临河道路扩宽改造支挡结构方案比选

田阳辉 徐小林

(中交第二公路勘察设计研究院有限公司 武汉 430056)

安庆市中山大道与G206共线改造段远期属于中心城快速交通系统，近期按城市主干路标准进行改造，横向联系集贤北路、中兴大道等，同时兼具国道过境通道功能，该道路不仅作为城市主干路联系城区北部，同时也可作为国道经过市区外围的联接线。中山大道设计标准为城市主干路，设计车速60 km/h，道路全长3 966.227 m，道路规划红线宽度60 m，现状道路宽度28 m[1]。

1 路段现状及道路设计断面

在K2+753-K2+950改造段，道路右侧(南侧)为泄洪通道(宽度10 m)，泄洪道床底部距离岸坡顶部高差为7.14 m(含河床1.7 m淤泥)。

泄洪道左、右侧两侧岸坡均采用一级放坡+二级挡墙进行边坡支挡防护，支挡措施沿河道两侧对称布置，边坡高度、坡率及支挡防护型式完全一致。一级边坡高度2.32 m，坡率为1∶1.72，植草防护；二级边坡高度1.12 m，采用直立浆砌片石挡墙支挡；一、二级挡墙之间设置3 m宽安全平台(含墙顶宽0.6 m)；三级边坡高度3.7 m(含淤泥)，采用直立浆砌片石挡墙支挡；二、三级边坡之间设置1.5 m宽安全平台(含墙顶宽0.6 m)。

泄洪道北侧为现状中山大道(G206)，距离坡顶最近为3.8 m。现有道路路缘带旁沿着道路纵向布置一条给水管，管径1 000 mm，铸铁材质。泄洪道南侧坡顶为单层至二层厂房，厂房最近位置紧贴斜坡顶部。

道路设计半幅横断面为15.5 m机动车道+5.5 m绿化带+4.5 m非机动车道+4.5 m人行道组成。现状地形地貌和道路半幅横断面组成见图1。

图1 现状地形地貌典型断面和道路设计半幅横断面示意图(单位：高程，m；尺寸，cm)

2 改造段道路设计概况

改造段道路右半幅路基宽度30 m，绿化带宽1.6 m、非机动车道宽4.5 m和人行道宽4.5 m落在泄洪道的南侧边坡及泄洪道内，侵占泄洪道2.1 m宽。经本项目业主与水利部门协商，水利部门同意本道路占用部分泄洪道。

3 工程地质条件

改造段右侧约25 m处，呈东低西高，黄海高程在12.5～15.5 m之间，地貌单元属长江II级阶地。地层依次为①1填土(Qml)，主要由黏性土夹碎石和少量生活垃圾等，该层层厚0.70～1.20 m；①2填土(Qml)，主要由黏性土为主，夹少量的碎石等组成，该层层厚1.10～2.40 m；②粉质黏土(Q3al)，硬可塑-硬塑状，含灰白色黏土团块或少量黑色铁锰质结核，该层层厚9.60～10.10 m。各层物理力学参数见表1。

表1 各层物理力学参数表

4 方案拟定

从项目周边环境、工程地质情况、施工条件和可操作性等方面出发，提出以下3种方案进行比较，具体为扶壁式钢筋混凝土挡土墙、衡重式浆砌片石挡土墙和小跨径桩板桥，择优选取[2-3]。

4.1 方案一。扶壁式钢筋混凝土挡土墙

在河道中，沿道路边线设置扶壁式钢筋混凝土挡土墙，挡墙最高达8.5 m，挡墙埋深1.4 m，基础底面设置0.6 m厚碎石垫层增加基底抗滑能力，见图2。

图2 扶壁式钢筋混凝土挡土墙方案断面图(单位：高程：m；尺寸，cm)

此方案中，需开挖挡墙基础，在挡墙第一破裂角范围内，需采用碎石回填。

泄洪河道北侧开挖边坡角为60°，开挖最大高度为9.1 m，边坡属于临时边坡，边坡工程安全等级属于二级边坡，计算出其稳定性系数为1.255，大于其安全系数1.2，故开挖过程中，北侧边坡稳定。边坡开挖边线距离给水管最近为3.97 m[4-6]。

