考虑供水主管影响的公路拓宽方式选取研究

朱东

（江苏中设集团股份有限公司，江苏 无锡 214072）

1 项目背景

新常久线为海门市“一环十横十一纵”干线公路网中的一横，西起海二线，向东与瑞江路、S222、汤正公路、五泰线、包临线、悦临公路、刘普线等相交，终于三阳镇；路线全长约31.1 km，沿线沟通德胜镇、常乐镇、麒麟镇、悦来镇、三阳镇等。老路现状及规划情况如下：

（1）现状老路宽15～16m，双向两车道断面（除终点2.6 km长范围三阳镇区段宽29 m、双向四车道）。

（2）现状老路路侧已埋有管径DN800的海门供水主管及部分乡镇供水管。

（3）近期设计启东供水主管（管径DN1400）需沿老路路边埋设，管位已结合现场实际情况基本确定。

（4）远期规划新常久线需按一级公路80 km/h建设标准拓宽。

老路与现状、拟建供水主管的位置关系具体见图1。由上述分析和图1可知，现状及拟建供水主管的位置对老路拓宽方式的选取起着重要作用，合理的拓宽方式既要保证拓宽的可行性和经济性，又要避免二次开挖对现状海门供水主管的影响，还要尽量减少对已设计的启东供水主管管位的调整。本文结合老路现状、近期及远期，研究了现状及拟建供水主管对老路远期拓宽预留的影响，并采用多指标综合评价方法，比选出合理的老路拓宽方式，将远期二次开挖影响降到最低，为以后拓宽改造设计提供了参考。

2 主要拓宽方式分析

拓宽是指对路基路面、桥涵进行拼接加宽或分离新建，对隧道进行分离新建或扩挖，以增加道路车道数的建设行为，目的是提高通行力，满足日益增长的交通量需求[1]。拓宽方式主要分为单侧直接拼宽、两侧直接拼宽、单侧分离拼宽、两侧分离拼宽等[2]。各种拓宽方式分析比较见表1。

结合新常久线老路现状及远期规划分析，沿线野外段两侧为基本农田用地，城镇段两侧建筑密集，用地紧张，而分离式断面宽度较整体式断面宽得多（宽出10 m以上），故分离式断面占地太大，实施可行性较小；同时考虑老路现状大部分为双向两车道，远期规划拓宽到双向四车道，从交通组织方面考虑，整体式断面比分离式断面更适合。故综上所述，新常久线老路拓宽除个别受限节点考虑分离式断面外，一般路段均采用整体式断面拓宽。

3 供水主管与老路关系的分析

3.1 老路线位

新常久线老路起于德胜镇以南、通启高速以北，向东延伸跨青龙河后，从常乐镇南侧穿过，继续向东穿过麒麟镇，从悦来镇南侧经过，最终止于三阳镇。现状新常久线全线长31.1 km，设平曲线17处，最小半径1 000 m（小半径处均设置了超高和缓和曲线），线型基本满足规范一级公路80 km/h的预留要求。

图1 供水管与老路位置关系缩略图

表1 主要拓宽方式分析比较表

3.2 现状海门供水主管及乡镇供水管位置

（1）以汤正公路为界，汤正公路以西约8.57 km长范围有现状海门供水主管位于老路南侧8～15m处，汤正公路以东约13.18 km长范围有现状海门供水主管位于老路北侧10～20 m处。

（2）起点约800 m长范围有现状乡镇供水管位于老路北侧约5 m处。

（3）其余约8.58 km长范围内（青龙河以西）现状无供水管。

3.3 拟建（设计）启东供水管位置

拟建启东供水管从起点海二线交叉口西侧延伸而来，过交叉口后沿新常久线老路北侧（距离约7 m）延伸250 m后，过路到老路南侧（距离约10～20 m）后继续向东延伸，在三阳镇区再次过路到老路北侧（距离约10 m）后向东继续延伸而去。其中局部路段因拆迁受限等原因，设计供水管管位距离老路边仅5～8 m。

