浅析国高网京台线长乐松下至平潭段工程总体设计思路

李其泉

(福建省交通规划设计院有限公司，福州 350004)

1 前言

京台高速公路(图1)，起点是北京，终点是台北，线路全长约1932 km， 随着本项目国高网京台线长乐松下至平潭段工程2020 年建成通车，京台高速公路在中国大陆将全线贯通。 该工程设平潭海峡公铁两用大桥跨越海坛海峡，上岛进入平潭综合实验区，该工程地质、气象、水文条件复杂，控制性因素多，为了完善国家高速公路网布局的需要，贯彻落实国务院、福建省省政府对台先行先试政策，加快平潭综合实验区建设的需要，本项目的建设迫在眉睫，意义重大。 本文介绍该工程总体设计思路，为类似大型项目设计提供借鉴。

图1 京台高速公路总体路线图

2 概述

2.1 项目背景

图2 项目地理位置图

本项目国高网京台线长乐松下至平潭段工程(地理位置图见图2)，是国高网北京至台北(G3)高速公路的重要组成部分，也是规划的平潭岛第二进岛通道。项目的建设将使平潭综合实验区主岛北部区域的快速路、 主干路等城市路网与高速公路联系起来， 对于加强平潭北部对外交通联系，完善平潭路网骨架，形成便捷通畅的路网系统具有重要作用； 从对接国家高速公路网的总体规划考虑， 特别是平潭岛作为两岸交流合作先行先试和海峡西岸经济区科学发展先行先试的综合实验区的特殊定位，项目的建设将充分发挥平潭航空、港口优势，对于彻底改善平潭对外交通状况，进一步为试验区挖掘发展潜力，加强和其他地区的交流创造便利条件， 对促进区域经济发展起到积极作用； 对进一步吸引台湾产业转移和扩大闽台合作交流，促进两岸交通运输的对接，具有特殊的功能作用和区位优势。其建设是贯彻落实国务院、省政府对台先行先试政策，加快平潭综合实验区建设的需要，也是对福建省省委部署：“完善综合交通运输体系， 推动交通发展先行，尽快拉开路网”的积极响应。 本项目跨海坛海峡的平潭跨海公铁两用桥， 是我国第一座跨海峡公铁两用大桥，也是世界最长跨海峡公铁两用大桥，该桥建成通车为将来在平潭岛至台湾北部之间修建台湾海峡跨海大通道(图3)攻克技术难题；为实现海峡两岸直接陆路交通，实现祖国统一大业奠定基础。

图3 台湾海峡北部跨海大通道示意图

2.2 工程概况

本项目起点位于福州长乐区松下镇大祉村东北侧(起点即为公铁合建桥梁起点)，向东架设平潭跨海公铁两用桥(14.5 km)跨越海坛海峡，经人屿，跨越元洪水道、鼓屿门水道，过长屿后进入小练岛，跨大练-小练水道，在大练岛舍仁宫村处设置大练岛互通，再跨海坛海峡水道，上岛后高速公路与福平铁路完全分离(即为公铁合建桥梁终点)进入平潭岛，布设苏澳大桥(904 m)跨越苏澳镇，在岭头顶附近设二线海关卡口，之后布设梧峰分离式大桥(328 m)上跨县道162，设置超限超载检查站(兼服务区)，经麒麟山后设置平潭互通与苏平路交叉，终点位于平原镇江楼村南侧与已建的中山大道(城市快速路)衔接。路线长19.1 km(图4)，采用设计速度100 km/h(上岛段平纵面线形按80 km/h)、双向六车道、路基宽度33.5 m 的高速公路标准建设。 路线全线位于地震基本烈度为7 度区。

3 总体设计思路

根据国家加快平潭综合实验区建设发展战略， 国家高速公路网规划和海西高速公路网规划， 以及平潭综合实验区总体规划，结合项目地质、气象、水文等建设条件，以“安全、耐久、节约、和谐”为设计理念，以“功能完善、技术可行、成本可控”为设计目标，着重对本项目平潭跨海公铁两用大桥、大练岛互通、苏澳高架桥、海关卡口、超限超载检查站(含服务区)、平潭互通等主要控制性因素，介绍工程总体设计思路。