泄洪道南侧开挖边线距离南侧坡脚4.65 m，开挖边坡角为45°，在河道内开挖高度为1.96 m，边坡属于临时边坡，边坡工程安全等级属于二级边坡，对南侧坡顶厂房无影响。

4.2 方案二。衡重式浆砌片石挡土墙

在河道中，沿道路边线设置浆砌片石衡重式挡土墙。挡墙最高达8.5 m，挡墙埋深1.4 m，墙顶宽1 m，墙底宽3.23 m，基础底面设置1 m厚碎石垫层增加基底抗滑能力，见图3。

图3 衡重式浆砌片石挡土墙方案断面图(单位：高程，m；尺寸，cm)

泄洪河道北侧开挖边坡角为60°，开挖最大高度为6.18 m，总体边坡高度为9.1 m(含原有未动边坡)，边坡属于临时边坡，边坡工程安全等级属于二级，计算出其稳定性系数为1.366，大于其安全系数1.2，故开挖过程中，北侧边坡稳定。

泄洪道南侧开挖边线距离南侧坡脚3.21 m，开挖边坡角为45°，在河道内开挖高度为2.36 m，边坡属于临时边坡，边坡工程安全等级属于二级边坡。取厂房荷载为50 kPa，计算开挖后的边坡整体稳定系数为1.502，大于其安全系数1.2，故在开挖过程中，南侧边坡稳定。

4.3 方案三。小跨径桩板桥

此桥内侧距坡顶自来水管外侧2.9 m，外侧沿河道修建。全桥长238.34 m，桥宽11.5 m。上部结构为钢筋混凝土实心板，简支结构，共29跨，组合跨径为27×8 m+2×10.75 m。桥墩采用双柱式桥墩，桩基础。桥台采用柱式桥台，桩基础。小跨径桩板桥横断面布置见图4。

图4 小跨径桩板桥方案断面图(单位：高程：m；尺寸，cm)

5 处理方案论证

5.1 各方案主要工程量和经济性比选

各方案主要工程量及造价估算分析见表2。

表2 具体设计参数和经济性比选表

从经济性比选结果可看出，采用方案二处理费用最低，方案三费用最高。

5.2 技术比选

从施工难易程度、可操作性及现场实际情况进行技术比较分析，见表3。

表3 技术比选表

技术比较中，发现各方案均有优缺点，应该结合工期、河道能否侵占、结构美观、质量控制倾向等因素综合考虑，选择最合适的技术方案。

5.3 推荐方案

考虑到本项目侵占部分河道，需缩短工期，充分考虑经济性，最终推荐采用浆砌片石衡重式挡土墙方案。该方案需侵占河道宽度最大2.8 m，侵占了泄洪面积的32.8%，对泄洪会造成一定的影响；但根据多年雨季期间观察，该泄洪道储备了较大的泄洪能力，采用该方案不会造成水流溢出。

6 施工注意事项

1) 施工过程中，设置观测边桩，加强稳定和位移观测，建立预警机制；应封闭半幅车道，以确保施工及行车安全。

2) 分段开挖施工挡墙。

3) 做好坡面临时防、排水措施。

4) 边坡开挖时，应及时进行观测，如有边坡变形较大或失稳，须及时停止开挖并作回填处理，并联系业主、监理及设计单位。

5) 施工中注意避免损伤道路中给水管。

7 结语

临河拓宽改造道路支挡结构方案选择应充分结合项目自身特点、施工条件、工期要求、可操作性、经济合理等多角度进行考虑，应进行多方案比选，选择符合项目特点的工程方案，使得工程顺利推进。同时，本文提供的比选方案可供同类项目借鉴，以满足不同工程需求。

[1] 城市道路设计规范：CJJ 37-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 城市道路路基设计规范：CJJ 194-2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3] 公路桥涵设计通用规范：JTG D60-2015[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015.

[4] 建筑边坡工程技术规范：GB 50330-2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[5] 中交第二公路勘察设计研究院有限公司.公路挡土墙设计与施工技术细则[M].北京：人民交通出版社,2008.

[6] 王大群,田阳辉.扶壁式挡墙变形加固处理设计[J].交通科技，2015(3)：91-93.