海南省海口站站前出口路工程地质评价及道路工程设计

XXVI海南省海口站站前出口路工程地质评价及道路工程设计前言海南西环快速铁路目前已开工建设，新建线路自海口站沿海南西海岸至目前已开通的东环线三亚站，共16个站，正线全长345千米，项目投资总额267.8亿元，速度目标值为200千米/h，预留时速为250千米/h；建成后将与东环铁路共同构成环岛旅游观光快速铁路。福山站建设标准为国家1级、双线，由铁道部和海南省出资合作建设。福山站为从北至南的第3站。场地地貌单元属火山台地地貌，地形起伏不大，总体呈南高北低趋势，均由山包往两条南北向的冲沟逐渐降低，呈波浪形。地面标高41～80m，相对高差10～40m。场地内植被较发育，多为旱地、水田、苗圃、少量乔木林等。区内有通往在建福山车站的施工便道和乡村土路，交通较为便利。海口地区位于华南褶皱系五指山褶皱带，位于文教——王五断裂之北，经历了加里东、海西、印支、燕山和喜马拉雅等构造运动，新生代以来接受了深厚的沉积，松散层巨厚，而新生代经历了多期次的火山喷发或喷溢作用。构造形迹主要由东西方向及北西方向组成。场地周边的主要断裂有F1断裂。

工程地质勘察勘察工作量为保证勘察工作达到优良级目标，组建了以工程负责人为主要质量责任人的全面质量管理小组，实行项目负责制，开展了勘察全过程的质量管理活动，对原始资料进行了100％的自检和互检。野外工作中，公司派人到现场进行抽检验收活动，确保了野外原始资料的准确性。本项目见图2-1所示。图2-1工程地质勘察项目序号工作内容单位详勘备注1地质调绘1：1000工程地质调绘km20.882地质勘探孔位测放孔42钻孔布置方案调整，钻孔数量调整为40孔钻探m/孔509.8/40原ZK-26号孔（K1+200右15）布置在陡坡上，无法架设钻机，故将该孔位置向小里程方向做了调整3室内试验常规土工试验组33自由膨胀率试验组16土质腐蚀性试验组9水质简分析组44原位测试标准贯入试验次675地下水位观测次40场地工程地质条件分析场地位置及地形地貌地形起伏不大，总体呈南高北低趋势，均由山包往两条南北向的冲沟逐渐降低，呈波浪形。地面标高41～80m，相对高差10～40m。场地内植被较发育，多为旱地、水田、苗圃、少量乔木林等。区内有通往在建福山车站的施工便道和乡村土路，交通较为便利。地层结构及岩性特征根据沿线地质调绘、钻孔揭示及周边工程的地勘资料，下伏地层为下更新统喷发玄武岩（Q1β）以及下更新统海积层（Q1m）黏土、粉细砂，上第三系海口组（N2h）粉质黏土REF_Ref1681\w\h错误!未找到引用源。。现将各层岩土根据地层年代由新到老分述如下：（1）第四系人工填土（Q4ml）人工填土（Q4ml）：杂色，松散～稍密，稍湿-潮湿REF_Ref2599\w\h错误!未找到引用源。。土质成分不均，主要由粉质黏土、碎石、粗砾砂等组成，主要分布于既有碎石路基和因修建福山车站房建工程而设置的弃土场内，钻探揭露人工填土最大厚度15.8m，属Ⅰ级松土REF_Ref2599\w\h错误!未找到引用源。。1）第四系全新统坡洪积层（Q4dl+pl）：主要分布于低洼沟槽内，主要岩性为灰褐REF_Ref2599\w\h错误!未找到引用源。。灰黄色粉质黏土，软塑～硬塑，为新近沉积土。①粉质黏土（Q4dl+pl）：红褐色、褐灰色，软塑状，主要成分以黏粒为主，含少量有机质。主要分布于沟底水田表层，厚0～0.5m，属Ⅰ级松土。②粉质黏土（Q4dl+pl）：红褐色、灰黄色，硬塑状，土质成分不均，主要以黏粒为主，切面稍粗糙，干强度中等，韧性中等，含少量植物根系，本层主要分布于斜坡坡脚及洼地内，层厚1～3m，属Ⅱ级普通土。）第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）：分布于全线范围，主要岩性为褐黄REF_Ref4045\w\h错误!未找到引用源。。褐红色黏土，为新近沉积土。①黏土（膨胀土）（Q4dl+el）：红褐色，软塑状，土质不均匀，属Ⅰ级松土。②黏土（膨胀土）（Q4dl+el）：红褐色、黄褐色，硬塑状，土质较均匀，局部含5%~15%的细角砾，角砾成份为全~强风化玄武岩。