 下穿 道 下穿 习友路分离，原孔径13+2×17.5+14m，净空5.0m 无 否 8 习友路 60 否 是 否 是 合作化主干K12+8209 路南延50 道 附近 伸线 10 宿松路 60 11 美丹路 80 主干预留的宿松路立交桥，原孔径K14+467.2 下穿 道 13+2×20+13m 快速K16+300路 附近 下穿 无 徽州南路分离，原孔径50×16+美菱大主干直接利用已有12 45 K17+613.2 下穿 （10+19.7+27.9+19.7+9.26+10）道 道 桥孔 +24×16m，净空5.4m 否 36 中交第二公路勘察设计研究院

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13 包河大主干合巢路分离，原孔径16+20+16m，80 K18+630 下穿 原桥拆除重建 道 道 净空5.0m 次干K19+820道 附近 下穿 下穿 义兴集立交桥，原孔径20+16.5+2×16+20+16m 无 淝河路分离，原孔径3×16m 直接利用已有桥孔 开挖主线路基，新建立交桥 直接利用已有桥孔 是 否 是 否 是 14 经四路 40 15 16 望江东快速K21+30055 路 路 附近 南淝河次干45 K22+738 下穿 路 道 下穿 巢湖南次干K24+84017 45 路 道 附近 18 合裕路 60 直接利用南淝南淝河大桥，原孔径河大桥引桥桥18×30+(45+75+45)+13×30m 孔 快速直接利用已有K30+060 下穿 龙塘1号分离，原孔径16+20+16m 路 桥孔 否 直接利用桥孔，店忠公县道河西村分离，原桥孔径1-25m，斜基本满足宽度19 20 K36+116 下穿 待定 路 X024 120度，原净空4.6m 要求，但难以满足净空5.4m 西大路省道需原桥拆除重20 （包公30 K38+220 下穿 包公大道分离，原桥孔径1-16m 待定 S331 建 大道）

4.3.5涵洞、通道接长

本路段全线（不包括互通匝道）原有涵洞189道，以圆管涵和倒虹吸为主，兼有少量箱涵及盖板涵；通道103道（含桥通），以箱通及钢筋混凝土空心板桥式通道为主，兼有少量盖板及石拱通道。经调查，现有涵洞、通道普遍使用功能正常，布设密度基本满足使用要求。但也存在以下现象：

⑴ 由于路基填土较低，原通道多处产生积水现象； ⑵ 部分通道、涵洞有损坏现象，且比较严重； ⑶ 部分原通道已废弃使用。

涵洞、通道原则上采用相同结构、相同断面进行接长，但对盖板通道、盖板涵洞接长时建议改为箱涵，石拱通道采用混凝土拱接长。为了不降低净空标准，涵洞、通道接长部分坡度需要作适当的调整，明通、明涵多需同时采用降低被交道、洞口标高的方式保证净高。

对于现已废弃的通道仍考虑扩建，便于对原箱通的维修养护。

4.3.6附属结构的扩建方案

桥梁伸缩缝：从现阶段的调查情况来看，桩号K13＋940以前的路段，原有伸缩缝（橡胶伸缩缝、梳型伸缩缝）损坏较为严重，设计考虑拆除废弃，重建为毛勒系列的钢伸缩缝。

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桩号K13＋940以后的路段，初步考虑原伸缩缝接长。

桥面铺装：桩号K13＋940以前的原桥的加固设计中初步考虑采用如下方案：凿除原桥的整体现浇混凝土桥面铺装层，增加18cm厚的现浇混凝土叠合层，再铺10cm的沥青混凝土桥面铺装层。

桩号K13＋940以后的原桥改建工程中，原桥的桥面沥青混凝土铺装的厚度有6、8、10cm，拼宽部分的桥面沥青混凝土铺装的厚度拟采用10cm，拼接后桥面排水不存在问题，扩建工程暂不考虑铣刨原桥的桥面沥青混凝土铺装。