3.1 平潭跨海公铁两用大桥

本项目跨海坛海峡的平潭跨海公铁两用桥(图5)，桥长14.5 km，是我国第一座跨海峡公铁两用大桥，也是世界最长跨海峡公铁两用大桥。该桥所跨越的海坛海峡，与百慕大、好望角并称世界三大风口海域，具有风大、浪高、水深、流急、海底岩石坚硬异常等特点；每年6 级以上大风超过300 天，7 级以上大风超过200 天；海水对处于Ⅱ类环境、直接临水或强透水土层中混凝土有强腐蚀性。该桥建设条件复杂， 统筹考虑工程造价和集约通道资源后总体设计思路如下：

图4 路线平面布置图

(1)跨越海坛海峡段采用公铁合建桥梁方案，按照公路在上、铁路在下分层布置，大桥上层设计为时速100 km的双向六车道高速公路，下层设计为时速200 km 的双线I 级铁路。该方案通过国家发展与改革委员会文件发改基础【2012】3393 号《关于福州至平潭铁路可行性研究报告的批复》批复。 根据中国铁路总公司铁总办函【2013】220号 《中国铁路公司及福建省人民政府关于新建福州至平潭铁路项目初步设计的批复》，铁路、高速公路各承担该桥投资总额的50%， 即投资67.07 亿元(全部为静态投资)。

图5 平潭跨海公铁两用桥效果图

(2)该桥处于海洋环境，风大浪高，根据科研成果设置桥上透风风屏障(图6)，可有效减低30%～40%的风力，并确定大风限速的警戒值，确保车辆在桥上正常通行。在大桥北东口水道通航孔桥采用了高性能混凝土结构， 抗腐蚀性能可持续近百年， 将大大降低通车运营后的维护成本。 根据《高速公路监控技术要求》2012 年第3 号公告，结合该桥实际情况和特点， 在公铁大桥上布设摄像机、车道指示标志、微波车检器、大型可变信息发布屏、气象检测器、索塔摄像机、航道摄像机等监控设施，并制定完善的应急预案，从源头上为运营期间交通安全提供有效保证。

图6 公铁两用桥风屏障

(3)为了确保平潭综合实验区供电、供水安全，统筹考虑工程造价和集约通道资源，经相关部门多次沟通协调，设置220 kV 高压电力电缆和2 根Φ75 源水管(预留)从长乐端搭载在平潭跨海公铁两用桥上过海坛海峡(图7)，沿本项目进入平潭主岛接入市政综合管廊。

图7 公铁两用斜拉桥段横断面图

(4)该桥高速公路部分的交安、机电、监控设施和桥梁夜景照明的用电，以及220 kV 高压电力维护监管通道的用电，在大桥上统筹共建、共享、共担，并考虑利用平潭天然富有的风能这一清洁、可再生的能源，在大练岛上建风力发电并入国家电网一起供电。

3.2 大练岛互通

在平潭大练乡舍仁宫村设置大练岛互通(图8)，互通采用A 型单喇叭形式， 连接镇镇有干线大练乡支线(ZX1606)，是进出大练岛的唯一陆路通道，为大练岛的居民出行提供极大方便， 将促进大练岛旅游业的开发与发展。 该互通总体设计思路如下。

图8 大练岛互通效果图

(1)该互通主线桥为公铁共建大桥，主线桥由铁路部门先行实施，已为高速公路互通匝道预留开口。由于该互通所处地形条件较困难， 互通匝道设计时平纵面线形应根据开口预留情况及铁路桥桥下净空要求， 在满足相关规范要求的前提下选用均衡合理的匝道技术指标， 以减小匝道桥桥墩高度，降低桥梁施工难度，并有效缩减互通规模。

