环湖公路与防洪大堤路堤结合段设计要点的分析及思考——以常州市金坛区长荡湖北路设计为例

环湖公路与防洪大堤路堤结合段设计要点的分析及思考——以常州市金坛区长荡湖北路设计为例

吴滔

华设设计集团股份有限公司常州分公司

摘要：目前，围绕着湖泊打造湿地休闲旅游度假区正在进入快速发展与转型阶段，它承担着游客日常休闲游憩及近距离的生态旅游需求的功能。为节约土地资源、突出沿湖景观效果、提升行车舒适性，往往将环湖公路与防洪大堤共堤设置。既满足公路设计要求又满足防洪大堤设计要求是该种类型项目设计的重点难点。笔者以自身负责设计的长荡湖北路项目为例，提出了公路与防洪大堤相结合的一些设计要点，希望对今后类似工程设计起到一定的参考和借鉴作用。

关键词：环湖一级公路；长荡湖防洪大堤；路堤结合；工程设计方案

0引言

长荡湖度假区现为江苏省级旅游度假区，定位为长三角渔乡风情主题度假旅游区，也是金坛区重点打造的“一区一城一山一水”四大板块中的“一水”板块。近年来，随着夏季雨量逐年增大，远超百年一遇界限，长荡湖沿线防洪大堤迫切需要加固改造。而目前，长荡湖旅游度假区正处于大力开发建设期，根据长荡湖旅游度假区总体规划，长荡湖北岸规划有一条长荡湖北路沿湖布线。

为了最大限度的节约土地资源，保护生态环境，体现“安全、环保、舒适、和谐”的理念，考虑将规划的长荡湖北路与拟加固改造的防洪大堤共堤设置。因此，需重点考虑好共堤段公路的平面、纵断面、结构等设计方案，确保既能满足公路设计使用要求，又能满足防洪大堤设计防洪要求。

本次以常州市金坛区长荡湖北路为例，对环湖公路与防洪大堤路堤结合段的设计要点进行阐述和分析。

1工程概况

本工程位于常州市金坛区长荡湖旅游度假区，规划为S240省道，是金坛区综合立体交通网规划（普通国省道网规划）“四纵三横”中的重要一横，同时，也是长荡湖北岸线贯穿整个长荡湖旅游度假区的东西向环湖公路，为长荡湖环湖公路路网体系中的重要组成部分。道路西起G233，东至S240，路线全长约9.9km，一般路段红线宽30m，采用一级公路标准，设计车速60km/h，两板块断面型式，道路南半幅与防洪大堤共堤设置。

本工程的建设既能够提高长荡湖北部片区防洪能力，又能够完善区域路网结构，提升沿湖景观效果，还最大限度的节约了土地资源，保护生态环境，对于支撑长荡湖旅游度假区开发建设，促进金坛区经济发展具有重大意义。

图1长荡湖北路项目位置示意图

2自然条件

工程区抗震设防烈度为7 度，设计地震分组为第一组，场地地基土以中软土为主，场地类别为Ⅲ类，本工程场地属抗震不利地段，地震动峰值加速度为0.125g，地震动加速度反应谱特征周期为0.45s。长荡湖环湖大堤设计洪水标准采用50 年一遇，设计洪水位取4.044m（1985高程基准，下同），设计低水位为0.38m，设计常水位为1.58m。环湖大堤按50 年一遇防洪标准建设，路堤结合段堤顶宽6～12m，路堤分离段堤顶宽6m，堤顶高程为5.08～5.28m。

3相关规划

（1）退田还湖（防洪大堤）规划

根据《省政府关于长荡湖退圩还湖规划的批复》（苏政复【2013】26号）的要求，长荡湖为太湖流域重要的行洪通道，在太湖湖西水系中起着吐纳降水径流和江湖来水的作用，缓解太湖湖西地区降水径流对环湖地区防洪压力，调节江、湖、河之间的水源分配。为提高长荡湖流域防洪、排涝能力，改善湖泊水生态环境，恢复湖泊的综合利用功能，促进流域经济社会的可持续发展，金坛区政府决定开展长荡湖水利水系综合治理工程。

结合江苏省水利厅批复的长荡湖退田还湖实施方案，环长荡湖一圈（金坛范围）将重新规划新建防洪大堤（局部加固改造），长荡湖北岸线结合退田还湖实施方案将新建防洪大堤。

（2）环湖公路规划

根据长荡湖旅游度假区总体规划（交通专项），在金坛范围内规划环湖公路交通路网系统，包含长荡湖西路、长荡湖北路以及长荡湖东路。其中，长荡湖西路、长荡湖北路结合防洪大堤共堤设置，长荡湖东路利用现有道路提升改造。规划环湖公路与长荡湖规划水面线之间距离按50～100m控制，预留后期慢行系统及亲水平台建设腹地。

