A5高速公路下穿初步.docx

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A5高速公路下穿初步

市A5高速公路下穿沪杭铁路立交桥工程

初步设计（修改）说明

一、设计依据

1、《市嘉金高速公路（A5）工程可行性研究评估报告》。

2、《关于A5（嘉金高速）公路工程可行性研究报告的批复》沪计城（2002）386号。

3、《市A5（嘉金）高速公路二期（北青公路~A4）初步设计》评审报告。

（工字2003-9-92号）

二、修改原因及容

1、由于世博会用地规划需要而引起的铁路西南区枢纽的调整，A5公路穿越沪杭铁路附近的规划铁路情况也有所变化，此次铁路规划调整，在既有沪杭铁路北侧，取消了原规划近期修建的电化复线，将电化复线改建在既有线位处。

铁路以北将无新的铁路线，铁路南侧规划预留了5条线路，其中紧靠既有沪杭铁路的是二条预留的新闵支线铁路，其余三条铁路线分别为预留沪杭铁路疏解线路和预留沪杭高速客运专线线位（双线），此三线均为高架线路。

在以上铁路线路调整的基础上，设计对原初步设计作了相应的修改，修改的容主要是纵断面的调整、铁路线位和铁路预留箱身结构位置的调整。

同时由于纵断面的调整，本段下穿沪杭铁路地道的设计围（即引道坞式结构围）由原初设的K35＋149.055~K35+756.064调整为K35＋161.438~K35+715.447。

2、根据“市A5（嘉金）高速公路二期（北青公路~A4）初步设计”评审报告进行修改，修改的容主要包括引道横断面的调整、箱身地基加固的修改及引道坞式结构抗浮桩的修改。

三、设计容

下穿铁路箱身结构（含洞身照明）、箱身两侧引道结构、排水泵站、铁路两侧铁路通信、信号、电力管线临时过渡。

不包括车新公路部分改道的拆除工程、车新公路立交泵房的拆除工程、引道照明及交通标志标线等系统工程。

四、设计规及主要技术标准

1、设计规

《铁路桥涵设计基本规》TB10002.1-99

《铁路桥梁钢结构设计规》TB10002.2-99

《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规》TB10002.3-99

《铁路桥涵地基和基础设计规》TB10002.5-99

铁道部工务局工桥（1998）2号文

《地基基础设计规》（）DGJ08-11-1999

《基坑工程设计规》（）DBJ08-61-97

《公路工程技术标准》JTJ001-97

《公路排水设计规》JTJ018-97

《铁路给水排水设计规》TB10010—98

《室外给水设计规》GBJ13—86（1997年版）

《室外排水设计规》GBJ14—87（1997年版）

《铁路电力设计规》TB10008—99

《电力工程电缆设计规》GB50217—94

《铁路通信设计规》TB10006—99

《铁路信号设计规》TB10007—99

《泵站设计规》GB/T50265-97

《建筑给水排水设计规》GBJ15-88

《建筑结构荷载规》GB50009－2001

《混凝土结构设计规》GB50010－2002

《砌体结构设计规》GB50003－2001

《建筑抗震设计规》GB50011－2001

2、技术标准

⑴道路等级高速公路

⑵计算行车速度V＝100km/h

⑶净高：

机动车道≥5.0m

⑷机动车道宽双向3×3.75m

⑸设计荷载：

铁路JQS标准活载

道路：

BZZ－100

⑹道路纵坡：

机动车道≤4.5%

⑺道路横坡：

≤2%

⑻平曲线段道路横向超高≤3％

五、概况

A5公路为市市域高速公路，计算行车速度100km/h，自嘉定区到金山区全长65Km。

该公路在距沪杭铁路K46＋487.59处穿越沪杭复线正线。

距既有下穿沪杭复线新车公路立交桥中线方向50m，A5公路在此路段与新车公路基本平行，A5公路中线与沪杭铁路法线交角22.8446°。

铁路上下行线线间距5m，线路为直线，且在0.03%的下坡道上。

六、地质概况

本次勘察表明，在所揭露深度40.00m围的地基土均属第四系沉积物。

地基土层的划分，主要根据土的结构特征以及土的物理力学性质指标等综合分析，共划分六个工程地质层及分属不同层次的亚层。

各土层特性与特征自上而下描述如下：

①层填土，属于Q43地质时代，层厚0.80～4.60m，层底标高2.12～-1.82m，结构松散，上部含植物根茎夹少量的碎砖、黑色有机质等杂填物，土质不匀。

②1层灰黄色粉质粘土，属于Q43地质时代，成因类型为滨海～河口，层厚0.70～0.80m，层底标高1.32～1.16m，湿，可塑，含铁锰质结核及氧铁斑点，土质较匀，属中压缩性土。

