S3-3-1路基及排水设计说明

云浮至阳江高速公路罗定至阳春段 T3合同段（K26+360～K34+910） 路基及排水设计说明 S3-3-1

4 加强环保、水保设计：尽量采用绿色环保型防护；在保证排水通畅的前提下优先选用碟形边

路基及排水设计说明

1 对初步设计批复及施工图定测外业验收意见的执行情况

初步设计批复及施工图定测外业验收意见执行情况详见总体设计说明书。

沟等生态边沟；加强取土坑、弃土堆的环保设计；将地表耕植土、水塘清除的淤泥等当作一种不可再生的资源进行保护和利用。

3.1 路基横断面布置

按照交通部部颁《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）中高速公路路基横断面几何尺寸的规定以及批复意见，本项目设计速度采用100km/h和120km/h（与汕湛高速公路共线段及以南路段，即松柏至终点段）。路基宽度分别采用26.0m和28.0m（与汕湛高速公路共线段，即松柏至崆峒段，K43+600~K77+580）。

26m宽路基横断面布置，其中行车道宽2×2×3.75m，中间带宽3.5m（中央分隔带宽2.0m，左侧路缘带宽2×0.75m），硬路肩2×3.0m (含右侧路缘带2×0.5m)，土路肩宽2×0.75m。

28m宽路基横断面布置，其中行车道宽2×2×3.75m，中间带宽3.5m（中央分隔带宽2.0m，左侧路缘带宽2×0.75m），硬路肩2×4.0m (含右侧路缘带2×0.5m)，土路肩宽2×0.75m。

互通匝道路基标准宽度详见互通设计。

路拱坡度：不设超高路段，行车道、路缘带及硬路肩采用2%，土路肩采用4%，超高路段详见路基横断面设计图及路基设计表。

2 施工合同段划分情况

根据业主意见及工程量情况，从便于施工和管理出发，全线共划分为8个土建施工标段，其中我公司负责的第2设计合同段暂定划分为6个土建施工标段。桥涵预制构件由各标段自行集中预制。

土建施工标仅指路基和桥涵等土建部分，不包括路面、交通工程及环境保护、景观设计等内容。其中路基施工至路床顶面（软基处理路段按设计要求执行），路床顶面以上工程由路面标完成；桥梁工程除桥面沥青铺装由路面标完成外，其余工程均在本次施工标段施工中完成。标段划分见下表：

表2-1 罗阳高速第2设计合同段土建施工标段一览表

合同段 类别 C类 （隧道标） B类 （桥梁标） 合同段 T3 起讫桩号 K26+360～K34+910 K34+910～K45+000（K39+812.655=K39+800长链12.655m） K45+000～K54+020 K54+020～K59+960 K59+960～K71+050 K71+050～K83+278.412 长度(km) 8.550 主要工程项目 石主隧道、拱石山隧道、山奇岭隧道、相思墩大桥、高车河大桥、山奇岭大桥、椰子坑大桥 河朗互通及连接线、沙牛颈大桥、大喊大桥、马春坑大桥、马尾坑大桥、围河大桥、砖窑龄大桥 元子塘大桥、新村垌大桥、谭蓬大桥、松柏服务区 西山河大桥、陂面分离 陂面互通及连接线 西山陂干渠1、2号大桥、萝卜大桥、大河水库分离 阳春北互通及连接线（其中有跨广茂铁路的匝道桥）、广茂铁路分离立交 T4 T5 10.103 9.020 5.940 11.090 12.228 3.2 路基加宽

除互通式立交、服务区、变速车道、主线收费站按规范要求加宽外，其它主线路段均无加宽。

A类 （一般路 基标） D类 （跨铁路标） T6 T7 T8 3.3 超高方案

根据设计速度，平曲线半径R≤4000m(100km/h)、R≤5500m(120km/h)时，设置超高。路基超高以中央分隔带边缘为旋转轴，两侧行车道及硬路肩分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。中央分隔带维持原水平状态。内侧超高大于4%的土路肩，横坡同行车道横坡。