富含亲水性矿物，遇水易崩解、软化，失水收缩、开裂，自由膨胀率Fs=48～67%，塑性指数IP=20.7～31.3，具弱～中等膨胀性（按《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011第8.3.4划分），厚1.6～10.9m，分布于全场地表层，属Ⅱ级普通土。4）第四系下更新统喷出玄武岩（Q1β）：分布于路线范围内，主要岩性为灰黑色、青灰色、黄褐色玄武岩。①全风化玄武岩（Q1β）：黄褐色，原岩结构已基本破坏，岩体多数已风化成粉质黏土，且具有弱～中等膨胀性，自由膨胀率Fs=22～72%，塑性指数IP=14～29.3，厚2～20m不等，岩芯取出呈土柱状，分布于场地大部表层黏土之下，属Ⅲ级硬土。②强风化玄武岩（Q1β）：褐色、黄褐色，原岩结构大部分已发生破坏，但气孔结构仍清晰可见，岩石风化成半岩半土状，厚0～6m，岩芯多呈碎块状，呈透镜体状分布，属Ⅳ级软石。）第四系下更新统秀英组海积层（Q1m）：埋藏在第四系下更新统喷出玄武岩地层之下，岩性为黏土、粉砂。①黏土（膨胀土）（Q1m）：褐灰色、红褐色，硬塑状，富含亲水性矿物，主要成分以黏粒为主，土质较均匀，粘性较好，含少量粉细砂，遇水易崩解、软化，失水收缩、开裂，具弱膨胀性，自由膨胀率Fs=48～55%，塑性指数IP=20.5～33，厚度大于10m，属Ⅱ级普通土。②粉细砂（Q1m）：灰黄色、黄褐色，稍湿～饱和，中密，砂质不纯，含约10%～30%的黏土，厚0～8m不等，呈透镜体状分布，属Ⅰ级松土。（2）上第三系海口组（N2h）在全线多数第四系松散地层之下隐伏着数十米厚的上第三系海口组松散或弱固结半成岩地层，岩性为青灰、灰绿、灰黑色粉质黏土，局部夹细砂、中粗砂等。底层层次在空间上变化较大，层厚大，岩性较稳定。粉质黏土（N2h）：灰色、深灰色，硬塑，局部呈硬可塑状，土质较均匀，局部夹较多粉粒、砂粒，捻搓有砂感，切面较光滑，干强度及韧性中等，多数钻孔未揭穿该层。属Ⅱ级普通土。

路基、路面设计路基设计一般路基设计路基范围内的树木、灌木丛等均应在施工前砍伐，并将路基范围内的树木、灌木丛树根等挖除REF_Ref21262\w\h错误!未找到引用源。；清除地面表层的种植土、树根等30cm或以上，直到种植土树根等清除干净，并应先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施；在农田、水塘、鱼塘、虾塘等不良地质路段，根据特殊路基设计图纸，对路基范围内进行相应的特殊路基处理REF_Ref27038\w\h错误!未找到引用源。。预先应做好房屋的拆迁等方面工作。特殊路基设计本工程所经区域大部分地质条件良好，因此对路基填土等没有特别要求，按常规划进行设计。但道路沿线经过铁路弃渣场、耕地及部分地质较差路段，为保证道路路基安全稳定，要进行适当处理，处理方案如下：K0+100~K0+320、K0+800~K1+020、K1+500~K1+620为挖方膨胀土路段，通过超挖0.8米并回填80cm砂砾石（详见特殊路基设计图）；K0+500~K0+600、K1+220~K1+250沿线局部地段为水田，水田表层分布有软塑状的粉质粘土，层厚0～0.5m不等。松软土土质不均，含水量高，物理力学性质较差，本次设计路堤超挖至0.8m深度并换填厚50cm砂砾石（详见特殊路基设计图）；K1+080~K1+211为人工填土路段，本次设计通过超挖200cm换填合格路基土，并对基地强夯（详见特殊路基设计图）。土方路堤的填筑设计不得使用腐植土、生活垃圾土、淤泥土。根据地勘报告：“膨胀土：道路全线范围内下更新统喷发玄武岩<4-1>全风化玄武岩及第四系全新统坡残积层黏土具有膨胀性，厚3～20m不等，自由膨胀率Fs=28～62%，为弱～中等膨胀土；此外，段内下更新统海积层黏土<5-1>具有弱膨胀性，厚10～22m，自由膨胀率Fs=22～58%。”结合地勘报告，本项目大部分挖方均为弱性膨胀土，使得设计上的利用土方不能直接利用，将会产生大量的借方和弃方，增加较大的建设成本，通过对比分析，我们对填料进行改良。