②2层兰灰-灰色粘土，属于Q43地质时代，成因类型为滨海～河口，层厚1.10～1.20m，层底标高0.12～0.06m，湿，可塑，含铁锰质氧化物锈斑，局部夹有少量的粉土微薄层，属高压缩性土。

③1-1层灰色粉质粘土，属于Q43地质时代，成因类型为滨海～河口，层厚2.00～2.40m，层底标高-1.88～-2.34m，湿，软塑，层夹有少量的粉土薄层，属高压缩性土。

③1-2层灰色粘土，属于Q41地质时代，成因类型为滨海～沼泽，层厚5.60～6.10m，层底标高-7.62～-7.98m，很湿，软塑，层见有少量黑色有机质并夹少量的粘性土薄层，属高压缩性土。

本层作为箱形桥持力层，地基土设计承载力为80Kpa。

⑤1-1层灰色粘土，属于Q41地质时代，成因类型为滨海～沼泽，层厚11.40～15.80m，层底标高-19.38～-23.74m，很湿，软塑，含半腐烂的植物根茎、灰白色泥质结核，局部夹少量的粉土微薄层，属高压缩性。

⑤1-2层灰色粉质粘土，属于Q41地质时代，成因类型为滨海～沼泽，层厚1.50～2.60m，层底标高-21.72～－25.74m，很湿，软塑，含半腐烂的植物根茎、灰白色泥质结核，局部夹少量的粉土微薄层，属中压缩性土。

⑥层暗绿-灰绿色粉质粘土，属于Q32地质时代，成因类型为河口～湖沼，层厚1.50～2.60m，层底标高-23.48～－24.32m，稍湿，可塑，含氧化物锈斑，偶夹钙质结核，局部为粘土，属中压缩性土。

⑦1层灰绿-草黄色砂质粉土，属于Q32地质时代，成因类型为河口～滨海，层厚3.90～4.50m，层底标高-27.98～－29.74m，饱和，中实，夹微薄层粘性土，含云母碎屑，土质不匀，属中压缩性土。

⑦2层草黄色粉砂，属于Q32地质时代，成因类型为河口～滨海，40.00m未穿，饱和，中实，夹薄层粘土，含云母碎屑，土质均匀，属中压缩性土。

地下水（潜水）：

该拟建场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水和地面蒸发。

在勘察施工期间，测得静止水位埋深0.50～0.60m之间，相应标高为2.06～2.28m。

根据本次勘察资料表明在拟建场地未发现有暗浜分布。

七、箱身及引道

1、纵坡设计

根据从铁路相关部门收集的铁路枢纽西南区规划图，A5公路穿越沪杭铁路处除既有的沪杭铁路复线外，在既有铁路的南侧还有规划中的数条铁路线：

由北向南依此为近期即将实施的规划新闵支线，规划新桥编组站配套的沪杭铁路疏解线和规划沪杭高速客运专线。

为上述铁路实施时预留条件，A5公路下穿立交桥工程将有以下控制点来控制道路标高。

1）由于铁路南侧近期即将实施的规划新闵支线（双线）离既有沪杭线下行线分别为12.8m及43.2m左右，该线轨顶标高约5.0m，（吴淞高程，以下同）。

A5公路下穿该铁路时，如采用砼梁铁路桥，则大大压低A5公路的路面标高，或抬高铁路轨面标高，但因该立交处离新桥站太近，抬高量大，将影响新桥站的使用，均将增加工程量，因此考虑采用框构桥（箱形桥）跨A5公路，为此该处的A5公路路面标高为5.0（轨顶标高）-0.176（60轨高）-0.8（道碴厚）-1（预留箱身顶板厚）-0.3（预留沉降量）-5（车道净高）=-2.276m）并由此来控制既有沪杭复线下A5公路的路面标高。

2）既有沪杭线上行轨顶高程为5.03m，下行线轨顶高程4.98m。

由于规划新闵支线的控制，经纵坡设计在原沪杭下行线下路面标高-2.601m。

经总体院据统筹考虑，在满足下穿立交控制点标高的情况下，设计本次初步设计（修改）的纵坡。

3）铁路北侧的松江区民益路，为区次干道，为保证该道路的使用，A5公路需上跨该道路，该道路路中标高为4.753m，净高需4.5m，采用梁高考虑1.2m，该处为控制铁路北侧A5公路纵坡设计。

