武汉四环线勘察监理与设计咨询体会

胡 敏

（中工武大设计研究有限公司，湖北 武汉 430074）

武汉市四环线位于武汉市三环线与绕城高速公路之间，其道路等级为双向8车道高速公路，设计速度为100km/h。武汉市四环线吴家山至沌口段（简称西段），起点为东西湖大道（G107），终点为该项目与汉洪高速交汇处，路线全长22.366km，经过武汉市下辖的东西湖区、蔡甸区、汉阳区和武汉经济技术开发区4个区域，共设互通式立交5处，服务区1处。武汉市四环线龚家铺至中洲段（简称南段），路线起点江夏区龚家铺，接四环线沌口长江大桥段，终点设藏龙岛互通与沪渝高速公路相接，全线里程为17.421km，共设互通式立交3处，停车区1处，主要位于江夏区。

1 平面优化余地小，重点在于纵面优化

公路线形设计是公路的骨架，是总体设计的关键，其主要包括平面和纵面设计。该项目平面线位主要受城市规划、现有城区道路、居民小区、环境敏感点以及民房等因素的制约，大部分路段线位限制较紧，摆动余地较小，少部分地方有优化的余地，如图1所示。

图1 武汉市四环线龚家铺至中洲段平面图（南段）

这就决定了该项目的咨询不能与其他常规高速公路一样，在平面上提出较多有价值的路线优化方案。该项目平面设计咨询的重点在于控制条件较少路段平面线形局部的优化，减少占地，控制工程规模。例如四环线南段下穿武咸城际铁路需要采用分离式路基从300#墩两侧穿过，初设方案分离式路基长度较长，约2.26km，占地较多。定测咨询时建议分离式路基长度尽量缩短，优化后分离式路基的长度缩短为1.65km，有效节省了占地面积，如图2所示。

图2 武汉市四环线下穿武汉至咸宁城际铁路段平面优化图

四环线初步设计阶段桥梁占比较高，西段和南段桥梁占路线总长分别为87.92%和91.4%，全线纵面的优化是平纵面设计咨询的重点。四环线西段初步设计咨询时，发现该项目上跨规划琴川路纵面指标及标高较高，根据该段控制因素，建议将规划琴川路附近纵坡-0.8%增大至2.5%，压低后面的纵面高程，建议上跨汉蔡高速公路前纵坡+0.55%加大至+1.6%。纵面调低后，填高较低的路段可将桥梁改为路基，粗略估算桥梁改路基的长度约1000m。根据主线路基方案与桥梁方案的比选结果，每公里路基比桥梁节省造价约1.5亿元，效果显著，建议设计单位下阶段仔细研究。武汉市四环线西段K75+900～K77+760段纵面优化图如图3所示。

图3 武汉市四环线西段K75+900～K77+760段纵面优化图

2 立体交叉兼具公路与市政特点

四环线互通式立交功能复杂，影响因素较多，形式多样，其中西段和南段包括双喇叭、变异涡轮型、单喇叭、混合型、双“T”、变形苜蓿叶+双喇叭等形式，大部分与城市快速路或主干路立体交叉，间距较密，立体交叉最小间距为1.434km。上述情况决定了立体交叉的咨询不同于常规高速公路，其兼具市政立交特点，节省用地，兼顾造型。由于控制因素较多，必须深入现场，结合规划，考虑实际情况，逐个进行针对性咨询。咨询时既要把握全局，又要兼顾细节。

十永互通位于武汉市蔡甸区新天铺以南，是该项目与汉阳区及蔡甸区提供交通转换而设置。互通总转向交通量25584pcu/d，四环线上往北和往南两个方向分别占51%和49%，差别不大，互通位置主要受十永线两侧密集的民房影响。设计单位推荐的是A型单喇叭互通。咨询时结合该互通前后设计，发现该互通与永丰服务区之间的间距较近，扣除变速车道及渐变段的长度后，净距仅280m，设计采用设置辅助车道连通互通和服务区变速车道的方法来改善。咨询建议以集散车道串联互通、服务区的出入口，组成复合式互通，改善该路段交通组织状况[1]。同时咨询时发现互通平面布局上存在线形均衡性差、个别匝道平面指标偏低等情况，建议互通北移100m左右，避开AK0+400处的村庄，减少拆迁，右转向D匝道半径由R-60m增大至R-90m。出口匝道B+A最小半径R-62.75m增大至R-100m，线形指标得到改善。武汉市四环线十永互通立交平面优化图如图4所示。