各供水管与老路的相对位置关系见表2。

表2 供水管与老路位置关系一览表

4 拓宽预留方案的比选及确定

4.1 拓宽宽度的确定

由上文分析可知，新常久线老路的合理拓宽方式为整体式断面，即单侧直接拼宽或双侧直接拼宽。按照远期一级公路80 km/h的建设标准，整体式断面路基宽度为25.5 m，断面形式为：2.0 m中分带+2×0.5 m路缘带+2×（2×3.75 m）行车道+2×3.0 m硬路肩+2×0.75 m土路肩=25.5 m；对于镇区段加设侧分带、慢车道和人行道等，断面宽度采用36 m（主要为穿镇而过的麒麟镇区段）；对于终点三阳镇区段，现状已是双向四车道城镇断面，无需拓宽。故各段落拓宽宽度如下：

（1）K0+000～K16+720、K18+040～K28+560（一般段）：现状15 m，远期25.5 m，拓宽宽度10.5 m。

（2）K16+720～K18+040（麒麟镇区段）：现状16 m，远期36 m，拓宽宽度20 m。

（3）K28+560～K31+130（三阳镇区段）：现状及远期均为29 m，不拓宽。

4.2 拓宽方案的比选

因老路为东西走向，故老路的拓宽方式可分为向南单侧拼宽、向北单侧拼宽和双侧拼宽三种。因新常久线长度较长，各段落实际情况各不相同，不能笼统地整段进行分析比选.首先需进行分段，然后各段分别进行拓宽方案比选[3]，分段段落可按表2中的分法（根据供水主管与老路位置关系）。

本文以K18+040～K28+560（麒麟镇—三阳镇）为例（段落长10.52 km），采用常见的多指标综合评价法进行分析比选，以便得出科学合理的比选结果。具体分析步骤如下：

（1）选定比选指标。本文选定对新常久线老路拓宽方式影响最大的四个指标：现状供水管加固保护长度（指标a）、拟建供水管调整管位长度（指标 b）、拆迁量（指标 c）、工程造价（指标 d），各指标数值见表3。

（2）指标无量纲化。最常用的方法的就是规划化，即 yi=（xi-min）/（ma -min），式中 xi、yi分别为无量纲转换前、后的指标数值；max、min分别为无量纲转换前指标数值中的最大值、最小值。无量纲化后，数据范围在0～1之间。

如指标a：a1=0，a2=7.4，a3=0.86，则最大值max=7.4，最小值 min=0，无量纲化计算后为 a1′=0,a2′=1,a3′=0.12。其余指标 b、c、d 计算同上。

（3）指标权重设置。根据各指标的重要性，分配各指标一个权重系数。本次根据工程的实际情况，各指标权重设置如下：Wa=0.3，Wb=0.2,Wc=0.3,Wd=0.2。

（4） 综合评分。P=Wa×a+Wb×b+Wc×c+Wd×d，计算得到 P1=0.31（向南单侧拼宽），P2=0.50（向北单侧拼宽），P3=0.39（双侧拼宽）。综合评分越小，代表方案越好，故可以按评分从低到高，依次用√（推荐方案）、○（备选方案）、×（不推荐方案）表示。计算结果见表3。

表3 拓宽方式比选分析表（麒麟镇区—三阳镇）

4.3 拓宽方式比选结论

按照上述方法，对各段落分别进行比选评价，得出以下各段的拓宽方式，具体见表4。

表4 各段拓宽方式一览表

拓宽改造是公路设计与建设过程中常见的情况，而拓宽方式的选取将直接影响到公路的交通组织、工程造价、征地拆迁、地下管线等[4]。如何在现有条件的制约下，采用科学的方法选取最适合的拓宽方式，为远期做好预留，是需要进一步研究的内容。

5 结语

本文结合实际项目，首先对项目的现状及规划情况进行了介绍，提出了远期拓宽预留的需求和拓宽方式选取的制约因素，然后对主要的拓宽方式进行了初步比选；接下来对老路近远期、现状供水管、拟建供水管等情况进行了具体的分析，最后采用多指标综合评价法对拓宽方式进行了定量化分析比选，得出了合理的老路拓宽方式，为以后的研究和设计提供了一定参考。

参考文献：

[1]JTG/TL11—2014，高速公路改扩建设计细则[S].

[2]张海忠.杭金衢高速公路拓宽方案研究 [D].杭州:浙江大学，2010.

[3]刘忠铭.公路软土路基拓宽设计与施工技术[J].城市道桥与防洪，2017（10）：136-138.

[4]蒋云昕.高速公路拓宽改造方案的探讨[J].交通世界，2007（6）：92-94.