4）既有铁路南侧，离沪杭线上行线约180m左右为规划沪杭疏解线，离沪杭线上行线约310m左右为规划沪杭高速客运专线，这些线路将来均考虑采用高架桥跨越，故对A5公路的路面标高要求为不高于原地面。

由以上控制点的要求和高速公路的线形要求对立交桥两侧A5公路进行纵坡设计。

既有铁路北侧引道纵坡取4.25%，既有铁路南侧引道纵坡取3.5％。

2、横断面设计

A5公路设计的标准横断面为双向六车道，路基全宽35m，其横断面布置为：

3.0m中央分隔带＋2×0.75m缘带＋2×11.25m机动车道＋2×3.0m紧急停车带（硬路肩）＋2×1.0m土路肩。

本段下穿沪杭铁路地道围坞式结构断面两侧各设3m硬路肩，取消1m的土路肩，断面总宽为33m。

箱身（含预留结构）围，不设硬路肩和土路肩，每个箱身设三个机动车道宽11.25m，两侧各设安全带宽0.5m（即C＝0.5m），路缘带宽0.75m。

每个箱身净宽13.75m，共2个箱身，箱身段道路横断面宽29.5m。

3、箱身设计

在穿越沪杭铁路立交处，根据横断面布置设2孔13.75m的箱身，箱身道路净高＞5m，并设2%的横坡，箱身长度按正交长14.2m（斜长为15.409m）设计，同时为降低箱身下基底应力，箱身两侧各带4.5m和4.1m（斜长）的开口U形槽，总长24.009m（斜长）。

桥位处铁路线间距5m，平面为直线。

线路法线与箱身中心线的夹角22.8446°。

由于基底土质较差，箱底采用高压旋喷桩加固地基。

箱身采用架设D24便梁防护，由南向北顶进施工，顶进工作坑用深层搅拌桩加固地基。

。

沪杭铁路南侧近期即将实施的规划新闵支线围的敞开段按箱形结构配筋设计，施工时同步建成箱身底板和部分边墙，以便新闵支线实施时，可在不破坏A5公路道路的情况下建成跨A5公路的箱形立交桥。

箱身照明布置：

箱身照明属三级负荷，照明采用隧道灯吸顶安装，光源采用70W高压钠灯，箱身照明电源由市电引入，箱身照明控制纳入市路灯系统。

4、引道设计

引道设计围为K35+161.438~K35+715.447。

南侧引道路面纵坡为3.5%；北侧引道路面纵坡4.25%；箱身围路面纵坡为0.3%。

引道平面南侧部分在R=1500m的曲线上，引道平面北侧部分在R=1220m的曲线上。

道路横断面直线设双向2%的横坡，平曲线段道路横断面沿道路中央分隔带设2%~-3%的超高。

U形引道挡墙均采用钢筋砼坞式结构。

南侧引道设16段U形挡墙，北侧引道设11段U形挡墙，每段挡墙长20m。

该结构抗浮设计采用φ60Cm钻孔灌注桩。

南侧引道部分位置与车新公路车道相重叠，此处车新公路应改道设计，此部分容不在本工程围。

5、引道排水系统

引道汇集的雨水由雨水井经过箱身底下连通管排入雨水总管，再由泵站排出。

八、泵站给排水

（一）设计围：

A5高速公路下穿沪杭铁路立交排水泵站给排水、消防设计。

既有的车新公路排水泵站拆除，车新公路雨水通过新设计的泵站排放。

本排水泵站主要排除A5高速公路下穿铁路立交桥两端引道雨水和引道两侧挡墙的雨水、地下渗漏水以及既有车新公路雨水。

（二）排水泵站设计：

1、暴雨强度公式及设计参数：

（1）暴雨强度公式：

q=5544（P0.3-0.42）/（t+10+7lgP）0.82+0.07lgP

（2）暴雨重现期：

p=3年

（3）综合径流系数：

Ψ=0.9

（4）设计降雨历时按t=5min计

2、泵站选址：

泵站位于立交桥西北侧。

3、泵站规模：

A5高速公路立交围雨水量为1590l/s,地下渗水量为16l/s,计算排水量为1606l/s,设计排水能力为1927l/s（6938m3/h）；既有的车新公路排水泵站设计排水能力为1250l/s（4500m3/h）,故新建排水泵站的设计排水能力为3177l/s（11438m3/h）。

排水泵井选用500QH-35D（安装角度+2°，Q=594.1l/s,H=12.23m,N=110kw）型潜水混流泵两台，600QH-35（安装角度-4°,Q=1022l/s,H=12.26m,N=185kw）型潜水混流泵两台，潜水混流泵具有噪音低、效率高、安装方便、投资预算少等优势。