具体方法如下：利用石灰、水泥等其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，降低膨胀土的胀缩性，增加强度和提高水稳定性REF_Ref27773\w\h错误!未找到引用源。。本项目推荐掺入石灰（一般按5%—7%的比例用量）是由于膨胀土中加入石灰后，由于石灰水化产生大量钙离子，与膨胀土中的蒙脱石、伊利石等矿物层起吸附水作用，同时也把大量钙离子和溶液中析出的Ca（OH）2粒子吸附到其颗粒周围，这些作用形成石灰的水化物在膨胀土矿物颗粒表面聚集，经硬化结晶，形成一种防止膨胀颗粒内水外散和外水内侵的固化层。其结果将使膨胀土减弱亲水性，从而降低膨胀土的液限含水量REF_Ref1681\w\h错误!未找到引用源。。增大了膨胀土的塑限和抗剪强度。改良处理后路基土胀缩总率不得超过0.7%方可充当路基填料REF_Ref5711\w\h错误!未找到引用源。。路基压实及填料设计由于道路沿线存在有膨胀土（具弱～中等膨胀性），因此压实度提高一个等级。详见表3-1：表3-1压实度项目分类路面结构层底面以下深度（cm）填料最小强度（CBR）（％）压实度（重型）（％）填方路堤上路床0～30695下路床30～80495上路堤80～150393下路堤150以下292零填及路堑路床0～30695路床填料最大粒径应小于10cm，路床顶面横坡应与路拱横坡一致REF_Ref27773\w\h错误!未找到引用源。。行车道土基回弹模量值应大于30MPa，不能满足要求时应采取措施提高REF_Ref26751\w\h错误!未找到引用源。。清除路堤基底的有机土、种植土，平整后按有关规定要求压实。路基基底原状土的强度不符合要求时，应进行换填，换填深度一般按不小于50cm（特殊情况下参建各方现场协商处理）并予以分层压实，压实度见列表要求；当路堤填土高度小于路床顶面以下80cm时，基底的压实度不宜小于路床的压实度标准。路基填土应选用优质填料（如粗粒土、低膨胀性土等），不得使用腐植土、生活垃圾土、淤泥土。路基防护设计另外为了衔接起点公路、周边地块开发以及火车站地块，出现两段高填方，为了保证路基的稳定性，对相应边坡进行二级边坡设计，采用拱形骨架植草灌防护。第一级边坡坡率采用1：1.5，第二级边坡坡率采用1：1.75，第一级边坡高度为8米。附属工程设计结合当地施工技术和无障碍设计本次对附属工程的选材如下。1、路缘石选用C30水泥混凝土预制，规格为12×35×99cm，路缘石外露高度为15cm，抗压强度不低于30Mpa。靠背采用C15细石混凝土REF_Ref25066\w\h错误!未找到引用源。。平石选用C30水泥混凝土预制，规格为12×30×49cm，抗压强度不低于30Mpa。3、人行道外侧的侧边石选用C30水泥混凝土预制，规格10×20×49cm，抗压强度不低于30Mpa。4、树池石选用烧面芝麻黑花岗石，规格为15×30×75cm，抗压强度不低于30Mpa。路面结构设计（1）机动车道路面结构本次路面设计荷载采用标准轴载BZZ-100，路面基层材料采用级配碎石+水泥稳定碎石，面层采用沥青混凝土，路面设计使用年限为15年REF_Ref2599\w\h错误!未找到引用源。。具体如下表：表3-2机动车道路面结构组合表路面结构组合厚度（cm）上面层（4cmAC-13C型细粒式沥青砼）4下面层（6cmAC-20C型中粒式沥青砼）65.5%水泥稳定碎石上基层32级配碎石下基层20总厚度62（2）人行道路面结构表3-3人行道结构组合表路面结构组合厚度（cm）30x60x3火山岩3M10水泥砂浆310cmC20砼10级配碎石基层15总厚度31路面排水设计并且在凹形竖曲线、交叉口等特殊位置增设雨水集水井以加强路面水的排出。无障碍设施及横过街设计表3-4无障碍设施及横过街设计项目序号设施设计1本工程无障碍设置在道路路段人行道、沿线地方道路出入口、交叉口等设施处，满足视力残疾者与肢体残疾者以及体弱老人、儿童等利用道路交通设施出行的需要。2在道路路段上铺设视力残疾者行进盲道，以引导视力残疾者利用脚底的触感行走。行进盲道在路段上连续铺设，无障碍盲道铺设位置一般距绿化带或行道树树穴0.25～0.3m，行进盲道宽度0.25～0.3m。3行进盲道转折处设提示盲道，盲道的颜色为中黄色。盲道应连续，中途不得有电线杆、拉线、树木等障碍物，并避开井盖铺设。对于确实全在的障碍物，或可能引起视残者危险的物体，采用提示盲道圈围，以提醒视残者绕开。4道路交叉口人行道在对应人行横道线的路缘石部位设置缘石坡道，其中单面坡缘石坡度为1：20，三面坡缘石坡道坡度为1：12。5坡道下出口高出车行道的地面不得大于2cm，交叉口人行道横道线贯通道路两侧，经过道路分隔带处压低高度，满足轮椅车通道行。6在交叉口处设置提示盲道，提示盲道与人行道的行进盲道连接。