3 路基设计原则、横断面布置及加宽、超高方案

根据本项目特点，结合国内外特别是广东省高速公路建设的成功经验，本项目一般路基设计原则如下：

1 路基设计中遵循“保证质量、贴切自然、平整美观、安全舒适”的思想，减少人工构造痕迹，使公路融入大自然。

2 保证路基稳定、交通安全，杜绝隐患，减少路基病害；路基设计贯彻“以人为本”的设计理念，把安全放在首位，采取各种有效方法和措施，保证公路设施自身安全和车辆运行安全。

3 设计中贯彻“低填、浅挖、缓边坡、节约用地”的设计原则，尽可能减少高填深挖路段。

3.4 公路用地范围

路堤两侧边沟外边缘以外1.0m，路堑坡顶外边缘以外2.0m（有截水沟时为截水沟外缘1.0m）。桥梁段为桥梁正投影外缘1.0m。

4 路基设计、施工工艺、参数、材料要求 4.1 填方路基

一般填方路基边坡坡率根据路基填料种类、边坡高度和基底工程地质条件确定，经水文地质及工程地质勘察，结合沿线基底地质情况，路堤边坡坡率见表4-1：

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表4-1填方路堤边坡坡率表

边坡高度H H≤12.0m 12.0m＜H＜20.0m 对边坡高度超过20m的路堤或地面斜坡坡率陡于1:2.5的路堤，以及不良地质、特殊地段的路堤，进行了个别勘察设计，本合同段共2段陡坡路堤。

路堤稳定性分析包括路堤堤身的稳定性、路堤和地基的整体稳定性、路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性。设计中所取用系数为最不利项的系数。

高填、陡坡路基应重点注意以下几项： 1 清除表层软弱层、陡坡段开挖台阶。

表层存在软弱层容易引起路堤沿软弱层产生滑面，影响路基稳定，对于表层的耕植土、软湿等土层进行清除。开挖台阶可以加强地基与路基的结合，增强路基沿斜坡的稳定性。

2 加强地基及路基压实处理。

高填方引起的沉降量超过一定数值之后，容易引起行车安全性及舒适度的下降，通过地表及路堤的补充压实可以有效的增加土体的密实度，减少沉降量，对路堤和地基的整体稳定性有利。对于坡脚等位置地基存在较厚的软弱层或承载力不足的区域采用换填进行处理，以增强路堤的稳定性。

3 坡脚增设抗滑挡土墙（护脚）。

对稳定性不足的陡坡路堤，坡脚设置护脚。 4 路床内部增设土工格栅。

增设土工格栅减缓残余沉降对路面造成的损害。

边坡坡率 边坡坡率采用1:1.5 上部8.0m边坡采用1:1.5，下部边坡采用1:1.75，并在边 坡高度8.0m处设置2.0m的平台 按8.0m一级进行分级，从上向下边坡坡率分别采用1:1.5、H≥20.0m 1:1.75、1:2.0，第三级以下坡率采用1:2.0，在边坡分级处设置2.0m的平台 坡脚与排水沟内边缘设宽2.0m的护坡道，护坡道设置3%的横坡。

4.2 挖方路基

挖方路基的设计从路线设计开始，以“不破坏就是最大的保护”为原则，以路基稳定为前提，严格控制路堑的最大挖深。

路堑边坡的设计，结合取土方案进行综合设计。在路堤缺土路段，适当放缓边坡，恢复山坡植被。对孤立山包原则上削平取土石，减少边坡防护工程。并将部分永久占地变为临时用地，将宝贵的土地资源归还于农，充分体现“可持续发展”的设计原则。

土质边坡设计根据边坡高度、土的湿度及密实度、地下水及地面水的情况、土的成因类型及生成年代、既有人工边坡及自然边坡稳定状况等因素确定。

岩质挖方边坡设计综合考虑岩性、岩层产状、构造裂隙产状与路线关系、岩体风化程度、力学性质和开挖高度、以及地下水﹑地表水、既有人工边坡和自然边坡稳定状况，并兼顾地形地貌、土石方平衡等因素确定。本着安全稳定、经济合理的原则，边坡设计与边坡防护工程紧密结合。

挖方边坡坡率设计根据岩土性质、岩石的风化破碎程度、地层产状、地质构造、边坡高度、地下水、地面水的实际情况和土石方调配平衡等因素合理确定。一般情况下，挖方边坡（挖方高度<20m）坡率可按以下原则：