图4 武汉市四环线十永互通立交平面优化图

3 桥梁方案要兼顾经济性与景观性

一般高速公路规模较大，桥梁标准化是提高桥梁设计与施工进度、质量、经济性的重要体现，常规桥梁对景观性要求较少，而该项目主要经过和靠近城区，在经济性和景观性方面寻求平衡是设计咨询的重点。四环线西段烂泥湖段高架桥与周围城市化较高且位于武汉经济开发区核心的东风大道相交，桥长2360.1m，设计推荐以30m跨径为主的预应力混凝土小箱梁方案，下部采用门型双薄壁墩。咨询认为，该桥设计时应兼顾景观性，考虑到预应力混凝土连续箱梁与小箱梁相比，前者景观性相对较好，建议采用预应力混凝土小箱梁和预应力混凝土连续箱梁相结合的方案，即在景观性要求高东风大道等路段采用混凝土连续箱梁，下部根据上部结构及墩高可考虑采用花瓶墩，适当增加景观效果，其他路段可以维持原设计。

4 监理咨询一体化，有利于更好提高勘察设计质量

该项目要求咨询单位不仅要完成设计咨询，同时要进行勘察现场监理及成果咨询工作。以往很多项目只重视设计咨询工作，对勘察不太关注，即使部分项目地勘实施了监理咨询制度，但与设计咨询相脱节，例如贵州省、广东省等高速公路建设，均存在类似情况[2]。高速公路勘察设计执行主体虽然是一个单位，但由于该类项目涉及范围广，参加人员较多，实际实施过程中，勘察和设计由不同的项目组人员完成，导致设计文件经常出现与勘察资料不符或脱节，如果外部咨询审查力量分散或无法兼顾，最终反映在施工环节，经常出现变更。当然，该项目这种制度，需要咨询单位既有懂勘察又懂设计的专业或项目负责人参入，才能在监理咨询过程提高勘察设计质量。

四环线南段初勘由于钻孔相对较少，虽然二叠系灰岩（P）大面积分布，但岩溶统计结果显示为中等发育，详勘阶段根据初勘成果提出了详勘钻探工作量。勘察监理咨询时结合武汉市灰岩分布空间，以及周围建筑部分已有勘探成果及岩溶灾害情况，认为初勘针对覆盖性岩溶只是进行了钻探，且孔数有限，龚家铺互通及之后路段岩溶应为强发育。要求详勘阶段针对岩溶路段增加物探工作量并先期实施，采用物探与钻探结合方法，最终证实了监理咨询人员的判断，在实施过程中，根据工点情况指导增加或调整钻孔。最终报告显示钻孔见溶洞率约为34%，漏水现象普遍，大量钻孔揭露串洞，单个岩溶空洞高度最大达22.2m。监理咨询人员在审查该段设计文件时，发现设计未结合地勘报告针对该情况进行有针对性设计，以及未提供处理工程量，设计修编阶段采纳了咨询意见。

5 结束语

武汉四环线的勘察监理和设计的咨询工作，心得体会主要体现在以下两个方面：（1）技术层面：咨询工作要根据实际情况，把握路线平纵面关键、立体交叉和桥梁方案具体特点，深入现场，熟悉限制条件和影响因素，结合规划，才能提出有针对性的意见或建议。（2）制度层面：勘察监理和设计咨询一体化，有利于监理咨询人员把握全局，提醒勘察设计避免遗漏和矛盾，从而提高勘察设计质量。