4.3.7桥梁扩建工程设计关键技术论证

1、桥梁课题研究

鉴于拼宽桥梁技术的复杂性以及本路段原桥结构型式的多样性（同样的跨径存在梁高不同、板宽不同、预应力和普通钢筋砼的区别），建议先期需做以下专项研究内容：

（1）不同承载力要求的新旧桥梁拼接的理论分析。

（2）上连下不连拼宽方式的各类桥型的理论计算分析，确定拼宽方式。 （3）错孔布置的桥梁拼接的计算与实施方案。 （4）膨胀土地基采用扩大基础的桥梁拼接方案。

（5）拼接桥梁施工中，基础施工可能会影响到原桥基础的安全，需采取相应的对策。 （6）新老桥梁差异沉降的控制标准和实施措施。

4.4存在问题及建议

1、现有构造物的检测与评价对拼接方案的影响

现阶段对沿线桥涵结构物的现状进行了调查与检测，初步结果显示，K25+283.2南淝河大桥主桥、K41+822陇西枢纽互通主线1号桥、K42+001陇西枢纽互通3号跨线桥等3处病害严重，建议拆除重建。

其余桥涵结构初步认为可以通过加固设计满足扩建工程的需要。鉴于以上情况，建议尽快对原桥桥梁检测报告进行专题会议评审。

2、拼接的新旧桥梁荷载标准要求的问题

本次桥梁扩建工程中主体工程为与原有桥涵构造物拼接，故原桥在拼接前宜完成维修加固。扩建加固设计若按原荷载标准（汽－超20级）要求，对已实施改建工程的部分桥梁可不需要加固；若按新的荷载标准（公路I级）要求，则又需要加固或换梁，加固改造后基本可以满足结构承载力要求，但难以满足对应新规范的耐久性要求，体现为原桥的结构构造、钢筋保护层厚度、含筋率等不满足新的技术标准要求，而且病害结构混凝土的碱

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活性反应形成的损害往往难以阻止其继续发展，也是导致混凝土耐久性降低的重要原因。

将原桥按新的荷载标准加固会造成原桥改造的工程量增大，仍难以完全达到新的技术标准要求，造成了不必要的浪费，结合扩建工程的特点以及8车道高速公路的横向行车布置来看（原桥行驶小车），初步建议原桥采用原荷载标准。

而拼接部位及拼接新建部分采用新的技术标准，是适宜的，也是可行的。

3、协议

从现阶段调查来看，桥涵协议主要体现在沿线交叉的规划要求，主要为铁路、公路、航道、水利的要求。航道、水利的相关主管部门已充分协商过，相关事宜在不断的进行与协调之中。对于公路规划问题，合肥市规划公路需增设分离式立交桥的意见已充分收集，并且业主与市规划局已达成了协商意见。

对于铁路交叉，有高速铁路上跨合宁路的2处（店埠河1、2号高速铁路桥），合宁路上跨铁路4处（合九铁路立交桥、机场铁路立交桥、淮南铁路1、2号立交桥），前期虽已进行较为充分协商，但未形成确定的意见，建议尽快与相关主管单位达成协商意见。

合宁路跨越铁路的现状表

交叉桩号 K7+676.2 K17++012.978 K31+126.844 K32+273.220 铁路名称 合九铁路 机场铁路 淮南铁路1号 淮南铁路2号 跨铁路孔径（m） 16m简支空心板 16m简支空心板 13m简支空心板 16m简支空心板 原桥下最小净空（m） 6.0 5.8 6.9 6.9

对于正在施工建设的跨越合宁路的店埠河1号高速铁路桥，对合宁路扩建成8车道的建筑限界无侵扰。

而正在施工建设的跨越合宁路的店埠河2号高速铁路桥，其4号桥墩帽梁侵入合宁路扩建成8车道的建筑限界1.19m，通过对铁路桥墩帽梁的削角特殊处理，仍有0.27cm的侵入，目前主要协商方案为铁路加大跨径或公路特殊处理，合宁高速公路扩建工程的特殊处理方案为压缩桥下高速公路硬路肩宽度，目前解决方案有待进一步论证确认。

合宁高速公路扩建工程设计考虑的特殊处理方案图如下：

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4、中央分隔带

从调查的情况来看，原桥的中央分隔带宽度有4种，即64cm、102cm、200cm、300cm，对应的类型有5种，护拦型式也有2种，即墙式护拦、波形梁护拦，初步认为宜将原桥中央分隔带护拦按新的规范要求拆除或改建为波形梁护拦，中央分隔带宽度为300cm，同时考虑与路基中央分隔带改建的协调问题。