平面和断面设计平面设计该道路正在施工，该道路起点桩号K0+000，坐标X=199042.982，Y=151205.675。东至规划四号路，终点桩号K1+654.727，坐标X=199295.707，Y=152835.562，分别与福桥公路、规划一号路、规划二号路、广场入口、广场出口、规划三号路、规划四号路相交，设计道路全长1651.727米。道路为城市次干路，设计车速30km/h，红线宽度为30米。本次设计路线仅有一处圆曲线，半径为315米。主要控制点为起点位置处与福桥公路交叉口、福山火车站站点以及修规中的控制点。道路沿线范围内有高铁基本设施用地，大部分为农业生产用地和农村居民点，道路沿线现状范围内没有给排水、电力、电讯、燃气、热力等管线。为了保证交通安全、快速运行，本次设计对本路与福桥公路交叉口进行渠化。增加右转车道。本次公交车停靠站按港湾式来设计，均设于路口的出口方向，全线共设港湾式公交车停靠站4处。本项目采用海南平面坐标系，国家85高程。纵断面设计结合修规的竖向规划，并与修规协调沟通，对拟建道路进行了纵断面的设计。本次纵断面设计主要受起点福桥公路交叉口处以及福山站点控制。图4-1控制点布置图表4-1控制点高程与实际设计高程一览表控制点序号控制点1控制点2控制点3控制点高程71.79（福桥公路设计标高61.91（规划一号路设计标高）59.15（站前广场设计标高）路面设计高程71.7961.91158.546以上路面设计标高与规划控制标高之间的差异，已经与规划主管部门沟通协商，达到共识和一致。西环高铁福山站站前出口路全线共设置4个变坡点，最大纵坡为2.492%，最小纵坡为0.3%。最小坡长210米，竖曲线最小半径为2870.15米，竖曲线长度最小值为100米，以上指标均能满足规范要求。竖曲线未落在交叉口范围内。公交停靠站设计本项目设置了4处公交站台，均为港湾式站台，站台长度为30米，宽1.5米，均满足规范要求。横断面设计本项目其规划为城市次干路，考虑道路两侧现状和近远期结合，本次道路横断面设计为：道路路幅宽度30ｍ，断面布置为单幅路的横断面形式；其路幅组成为：30米（路幅）＝5米（人行道）+20米（机非混行车道）+5米（人行道）。车道坡度为1.5%，坡向道路外侧；人行道采用1.5%直线坡，坡向道路中心线。电信电缆沟、燃气管道位于道路北侧的人行道下，分别离道路中心线14米、12米，污水管道位于道路北侧的机动车道下，离道路中心线8米。其中燃气管道本次只是预留管位，不在本次设计范围内。交叉口设计本项目西起福桥公路（正在施工），东至规划四号路，途中与规划一号路（规划新建道路）、规划二号路（规划新建道路）、火车站进口、火车站出口、规划三号路（规划新建道路）相交。表4-2道路平面交叉一览表序号道路名称道路宽度设计速度道路性质平交型式及渠化方式及交通管理方式1福桥公路25m60km/h一级公路（正在施工）T交通导流岛/设置交通信号灯2规划一号路24m30km/h次干道（规划路）T顺接/预留交通信号灯位置3规划二号路24m30km/h次干道（规划路）T顺接/预留交通信号灯位置4火车站进口15m20km/h支路（与本路同时实施）T顺接/设置交通信号灯5火车站出口15m20km/h支路（与本路同时实施）T顺接6规划三号路24m30km/h次干道（规划路）T顺接/预留交通信号灯位置7规划四号路24m30km/h次干道（规划路）T顺接/预留交通信号灯位置施工设计级配碎石级配碎石的颗粒组成和塑性指数应符合下表5-1要求：表5-1级配碎石的颗粒组成和塑性指数通过下列方孔筛（mm）的质量百分率（%）液限（%）塑性指数37.531.5199.54.752.360.60.07585～10069～8840～6519～4310～308～256～180～10＜28＜6水泥稳定碎石水泥稳定类基层表5-2。