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尉犁至35团公路升级改造工程

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获奖年度2023

专业分类工业工程设计

获奖等级一等奖

设计单位新疆交通规划勘察设计研究院有限公司

设计人员刘志、李和青、邹振兴、徐岩、赵喜忠、杨松、袁彦磊、耿君君、王键、马利坚、安磊、郑平、王光东、宋雪蕾、邓洋洋、刘洋、朱东、于清军

项目简介

本项目位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州尉犁县和兵团第二师境内,起点位于尉犁县城东侧,与乌鲁木齐至尉犁高速公路衔接,路线总体走向由西北向东南,终点位于34团团部西南侧,与35团至若羌高速公路建设项目相接,路线总长约167.869km。

主要控制点:尉犁县、恰拉水库、31团、33团、大西海水库、34团、格库铁路、既有G218。

项目于2017年8月开工建设,2021年12月建成通车。

一、技术标准

公路等级:高速公路,设计速度120km/h;

路基宽度:27m;路面类型:沥青混凝土路面;

 路面标准轴载:BZZ-100;桥涵荷载标准:公路-Ⅰ级;

桥涵宽度:桥梁﹑涵洞均与路基同宽;

其余技术指标:均按交通部《公路工程技术标准》JTG B01-2014执行。

二、项目特点

1、项目区属暖温带大陆性荒漠气候,夏炎热、冬干冷,蒸发大,多风沙;

2、路线穿越孔雀河、塔里木河冲积堆积平原,地势平坦,风沙地貌区沙丘分布其间;

3、地质、水文条件较复杂,不良地质及特殊性岩土较发育;

4、路线受城镇、既有G218、格库铁路、公益林、水利设施、农田等控制因素较多;

5、大部分路段路线布设于农二师农牧团场;

6、项目区生态环境脆弱,沿线河流、水库、胡杨、沙漠分布,景观多样化。

三、工程设计的难点

1、本项目大部分段落位于荒漠、沙漠段,风积沙病害较为明显,如何做到施工期和运营期对风积沙病害的防治是本项目工作的难点。

2、本项目分布有大段落的盐渍土、软弱土等特殊性岩土,路基设计如何做好盐渍土、软弱土的处治是本项目研究的重点。

3、本项目毗邻塔里木河,近年塔河流域生态恢复工程正在进行中,地势低洼段落尤其是挖方段如何防止地下水位上升侵害路基是本项目的主要工程问题。

四、关键技术及创新

本项目注重“以人为本”的理念,设计中采用的“新技术、新工艺、新材料”,统筹考虑规划、建设、养护、运营的 全过程,系统解决沥青路面的高温稳定性,工程结构的耐久性,养护维修的可行性,合理控制工程造价,取得较好的社会经济效益,达到了国内领先水平。采取措施处理决好风积沙筑路、特殊路基等关键技术,打造一条富有特色的“兵地融合大道”。

1、设计中采用“交通+旅游”理念,促进交通路网完善及旅游业的快速发展。

项目贯穿巴州尉犁县和农二师4个团场。道路沿线分布了农田、河流、荒漠、国家公益林、沙漠等景观。集中展现了戍边文化、民俗文化和生态文化。路线布设处理好与沿线旅游景点和地域景观的关系,做到近而不进,为沿线旅游事业发展提供助力;与沿线自然景观和谐相处,为司乘人员提供别样的沙漠胡杨景观驾驶体验,打造沙漠旅游高速公路。