原桥中央分隔带大样图如下：

5、三处被交道上跨立交桥的改建桥宽

K4+626.786玉兰大道规划宽度为45m，扩建桥梁宽度初步考虑采用33m。

K2+784.4东陈村分离、K15＋401.2油坊岗分离原桥宽度分别为10.5m、8m，拆除重建后建议适当提高标准，桥宽采用12m（二级路标准）。

6、望江西路立交桥

望江西路分离式立交桥下穿合宁高速公路（312国道），桥位处在合宁高速公路扩建工

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程设计桩号K2＋480附近，本桥为开挖合宁路路基修建。桥梁孔径为13＋2×22.5＋13m，斜交角度为31.280,上部构造采用简支桥面连续的空心板结构，下构采用柱式墩台，挖孔桩基础。

由于此桥已完成施工图设计，而合宁路扩建工程还处于初步设计前期阶段，与目前初步设计的方案存在一定的出入，存在诸多不确定因素，先期实施可能造成变更的工程量较大，而且可能由于施工困难造成实施进度缓慢，建议缓后实施。

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五、互通式立交

合宁高速公路大蜀山至陇西立交段共有6座互通式立交，分别为十八岗互通、小西冲互通、机场互通、龙塘互通、肥东互通和陇西互通，其中小西冲互通和陇西互通为高速公路之间相互连接的枢纽型互通，其余均为高速公路与地方道路连接的服务型互通。互通现状情况详见表5-1。

互通现状一览表 表5-1

5.1测设及调查

1、收集各个互通原始设计文件、竣工图文件、路面改建设计文件；收集地方道路规划情况、相关部门对互通设置的要求及意见；

2、根据工可方案及工可评审意见，初步拟定各个互通的扩建方案；

3、实测现有互通立交匝道坐标以及高程，对桥梁、立交以及收费广场进行加密测量；对互通区段内的原有结构物、路基路面、防护、排水等进行调查及测量。

4、结合收集的被交叉道路规划资料，对互通可能影响到的范围内的被交叉路进行实测，并调查老路状况。

5.2设计原则及指标控制

设计原则

1、根据交通量预测结果确定互通扩建方案，包括匝道标准、收费站规模、与地方道路的交叉方式等，并尽可能的利用现有工程，以减少工程投资和新增用地，缩短工期。

2、在利用原有互通的同时，必须保证互通立交的行车安全，原有互通中技术指标不能满足要求的必须进行改建，指标较低的部分予以改善，对匝道净空、端部视距等进行验算；

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3、合理确定互通方案，保证互通畅通运行，结合交通量分布情况及路网规划进行方案设计，使互通形式及线位布设符合交通量分布特点；合理选择匝道车道数及断面形式，使互通匝道可以在长远规划中满足服务水平的要求；对收费站根据车道计算结果进行扩建；对平交口进行渠化设计，被交路交通量超过平交通行能力时设置双喇叭。

4、重视环保景观设计，保护互通区内原有的较好的景观点，结合绿化，排水进行坡面修饰设计，防护排水设计中减少互通区域内外露的圬工，与周边环境融为一体。

设计指标

合宁路大陇段十八岗互通、机场互通、龙塘互通和肥东互通的建设时间较早，所采用的建设标准偏低，本次扩建按现行公路工程技术标准进行设计指标控制，并根据方案研究和工可报告的建议，匝道横断面在现有规范要求的基础上将硬路肩加宽2m。

本项目主线设计速度为120km/h，路基宽度为42米；收费互通匝道设计车速采用40km/h，枢纽互通匝道设计车速采用40km/h～80km/h。

互通设计采用的主要技术指标详见表5-2、表5-3。

互通端部设计指标表 表5-2

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互通匝道技术指标表 表5-3

5.3设计方案

结合各互通的预测交通量、互通现状、地方道路现状及规划等情况，初测、初设期间对各互通均考虑了2个以上的扩建方案，其中机场互通在不同的位置、按不同的标准共作了15个方案供有关部门参考。经初步筛选，对每个互通最终确定2个方案进行比选。

各互通预测交通量详见图5-1，各互通方案比选详见图5-2～图5-7。

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