4  总体设计原则

环湖公路与防洪大堤路堤结合设计时，所采用的设计方案需同时满足公路和堤防设计规范要求，总体设计原则如下：

（1）环湖公路平面布线需与防洪大堤规划线位相协调，对于防洪大堤规划线形指标不满足公路路线设计规范的情况，应适当提高公路路线设计指标，公路路线的偏移方向应当为背离长荡湖水域方向，调整后的公路平面不得侵入规划防洪大堤内侧，不得压缩规划长荡湖水域面积。

（2）环湖公路路面设计高程应当满足防洪大堤规划堤顶高程的需要，路面高程无需设计过高，但应适当预留公路工后沉降的余地，确保工后沉降稳定后的路面高程能够满足防洪大堤规划堤顶高程的要求。

（4）环湖公路断面宽度在满足后期交通通行需求的前提下，还应满足不低于防洪大堤规划堤顶6m宽的要求。

（5）环湖公路路基迎水面的放坡及路基压实度，需同时满足公路和堤防设计规范要求，按两者之间规范标准较高的进行取值设计，确保强度、稳定性、耐久性、防洪抗渗性能能够达到相关要求。

（6）路堤结合段桥梁设计，桥梁跨径应满足入湖河道的规划宽度要求，梁底高程应按照长荡湖百年一遇最高水位控制，且均应满足洪评的相关要求。对于有通航等级要求的入湖河道，还应考虑通航净空，满足航评相关要求。

5  工程设计方案

5.1 路线平纵设计

路线的平面、纵断面设计应结合防洪大堤规划平面、规划堤顶高程以及沿线路网现状、地块景区规划、水利规划、工程经济等方面进行综合统筹考虑，使路线安全、生态、绿色、经济。

（1）平面设计

防洪大堤规划线形往往来说没有固定的线形指标要求，大堤的选线主要以满足防洪需要为主，因此，在尽量拟合防洪大堤规划线形的基础上，需结合公路路线设计规范对线形指标进行优化设计，平面调整应当向背离长荡湖水面方向偏移，不得侵入防洪大堤规划线形内。

长荡湖北路在考虑与防洪大堤共堤设置时，还需考虑利用现状X306拓宽改造。本工程北半幅为利用现状X306向南单侧拓宽改造，南半幅为结合规划防洪大堤新建。因此，平面设计时不但要考虑防洪大堤规划线形，同时还需尽量拟合现有老路线形，满足公路设计车速60km/h指标要求。在设计车速60km/h情况下，不设超高的最小圆曲线半径为1500m，故在北半幅现状X306圆曲线半径较小处与南半幅新建防洪大堤间形成月牙形区域，可建设景观休闲区、布置绿化或设置停车场。

（2）纵断面设计

环湖公路纵断面设计在满足设计速度、区域防洪、最小填土高度等规范要求下，还需满足防洪大堤规划堤顶高程。在纵断面设计时，应适当预留公路工后沉降的余地，确保工后沉降稳定后的路面高程能够满足防洪大堤规划堤顶高程的要求。

长荡湖北路纵断面设计主要受控于路线起点G233标高、终点S240标高、沿线现状及在建被交道路标高、现状X306老路标高、长荡湖防洪大堤堤坝顶标高5.28m、航道净空、最小路基填筑高度、原状软弱土临界填土高度、设计洪水位（百年一遇洪水位4.624m、50年一遇洪水位4.364m）等因素。采用一级公路设计标准，设计车速60km/h，具体设计原则如下：

1）区域防洪标准：路基边缘标高按不低于5.124m控制（50年一遇洪水位4.624m+0.5m）。

2）北半幅（X306改造段）：项目路为规划S240省道，防洪标准按百年一遇控制。现状X306路面标高最低点处为5.5m，满足百年一遇洪水位要求。因此，该段利用现状X306改造段一般路段以拟合老路标高，补强抬高为主。

3）南半幅（防洪大堤共堤新建段）：道路沉降量预留按防洪大堤堤高的5%控制，本项目沉降量按15cm预留；道路沉降稳定后路基边缘标高按不低于5.424m控制（防洪大堤堤顶高程不低于5.274m+沉降预留15cm）。

4）一般路段南半幅纵断面标高与北半幅纵断面标高高差按不大于30cm控制，中分带开口处，路面标高高差按不大于5cm控制，便于交叉口竖向设计，行车安全。

5）通航要求：满足方洛港（等外级）、新建河（等外级）通航要求，通航净空12×2.5m。

5.2 横断面设计

环湖公路断面宽度在满足长荡湖旅游度假区交通道路规划宽度前提下，还应满足不低于防洪大堤规划堤顶6m宽的要求。

长荡湖北路北半幅为利用现状X306向南单侧拓宽改造，南半幅为结合规划防洪大堤新建。全线采用设计车速60km/h的路线指标分幅设计，受北半幅老路平面线形限制，南北半幅路面间距会存在变化，可通过中分带宽度消化。长荡湖北路一般路段规划红线宽度为30m（月牙形区域最大红线宽度103m），为两块板断面，半幅路面宽度10m，中分带一般路段宽度10m。具体断面布置为：5.0m绿化带+2.5m硬路肩+2×3.5m行车道+0.5m路缘带+（10～83m）中分带+0.5m路缘带+2×3.5m行车道+2.5m硬路肩+5.0m绿化带。