隔栅设备采用的是GH2400型回转式隔栅除污机，电机功率为3.0kw，安装角度为80度，栅条间隙宽度80mm。

本次设计选用了MDI5-12D型电动葫芦（启重量5吨,启升高度12米,功率8.3kw）,便于水泵安装及检修时的需要。

排水泵井采用圆形钢筋混凝土结构，直径12m，深11m。

4、闸槽井:

根据《室外排水设计规》GBJ14-87（1997年版）第4.2.4条,“泵房集水池前应设置闸门或闸槽”，所以立交桥引道上的雨水汇入桥梁专业集水井，后排入设置在泵房集水池前的闸槽井。

本工程设置的闸槽井，尺寸为L×B×H=4.3×2.5×10.2m,并配置手电两用式启闭机和DN1800铸铁镶铜闸门。

5、出水井：

本工程排水提升后以重力流排出，排入附近河塘中，根据出水管布置工艺要求，出水井的尺寸为L×B×H=9.8×3.0×3.3m。

6、进出站管线：

进水管是管径为1800mm的钢筋混凝土管，做钢筋混凝土坞帮加固；泵站扬水管采用的是管径为2000mm的钢筋混凝土管，就近排入附近塘中。

九、泵站房建

1、设计容

（1）φ12m深11.50m的排水泵井一座，上有泵房164.87m2

（2）根据电力配套要求设有变电所一座，建筑面积为93.44m2

（3）4.0m宽围墙钢大门

（4）泵房花市围墙（下为实体，上为铁栅栏）

（5）砼路面通站道路

（6）给排水配套的闸槽井及出水井各一座

（7）绿化等配套工程

2、结构形式

地面泵房采用砼小型空心砌块的混合结构，屋面采用现浇钢筋砼板，钢筋砼形基础。

泵井及闸槽井为沉井结构

变电所亦采用砼小型空心砌块混合结构，屋面采用现浇钢筋砼板，钢筋砼条形基础。

3、装修标准

变电所的门窗采用变压器室专用钢门窗，其他房屋的门窗采用塑钢窗及木门。

墙面拌灰刷涂料，外墙大部分采用拌灰刷涂料，泵房外贴面砖。

地面大部分为砼地面，水泥砂面层。

卫生间为防滑地砖，墙面用瓷砖面层。

十、泵站电气设计

1、负荷估算及负荷等级

设备总容量615KW

计算负荷有功功率443.88KW

无功功率178.54KW

视功功率478KVA

选变压器容量为630KVA

高压器负荷率为76％

2、供电设计

排水泵站设变电所一座，变电所设两台630KVA干式变压器，采用两路10KV高压电源供电。

两路电源由市供电局引接，均采用电缆引入。

两路电源均为高供高量，各设三台高压开关柜，低压配电室各设表计屏1台。

3、泵房配电

泵房负荷由两路低压电源各带一半负荷，两路低压电源分别由变电所低压配电柜引接。

泵房配电柜落地安装，动力配线采用交联聚乙烯电缆穿管敷设，排水泵采用软起动方式，以减少对电网冲击，排水泵根据水位可自动控制，也可手动控制。

十一、铁路通信、信号、电力外线的拆迁及过渡

1、通信

经现场查勘，在沪杭铁路复线下行线路基左侧边坡埋有铁通公司12和60芯、联通公司24芯、广电局28芯长途光缆共4条，沪杭铁路区段通信7×4对称电缆1条，新建立交桥施工影响，必须作割接拆迁。

2、信号

1）沪杭线下K46＋488位于桥~松江区间的信号电缆属于新桥SIJG、XILQG、下穿立交桥施工影响自闭电缆3根，站间联系电缆1根，立交桥施工前把电缆截断，用新HF盒接短电缆，用槽钢防护放置在便梁上，不影响桥梁施工。

2）立交桥施工完毕后，自闭电缆从F－3、4换700m，联系电缆换800m。

3、电力外线

新建立交引起10KV贯通线，自闭线迁移，拆除“贯通31”长杆，异地重建“贯通31”，施工时新建“贯31”与原“贯32”之间采用高压电缆连接，拆除“闭153”，异地重建“闭153”，施工时新建“闭153”与原“闭154”之间采用高压电缆连接，待施工完毕，拆除高压电缆，恢复高压架空线。