表5-2水泥稳定类基层标准表通过下列方筛孔（mm）的质量百分率（%）筛孔尺寸31.519.09.504.752.360.60.075基层10068～8638～5822～3216～288～150～3沥青上面层基质沥青必须符合表5-3。表5-3上面层基质沥青标准表指标单位要求试验方法针入度（25°，5s，100g）0.1mm60~80T0604针入度指数PI-1.8~+1.0T0604软化点（R&B）不小于°C46T060660°C动力粘度不小于Pa.s/10°C延度不小于cm15T060515°C延度不小于cm100T0605蜡含量（蒸馏法）不大于％3.0T0615闪点不小于°C260T0611溶解度不小于％99.5T0607密度（15°C）g/cm3实测记录T0603TFOT后质量变化不大于％±0.8T0610或T0609残留针入度比（25°C）不小于％58T0604残留延度（10°C）不小于cm4T0605粗集料粗集料的粒径规格符合要求见表5-4。表5-4粗集料的粒径规格要求沥青混凝土种类技术项目技术指标沥青混凝土石料压碎值不大于（%）26洛杉矶磨耗损不大于（%）28吸水率不大于（%）2.0坚固性不大于（%）12针片状颗粒含量不大于（%）15水洗法<0.075mm颗粒含量不大于（%）1三个破碎面以上碎石含量不小于（%）90细集料面层的细集料其规格如表5-5：表5-5面层的细集料规格方孔筛（mm）通过各筛孔的质量百分率（%）粗砂中砂细砂9.51001001004.7590-10090-10090-1002.3665-9575-9085-1001.1835-6550-9075-1000.615-3030-6060-840.35-208-3015-450.150-100-100-100.0750-50-50-5矿粉沥青混合料的填料宜采用石灰岩石料经磨细的矿粉，质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004），回收粉尘不得再利用REF_Ref22901\w\h错误!未找到引用源。。沥青砼下面层采用A级70号道路石油沥青，技术标准必须符合表1-11的要求REF_Ref4774\w\h错误!未找到引用源。。水泥表5-6水泥规格指标技术要求表观相对密度不小于2.45坚固性（>0.3mm含量）不大于（%）-含泥量（小于0.075mm的含量）不大于（%）5砂当量不小于（%）50亚甲蓝值不大于（g/Kg）-棱角性（流动时间）不小于（s）-按要求设置水泥，达到规范规定的时间要求方可使用。稀浆封层稀浆封层施工前，要保证顶表面清洁，矿料要求干燥REF_Ref27038\w\h错误!未找到引用源。。天然气管道迁移经过前期协调，道路路线与天燃气管道相交的解决方案已由中海油公司进行专项改线设计，总体思路是将相应段的天燃气管道移至道路边坡坡脚边线10米处，穿过道路路段采用管道保护。图5-1天燃气管道改迁平面示意图施工要点（1）施工前的准备工作1）施工单位应根据设计文件和设计交底内容，进行现场调查和核对REF_Ref5348\w\h错误!未找到引用源。。2）按相应的施工规范规定进行控制测量，复测平面及高程控制桩。据此测出相应道路中心，路面宽度及纵横高程等样桩。3）有碍施工的建筑物，管线等，该拆除的均应拆迁完毕，不能拆迁的应作好保护工作。4）应沿道路路基边界作好排水措施，场地内水系应采取临时排水措施加以沟通，以保证施工期场地雨水排放，避免施工期场地积水。（2）平面及纵断与设计文件比较，如发现现状与设计不符需立即通知业主和设计单位，确保道路、管线衔接准确无物。路基施工要点见表5-7。表5-7施工要点项目序号项目注意事项1对于设计范围内填方路基，施工前应清除地表杂填土、耕作土、草皮、树根、淤泥、垃圾等，地面横坡大于1：5时，应挖成宽度不小于2.0米的台阶，台阶表面作向内倾的2%的横坡。2路基回填禁止采用泥炭、淤泥、冻土、有机质土、强膨胀土等不适于用作路基填料的土，需采用符合表2要求的细粒土或粗粒土回填，宜优先采用粗粒土