(2)在该互通区靠海边可以远眺平潭海峡公铁两用大桥的有利地形建立高速公路养护工区， 结合养护工区设置平潭海峡公铁两用大桥博物馆， 以纪念大桥的建设历程。

3.3 苏澳高架桥

苏澳高架桥(图9)起点与铁路部门先行实施的公铁两用桥上岛分离后的高速公路苏澳上岛桥衔接， 上跨苏澳镇，终点与海关卡口连接，桥梁总长904 m。 该桥总体设计思路如下。

图9 苏澳高架桥效果图

(1) 苏澳高架桥与苏澳上岛桥衔接处交接墩的设计，应根据两座桥的上部箱梁横断面不同尺寸进行交接墩下部结构的调整，包括设置高低盖梁、调整桥墩偏置等。

(2)苏澳高架桥起点1～4 号桥墩承台及桩基均落在公铁分离后的铁路路基边坡上， 桥梁承台方案和高程须结合铁路路基边坡横向地面线及地质合理设置， 并做好基坑防护，以确保铁路路基稳定安全。

(3)出于集约通道资源结合桥梁外形美观、便于电力通道搭设维护等综合考虑，苏澳高架桥由原设计23×40 m跨径预制小箱梁改为18×50 m 跨径现浇大箱梁(采用移动模架施工工艺确保工期)，220 kV 电力电缆通道设于该桥右幅箱梁内通过， 并做好电力电缆通道到桥梁终点后与沿高速公路路基右侧埋设的市政综合管廊衔接设计。

(4) 结合苏澳高架桥箱梁结构和220 kV 电力电缆通道预埋件要求，做好220 kV 电力电缆通道主体工程和光纤测温系统、人员定位、广播系统、无线通信、消防系统及视频监控系统等预留预埋设计； 并做好桥面进入箱梁内的检修梯设计，以确保运营期维养需要。

3.4 海关卡口

根据国务院批复的 《平潭综合实验区总体发展规划》，按照既有利于平潭开发和人员、货物、交通运输工具进出方便，又有利于加强查验监管的原则，实施“一线”放宽、“二线”管住、人货分离、分类管理的管理模式。京台高速公路(海峡二桥)二线海关卡口(图10)是连通平潭实验区与内地的重要跨界基础设施，实施特别管制，承担客运与货运监管的任务，是客货并举的综合性二线通道，是京台高速公路通车的必要条件，是实施分线管理，促进两岸经济社会融合的需要。 本项目在海关卡口路段总体设计思路如下。

图10 海关卡口效果图

(1)从政策法规、实施难易、城市规划、交通组织和工程造价等方面综合比较，从20 几个选址比选方案中确定二线海关卡口选址在苏澳镇岭头顶附近， 包括出入区综合楼、现场查验仓库、客货检场地、生活楼、市政管网等工程。根据海关卡口功能要求结合京台高速公路统筹布设，高速公路和海关卡口的项目业主、 设计单位通过紧密沟通、协调，确保两项目合理布设、同步实施，避免重复建设，节约工程造价。

(2)海关卡口查验区段要做特殊减速处理，在车辆行驶至距离卡口150 m 处要确保减速至50 km/h 以下，场地内按20 km/h 设计车速行驶。 结合海关卡口平纵面和横坡的技术指标要求，由于节点间距离近，控制因素多，综合考虑平潭上岛段(图11)的公铁分离端、苏澳高架桥、大富田水库水源保护区、历史文物分布、超限超载检查站(含服务区)、平潭互通等节点控制因素，本项目在平潭上岛段平纵面线形指标按80 km/h 标准统筹合理布设各节点。

图11 京台高速公路平潭上岛段效果图

3.5 超限超载检查站(含服务区)