1 一般土质（类土质）边坡：坡率1:1～1:1. 5；

2 对于路堑挖方边坡高度大于20m的高边坡，进行特殊设计，通过稳定性分析，确定边坡坡率。 3 对高度大于20m的边坡，在施工阶段应进行稳定性监测。

浅挖方路段采用碟形边沟兼碎落台，宽度为2.6m。当挖方边坡高度H≤12m时，只设一级边坡，当挖方边坡高度H＞12m时，每10m为一级，各级间设2.0m宽的平台及平台拦水堰，最后一级边坡高度小于12m时，不增设平台。

4.4 深挖路基

本合同段共有5处高边坡，其处理方式详见高填深挖路基设计图及深路堑设计说明。

表4-2 深挖路基一览表

起讫桩号 K30+249~K30+400 K33+302~K33+390 K33+430~K33+533 K33+744~K33+824 K34+597~K34+800 长度（m） 151 88 103 80 203 位置 右侧 左侧 左侧 右侧 左侧 典型桩号 K30+320 K33+350 K33+460 K33+790 K34+720 最大挖深（m） 41.63 32.4 38.62 37 31.42 4.4.1 深路堑防护设计原则

1 设计中贯彻“不破坏就是最大的保护”的设计理念，合理放坡、加固适度，尽量做到土石方填挖平衡，减少征地和弃方；

2 加强地质勘探和现场踏勘调查，深入分析工程地质条件，增强工程研判，提高技术措施的针对性。

3 深路堑设计应充分结合已有地质勘察资料，根据边坡的岩性、地质构造、地下水的作用和风

4.3 高填、陡坡路基

高边坡路堤与陡坡路堤设计应贯彻综合设计和动态设计的原则。在充分掌握场地水文地质条件、填料来源及其性质的基础上，综合进行路堤断面、排水设施、边坡防护、地基及堤身处治等的设计。

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化程度，采取相应措施，确保深路堑的安全可靠，加固工程设计遵循“一次根治，不留后患”的原则，采用自稳定为主，加固为辅，排水、防护并重的综合处理措施，确保施工中的临时稳定和通车后的长期稳定。

4 固“脚”强“腰”，加强截、排水工程设计，是提升路堑整体稳定性的有效手段； 5 采取综合整治措施，在地形条件许可的情况下，结合路基的取土，尽量刷坡减载，减少支挡工程，加强地表、地下水的排水措施，以提高坡体的自稳定性。

6 突出边坡绿化。边坡加固防护工程实用与美观相结合，工程防护与生态防护相结合，力求防护与周边自然环境的协调，加强“生态、环保”设计，提高工程社会效益。

7 深路堑设计应吸收国内外深路堑治理的成功经验；加固防护措施应做到技术可行、经济合理；尽量采用便于施工的措施；

8 深路堑设计应从现实情况出发，充分考虑施工条件、工艺水平、机械设备和材料供应等因素；

9 深路堑动态设计时应充分结合边坡变形监测数据，及时根据边坡的变形情况调整工程措施。 4.4.2 深路堑稳定分析、评价与加固设计

本路段路堑边坡数量多，设计中根据各边坡的工程地质条件并结合地形地貌情况，对深路堑进行稳定性分析计算，并对其稳定性做出评价。

1 深路堑稳定性分析方法

采用工程地质类比法、地质力学法、极限平衡法三种主要手段对本路段的深路堑稳定性进行分析和评价。

1）工程地质类比法

工程地质类比法包含地质参数类比和工程类比。通过对比自然稳定山坡与不稳定坡体的工程地质条件差异、相邻既有人工边坡的稳定性状，以及既有工程经验，类比并找出相应的地质参数；结合工程经验，通过对设计路堑边坡的坡形、工程地质条件以及工程措施的相似性来进行宏观的稳定性分析与判断。

在初步设计及施工图阶段，对沿线遇到的人工边坡坡率进行了调查，其中以S369开挖的边坡较为典型，S369与本项目并行路段较长，地质情况接近。且开挖后坡面基本无防护，边坡岩性明确，边坡高度多样，为本项目设计提供了好的类比模型。沿线很多开挖的人工边坡对邻近坡体的设计也具有指导意义。本项目高边坡坡形设计充分的参考了邻近高速公路的设计。