图3长荡湖北路横断面布置图

5.3 路基设计

环湖公路路基迎水面的放坡及路基压实度，需同时满足公路和堤防设计规范要求，按两者之间规范标准较高的进行取值设计。

（1）路基边坡

公路一般路段路基高度H≤5.0m时，路基边坡坡率采用1:1.5，而根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）中7.5.1 条例要求：2级土堤的堤坡不宜陡于1：3。因此，对于环湖公路与防洪大堤共堤段，路基边坡按堤防设计规范高标准取值，路基两侧边坡坡率采用1：3。

（2）一般路基设计

1）填筑材料

①对于一级公路，道路路基采用6%灰土填筑；

②对于堤防，《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）中“7.2 筑堤材料与填筑标准”章节给予了明确：7.2.1 均质土堤的土料宜选用黏粒含量为10%～35%、塑性指数为7～20的黏性土且不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂质；填筑土料含水率与最优含水率的允许偏差为±3%。

本工程路基填筑材料需按照《公路路基设计规范》和《堤防工程设计规范》中的条款要求进行双控。综上所述，长荡湖北路与防洪大堤共堤路段的路基填筑材料采用6%灰土，能够同时满足环湖公路及防洪大堤的填筑要求。

2）填筑压实度标准

①长荡湖北路采用一级公路标准设计，根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）中“3.2.3 路床压实度要求”及“3.3.4 路堤压实度”等条款的要求，路基压实度应达到的要求详见下表：

表1路基压实度指标一览表

②根据长荡湖退田还湖规划，长荡湖环湖大堤工程等别为II等，按照《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）“7.2.4：2级和堤身高度不低于6m的3级堤防填筑标准压实度不应小于0.93”等条款的要求，长荡湖北路南半幅作为防洪大堤路基填筑压实度还需满足2级堤防不小于0.93的要求。

本工程路基压实度标准需按照《公路路基设计规范》和《堤防工程设计规范》中的条款要求进行双控，二者中取大值。综上所述，长荡湖北路与防洪大堤共堤路段的路基填筑压实度标准按照《公路路基设计规范》中一级公路条款进行控制。

5.4 路面设计

路堤填筑完成后，路面结构的设计主要以满足环湖公路交通通行使用需求为主。按照一级公路路面结构做法，采用沥青混凝土路面。长荡湖北路路面结构具体做法为：4.0cm改性沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-13）+8.0cm中粒式改性沥青混合料（AC-20C）+36cm水泥稳定碎石+20cm10%石灰土。

5.5 桥涵设计

（1）跨河桥梁

路堤结合段桥梁设计，桥梁跨径应满足入湖河道的规划宽度要求，对于水中落墩的桥梁，应结合洪评要求进行水域补偿，避免对入湖泄洪通道造成阻水，影响防洪排涝功能。桥梁梁底高程应按照长荡湖百年一遇最高水位进行控制，并应满足洪评的相关要求。对于有通航等级要求的入湖河道，还应考虑通航净空，满足航评相关要求。

（2）涵洞

待开发地块排水，近期考虑对地块内现有排水设施进行梳理优化，可在地块范围内按需新开挖排水沟，将地块雨水顺应地势走向就近排入周边入湖河道，路堤结合段上不设置穿堤圆管涵。

5.6 管线设计

市政管线主要包含污水管（含重力管和压力管）、雨水管、给水管、燃气管、信息管、供电管。地块的开发建设均位于防洪大堤外侧（背水面），从保障防洪大堤结构稳定性、抗渗性、防洪能力以及便于地块接入角度出发，管位的选择应优先考虑布置于防洪大堤外侧（背水面），原则上管线不得穿堤。雨水管道均就近排入沿线入湖河道，出水口管道均不得穿越防洪大堤。

6结语

通过对长荡湖防洪大堤规划、长荡湖旅游度假区路网规划、景区地块开发规划等上位规划的研究和分析，同时结合老路等沿线现状条件，提出了环湖公路（长荡湖北路）与防洪大堤共堤设置的总体思路。结合环湖公路以及防洪大堤各自的要求，对路堤结合段平面、纵断面、横断面、路基路面结构、桥涵及综合管线等方案进行了详细充分的考量和设计，可为今后类似工程设计起到一定的参考和借鉴作用。通过路堤结合，可以最大限度的节约土地资源，保护生态环境，满足城市建设中的防洪、交通、景观等方面的需求，真正体现了“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念，具有良好的社会、经济、生态效益，能够助力长荡湖旅游度假区高质量发展。

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