2、项目路线经过多种地貌单元,利用先进的GPS技术手段进行路线走廊带的选择,进行地形选线、地质选线、生态选线,并选择合理技术指标。

①与其他运输方式合理转换,与相关站场有效衔接,合理避让沿线电力设施、通信设施、水利设施及军事设施,控制工程规模。

②与沿线城镇合理衔接,减少对城镇规划区的影响,采取“离而不远,近而不进”的原则。

③路线布设处理好与沿线既有设施的关系,减少拆迁量,减小对沿线人民生产生活造成不利影响。

④高度重视环境保护,使线形与地形、地物相协调,少占农田和国家公益林,最大限度地降低对社会环境和自然环境的影响。

3、对风积沙路段分析研究,建立道路沙害综合防治保通体系。

目所处位置有城(乡)镇、农田和沙漠等各种路段,复杂多变的地质条件和气候特点给风积沙处理带来了极大的难度。为处理好各种因素与沙害之间的关系,本次设计主要采用了以下几种方式:

①路线选定时尽量规避易造成风积沙的路段,合理设计路线与主导风向的夹角。

②在流动、半流动沙丘路段,适当提高路基高度,放缓路基边坡,以加大风速;对于挖方路基,在路基两侧设置3m宽积沙平台,采用敞开式路基断面;路基两侧设置芦苇草方格和高立式芦苇栅栏。

③在路基两侧设置警示标志,提醒驾驶人员进入风沙路段谨慎驾驶。

4、经过综合比选,采用低路堤设计理念,降低工程造价。

路线经过居民区、公益林、农田段、沙漠段,结合当地风沙气候状况,路段路基状况,路基填料等,进行纵坡设计时,在保证路基安全稳定的基础上,结合项目特点,为使公路与周围景观更为融合,提出了低路基、缓边坡设计理念,尽量降低路基填高,这样不仅利于安全,还在视觉上淡化了路基高度,降低了工程造价,取得了较好的经济效益。

5、因地制宜,采用风积沙筑路技术,降低工程造价。

本项目沿线范围内砂砾料场较为匮乏且运距较远,而沿线风积沙较丰富,充分贯彻因地制宜、就地取材的原则,采用风积沙筑路技术,降低造价。

6、路面结构层采用高温稳定性设计和水稳防拱胀预切缝设计。

结合项目区气候特点,如何提高沥青混凝土路面的高温抗车辙性能,是本次路面设计的重点。根据气候、交通、筑路材料等条件,在炎热气候条件下,从运用SBS改性沥青、改善集料级配等方面入手,加强沥青路面的高温稳定性设计,确保沥青路面的耐久性。

为防止水稳层在后期因温差造成的水稳层拱起病害的发生,将水稳基层每隔100m设置一道2~4cm宽伸缩缝,采用切缝法。

7、软弱土路基的风积沙换填处理工艺

项目区域内软弱地基土主要分布于塔河泛滥区和沙漠洼地,地下水位埋藏较浅,工程地质条件较差,表层盐渍化严重。地勘揭示项目区软弱土总体厚度不大,埋深有限,对项目有一定的影响。   通过技术、经济以及对本项目的适用性比选,由于本项目软弱土层的总体厚度不大,且埋深有限,因此,结合软弱土层厚度,推荐采用挖除换填风积沙,并铺设土工格室的处理方案,最小换填风积沙厚度为1m,处理路段长度约27.406km。

8、新材料、新技术和新工艺在本项目的应用

①对立交跨线桥桥头高填方路段釆用填土预压技术,有效地解决了高填方路段路基沉陷问题,取得了明显的效果。

②为减少盐碱离子对防撞护拦的腐蚀,对全线桥梁防撞护拦均在其表层增设了辛基三乙氧硅烷膏防腐涂料,

③对全线后张预应力箱梁均釆用预应力成品束工艺,确保梁预应力钢绞线, 受力均匀,确保了箱梁梁的整体质量。

④由于本项目水稳基层厚度为36cm,为有效保证水稳的整体性,施工时引进目前国内先进设备、工艺、工法摊铺、碾压全厚度一次成型。

    ⑤采用了全球卫星定位系统、数字化成图技术,提高了勘察设计成图精度;应用 GPS 的 RTK 技术进行现场放样,加快了测设进度;全线平、纵、横设计 均采用纬地勘察设计一体化软件完成。