根据地形和《平潭综合实验区总体发展规划》及沿线节点布设情况， 在平原镇梧凤楼村设置超限超载检查站(含服务区)(图12)，总体设计思路如下。

图12 超限超载检查站效果图

(1)超限超载检查站的主要功能是用于检测货车是否超限超载，在高速公路上设置卡口对主线车辆进行分流，引导可疑超限超载车辆驶入检查站； 在检查站内对货车进行精确检测，如确实超限超载，接收处理到储存库卸货后进入复检车道，确认无超限超载方可驶离检测站；站内合理设计交通流线，并设计若干标志、标线，对进出车辆进行引导。

(2)服务区的加油站与超限超载检查站结合建设，主要提供来往车辆加油。为了能与地方共用加油站，把加油站设于县道162 线旁，并在加油站旁设后通道，方便地方小车上高速和违规货车劝还驶出高速公路。

(3)根据平潭景观风貌分区规划，该站(含服务区)建筑造型外观方面的主导思想是将现代建筑与当地的风土人情相结合， 使整个建筑富有浓郁的当地风格且包含着现代气质。

3.6 平潭互通

平潭互通位于平潭综合实验区北部平原镇， 是京台高速公路与平潭综合实验区“一环两纵三横”城市主干路网(图13)中的“纵一线”中山大道(快速路)和“横一线”苏平路(主干路)衔接的重要交通节点)，平潭互通除服务于平潭岛内交通流上下京台高速公路与岛外沟通联系外，还承担着平潭岛内交通通过本互通实现交通流的快速转换，是平潭的北部门户，地位十分重要。 平潭互通总体设计思路如下。

图13 平潭城市主干路网图

图14 平潭互通效果图

(1)根据交通适配性，综合考虑平潭综合实验区规划及远景交通的需求，该互通采用十字混合型(对称双环式)互通立交(图14)。 M 为京台高速主线，S 为苏平路，新建A、B、C、D、E、F、G、H 八条匝道及一条集散道(J 匝道)实现主线与被交路各个方向的交通快速转换。 并新建I、L、P、N、U、V 辅道，Q、R 匝道及底层O 环岛， 实现辅道系统各个方向的交通转换，为满足非机动车及行人通行，沿辅道或匝道设置T1、T2、T3、T4、T5、T6 非机动车道，并通过匝道通道及互通底层桥下空间实现非机动车及人行系统的各向贯通，更好地服务于周边群众，为平潭综合实验区北部的城市开发打好基础。

(2)该互通兼具公路互通与市政互通的功能，依据《平潭综合实验区控制性详细规划》，道路中除了布设公路需求的机动车道外，还需布设人行道、非机动车道和公交车站，并设路灯、行道树和分隔带的景观绿化，以及需要敷设电力、通信、给水、污水、中水、燃气等市政管线。近年来国内外大中型城市都逐步加大了地下空间综合开发利用的力度， 市政设施的一体化布置是地下空间利用的一大亮点， 综合管廊的建设成为市政管线一体化布置的主要趋势。

图15 平潭互通综合管廊布置图

根据相关规划设平潭互通综合管廊(图15)，断面内尺寸为(2.0 m+2.6 m)×3.4 m(宽×高)的双舱综合管廊，高压舱内敷设有高压电缆，综合舱内敷设中压电缆及通信光缆等。 该综合管廊南向衔接中山大道已建的(4.9 m+2.2 m)×3.2 m 综合管廊，北接沿本项目路侧布设的(2.6 m+3.3 m)×3 m 京台线平潭段综合管廊，东接3.5 m×2 m 苏平路电力廊沟。 设计内容主要分为管廊总体、工艺结构、基坑支护、照明与供配电、火灾报警、自控、通风、消防及排水等几个部分。

4 结语

总结设计经验，继承亮点，针对国高网京台线长乐松下至平潭段工程的项目特点，设计时举总体设计之纲，统筹考虑各项受控因素，寻找综合效益最佳方案；张分项工程之目，以总体设计的思想指导各专业间的协调性；与其他道路、铁路、电力、经济设施等有机协调，合理共享走廊带资源，少占耕地，少拆迁，合理匹配地形，降低工程造价和运营养护成本，从而提高整体路网效益，促进平潭综合实验区经济发展。