十二、箱身及引道施工方法

立交箱身采用预制顶进施工法，预制工作坑设在铁路南侧，采用D24m便梁防护线路。

由于顶进箱身与线路斜交，箱身净宽尺寸接近D24m便梁使用的极限。

为了保证顶进施工的安全采取以下措施来保证。

1）对预制工作坑基础进行加固，放缓路基侧的工作坑边坡，防止路基下卧层发生滑移。

2）工作坑开挖采用SMW工法构筑的大型支撑体系，既保证了邻侧车新公路立交引道挡墙的安全，也减少了铁路侧路基的暴露长度。

3）箱身顶进施工步骤如下所有箱身及支墩下均先采用高压旋喷桩进行土体加固，高压旋喷桩施工采用D24便梁防护，便梁底下开挖2.5m深的操作空间，在高压旋喷作施工完成后再进行箱身的顶进施工。

将预制的Lo＝2m的临时小箱身顶入路基作为一个便梁支墩，此临时小箱身可与Lo＝13.75m箱身等高，然后再制作一个普通的便梁支墩，架好D24型便梁，（便梁纵梁错开一~二档架设）将Lo＝13.75m箱身紧靠临时小箱身顶入路基。

在顶完一个箱身后，将D24型便梁一端架设在就位后的Lo＝13.75m箱身上，再顶另一孔箱身。

箱身顶完后，将临时小箱身填实，然后再施工两侧U槽。

4）引道施工深基坑同样采用SMW工法作为基坑围护，U槽底板下设φ60钻孔桩。

引道基坑挖深小于4m的用钢板桩围护。

5）沪杭铁路南侧规划新闵支线的预留箱身本次建成底板和部分边墙，待今后规划新闵支线实施时接高边墙，浇筑顶板，此时施工每个箱身需临时占用一个车道。

十三、概算编制

（一）编制围

1、新建2－13.75m箱形桥及箱身照明、泵站，铁路通信、信号、电力拆迁过渡。

（采用铁路定额）。

2、两侧引道。

（采用公路定额）。

（二）编制依据

1、铁路定额编制

（1）铁建管（1998）115号文发布的《铁路基本建设工程设计概算编制办法》的通知。

（2）站前工程采用现行《铁路工程预算定额》，站后工程采用现行《铁路工程概算定额》。

（3）铁建设（2000）80号关于《调整铁路工程建设管理费用标准》的通知。

（4）铁设（2002）101号关于《调整铁路工程施工监理费标准》的通知。

（5）上铁办发（2001）249号关于《铁路局加强营业线施工安全管理实施细则》的通知。

（6）材料采用铁建（2001）28号文公布的《铁路工程建设材料预算价》。

当地料采用2000年局分局设计用价。

（7）机械台班费采用铁建（1997）55号文公布的《铁路工程施工机械台班费用定额》。

（8）设备购置费采用铁建（1998）14号文公布的《铁路工程建设设备预算价格》。

2、公路和定额编制

（1）交工发（1992）65号文发布的《公路工程概算、预算定额》。

（2）沪公路额（2003）01号发布的《市公路工程概算、预算定额2003年第一季度材料价格、机械台班价格》。

（3）交工路发（1996）612号发布的《公路基本建设工程概算、预算编制办法》。

（4）《市市政工程预算定额》（1993年）。

（5）《市市政工程综合预算定额》（1993年）。

（6）市公路人工工资标准为16.96元／工日。

（三）工程建设其他费用

（1）铁路定额编制

1、建设单位管理费按第二至第十章费用总额为计算基数，500万元及以为1.2％，501~1000万元为1.0％，1001~5000万元为0.82％。

2、工程监理费按第二至第九章建安工程费总额为计算基数，500万元及以为2.5％，501~1000万元为2.5％~2.0％，1001~5000万元为2.0％~1.7％。

3、安全监督检查配合费用按上铁办发（2001）249号关于《铁路局加强营业线施工安全管理实施细则》的通知执行。

4、设计费按计价格（2002）10号文国家计委、建设部发布的《工程勘察设计收费管理规定》的通知执行。

5、施工机构调遣费按第二至第九章建安工程费的1.0％计列。

6、基本预备费按第一至第十一费用总额的5％计列。

（2）公路定额编制

1、设计费按计价格（2002）10号国家计委、建设部发布的《工程勘察设计收费管理规定》的通知执行。

（四）其他几点说明

1、铁路运输损失费：

由于顶进箱身施工时需要封锁线路和列车慢行，影响铁路正常运输，从而造成运输损失，该项费用估列315万元，具体情况请建设单位与铁路分局协商确定。

2、本概算中计列立交桥建成后箱身交付铁路的代养护费及立交桥占用铁路土地使用费。

其中代养护费为15.38万元，土地使用费为4.61万元。

3、本段下穿沪杭铁路立交桥的概算另见概算总册文本。