2）地质力学法

地质力学法是应用地质力学原理，从调查构造形迹入手，找出形成当地岩土的构造应力场及其序次，推测应力场作用下的主要结构面和配套要素及其被后期改造的过程。特别是它们与临空面形

成与作用过程间的相互关系，据此推测各大岩体及其斜坡变形的演变过程和趋势，从而判断其稳定性。

3）极限平衡法

极限平衡法是在上述两种路堑边坡稳定性分析与评价方法的基础上，确定基本的变形类型、范围和破坏模式，运用极限平衡原理，进行量化分析，计算边坡的稳定系数。主要分析计算土质或类土质边坡、二元结构边坡、破碎岩石边坡和不利结构面贯通发育的岩石边坡等几种主要路堑边坡结构类型。其中，（类）土质边坡可分为（似）均质结构土质边坡、层状结构土质边坡、顺倾结构土质边坡和软弱夹层土质边坡等几个亚类模型，从而确保稳定性分析计算结果的客观性和合理性。

2 深路堑的变形类型和破坏模式

从工程防治的难易和工程费用高低，按其变形规模和范围分为边坡深层变形、边坡浅层变形和坡面变形。

1）边坡浅层变形

在边坡范围内工程地质条件较差，或含水量高，或有倾向临空的不利结构面，变形破坏可以是一级或数级边坡的变形，但破坏深度一般不超过6～7m，如坍塌、浅层滑坡、局部楔形体滑动等。针对此类边坡变形病害，采用改变坡形、坡率或采取锚杆框格、仰斜排水孔等一般加固及排水措施，即可防止病害的发生及变形规模的进一步扩大。

2）坡面变形

当边坡稳定性不受坡体岩土强度、风化裂隙面和构造结构面的控制而自身稳定时，仅为坡面冲刷，需进行坡面防护。

边坡自身处于稳定状态，但坡面在外界因素作用下，因剥蚀、风化、冲刷等产生坡面变形，破坏深度一般为坡体表层1～2m范围，此类变形只需采取坡面防护措施，即可防止坡面变形。

3 稳定性评价标准及分类 深路堑按稳定程度划分为四类。

1）稳定边坡：工程地质条件较好，无不良地质特征和不利的结构面，边坡在设计坡率情况下能保持稳定，边坡不产生变形，不需要采取加固措施，稳定系数K≥1.2的边坡。

2）基本稳定边坡：工程地质条件一般，无不良地质特征和不利的结构面，边坡在设计坡率情况下基本保持稳定，但在外部不利因素（雨水）影响下，坡面会出现较小的变形或局部破坏，但不会影响道路畅通，坡体不需要加固，只需适当调整边坡坡率、做好截排水措施和进行坡面防冲刷防护。

3）欠稳定边坡：工程地质条件较差，有少量不利的结构面，但贯通性差，边坡在设计坡率情况下不足以保持稳定，边坡范围内可能出现明显变形或破坏，对道路安全有一定影响，需要调整边坡

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坡率或适当加固，做好截排水措施和进行坡面防冲刷防护。

4）不稳定边坡：工程地质条件差，有不良地质特征或不利的结构面，边坡在设计坡率情况下不能保持稳定，坡体可能出现明显变形、坍塌或其它破坏，对道路安全有较大影响，坡体需要进行加固和防护。

4 深路堑设计参数确定及稳定分析评价

本次边坡稳定性分析，对于受软弱层面、不利结构面及风化界面控制或其组合控制的岩质边坡，采用赤平投影和工程类比法确定其稳定状态。计算中采用的地层及结构面力学指标根据工程地质勘察报告建议值及以往工程经验综合确定，详见各工点。同时根据高速公路标准，加固后的边坡稳定安全系数不小于1.2。 4.4.3 深路堑加固防护设计思路

本次深路堑边坡设计遵循“减载、固脚、强腰、排水”的原则，贯彻“建绿色通道、走环保之路”、“恢复自然、水土保持、综合治理、因地制宜、技术先进、经济美观”的理念。视地形地貌条件，在征地许可的工点尽量采取放缓坡率并适当加固坡面的方式来提深路堑的稳定性，以缩短工期和降低工程造价；在卸载受限制，放坡对自然植被影响严重的路段，采取“强支挡、弱削方”的原则来加固边坡，支护措施主要采用锚式体系加固措施，并加强坡体的排水设计。

1 坡形坡率设计

高边坡的处治中，坡形坡率设计至关重要，很大程度上决定了边坡的稳定性与工程费用，边坡的坡高及坡率根据工程地质类比、力学计算、生态环境保护、绿化的难易程度及行车视觉等综合考虑确定。本次设计对地形地貌较缓的山坡，采用放坡减载设计；对地形地貌陡峻的路段采用弱削方、强支挡的原则，避免“剥山皮”式的刷坡，针对不同坡体岩土结构采用不同坡形坡率设计：

1）土质边坡

以设计稳定坡形坡率为主，必要情况下进行坡体浅层加固，加固措施采用锚杆、锚杆框架等进行比较。当地形陡峻、边坡过高或存在不利结构面时，宜收坡并加强支挡。

2）类土质边坡

a.土体强度控制的边坡，参照土质边坡设计。

b.由结构面控制的边坡，适当收坡并选用锚杆及其它支挡结构进行加固。 3）二元结构边坡：

a.刷坡宜采用上缓下陡坡率，与上土下岩坡体结构相适应。 b.上部与土质边坡设计类似；

c.下部以加固倾向临空结构面的滑动为主，一般选用锚固及其它支挡结构进行加固。 4）岩石边坡：

a.对顺层边坡，不宜放缓边坡，针对层面产状采用锚索框架、预应力锚杆格子梁、锚杆格梁等措施进行综合比选。

b.对反倾向层状边坡，以边坡自稳定为主，同时应针对倾向临空贯通结构面采用多种支挡结构综合比选。

c.对碎裂结构岩体边坡：刷坡坡率应与岩体破碎程度相适应，采用锚杆格梁、预应力锚索格梁等形式进行加固。

坡形设计：本次设计统一采用台阶式边坡，一般10m一级，边坡平台宽2m。

坡率设计：路堑边坡坡率的确定主要依据工程地质、水文地质和边坡高度而定，采用工程地质类比的方法确定。 4.4.4 加固工程设计

根据边坡工程地质条件，边坡加固时首先对边坡进行稳定性评价，对评价结果为稳定性较差和不稳定的边坡进行加固。一般情况下，视地形地貌条件，结合本合同段路堑边坡土层、全~强风化岩层、厚度大的特点，尽量放缓边坡坡率，以边坡自稳为主；在卸荷受限制，放坡对自然植被影响严重的路段，采取“强支挡，弱削方”的原则来加固边坡，支护措施采用锚式体系加固措施。锚式体系主要有锚杆、拉力型预应力锚索等，对深路堑工程可起到“固脚、强腰”的作用。

1 加固措施的比选

高边坡加固措施有锚杆（全长粘结型、预应力型）、锚索、抗滑桩、桩板式挡土墙等。各加固措施比选如下：

1）桩板式挡土墙

桩板式挡土墙收坡快，但施工工序繁琐，造价较高。建成后，设置桩板式挡土墙路段行车压抑感强，对景观不利，不适于本项目作为景区公路的功能定位。

2）抗滑桩

抗滑桩在加固边坡开挖前施工，具有安全性高的特点。但其造价相对较高，施工较繁琐。在施工过程中如发现边坡开挖过程中，坡体变形较大，在锚杆施工前可能存在破坏的边坡可以采用抗滑桩的加固措施。

3）锚杆、锚索

锚杆、锚索具有技术成熟，造价相对较低的特点，是高边坡加固主要采用的措施。本项目边坡岩体风化严重，主要坡体岩层为强、全风化，部分坡体为粉质粘土。锚杆注浆与边坡体之间的粘结力作为控制设计的主要因素。所以本项目采用便于施工、粘结面积大的全长粘结型锚杆。锚索设计中锚固段长度一般采用规范推荐的大值（10m），在施工时应进行张拉测试，根据具体张拉数据调整锚固段长度。

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