1 项目背景
拟建工程位于宿州市埇桥区，穿越京台高速，路线全长约3.5km。
主要功能定位：
（1）本项目与片区内其它主干路共同组成区域主干路网，起到联系城市各功能区与交通集散的作用，促进片区的发展。
（2）向西打通断头路，形成城区内一条重要的东西向主干路；
2 建设条件
2.1 高速现状介绍
现状G3京台高速2003年建成通车，为双向四车道高速公路，设计速度为120km/h。
（1）现状高速平面
交叉路段高速与本项目平面线形均为直线，交角67.8°。
（2）现状高速实测高程
现状高速平均填土高度约3.5m，交叉路段拟合实测高程后的高速纵坡较为平缓。
（3）高速横断面
现状高速路基宽28米，双向四车道。远期改扩建后路基宽度42米，双向八车道。本项目所在路段高速暂无改扩建计划。
（4）其它附属设施
交叉位置高速前后有现状构造物及交安、信控设施，此外现状高速既有管线有中分带通信管线5孔、外侧监控管线1孔。
路线交叉处现状有1-4.5x3.5m箱型通道，高速排水边沟在此断开，向两侧排水。
2.2 下穿京台高速设计方案比选
因项目所在区域地势平坦、高速路基填高3.5m，考虑节省工程造价，充分发挥社会和经济效益，采用下穿高速方案。
常见的下穿方案有高速公路“路改桥”、下穿框架通道两种，本次进行详细阐述。
（1）高速“路改桥”
所谓的“路改桥”就是将下穿位置的既有高速路基挖除改建为桥梁，新建的市政道路从桥下穿行。通常采用半幅封闭施工、半幅导改通行或修建临时保通道路的高速保通方案，总体施工步骤如下：
①对既有高速进行交通导改，将半幅交通流导引至另半幅或临时保通道路；
②采取适当的支护措施并进行高速“路改桥”施工，至桥面全部完成具备通车条件；
③导改恢复高速既有交通、解除交通管制，开挖桥下路基，进行下穿段的市政道路施工，并对外露桥墩部分进行修饰美化。
（2）下穿框架通道
该方案通过设框架涵实现市政道路下穿高速公路，本文提出如下方案综合比选。
①明挖施工。该方案采用钢筋混凝土现浇框架结构，明挖施工与“路改桥”中的半幅施工、半幅通行及修建临时保通道路、半幅保通异曲同工。但相较于“路改桥”方案，框架结构的工程造价高、施工周期长，且会对后期高速公路改扩建实施增加难度。
②顶进施工。首先需要在高速两侧开挖基坑、开展边坡支护、井点降水等工作，浇筑待顶推的框架节段，然后对高速公路的路基进行支护。框架桥顶进施工过程中，高速上的车辆仍可维持原有的交通流向正常通行，但需在前后出入口限制大型货车的进入，并加强交通管制。顶推施工不破坏现状高速路基、不中断高速的交通运行，但工艺复杂、对施工技术水平要求高、工程造价急剧上升，同时施工期高速行车风险高。
（3）比选结论
设计前期阶段对高速“路改桥”、明挖现浇钢筋砼框架、顶进框架三种方案进行了全面的经济技术比选，推荐采用高速“路改桥”方案，造价节省、施工易于控制，便于远期高速改扩建实施。
2.3 本项目总体设计方案
本项目下穿现状G3京台高速公路，拟对现状高速“路改桥”。本项目纵断面坡度分别为2.95%和2.45%，设R=2300m凹型竖曲线。京台高速“路改桥”后，桥下主车道净高大于5.0m、人非净高大于2.5m（均已考虑远期“四改八”）。
本项目标准横断面宽40米，考虑“路改桥”落墩条件，下穿京台高速段横断面宽度采用48米，横断面布置图如下所示：
图1 下穿路改桥段道路断面
图2 下穿敞口段道路断面
本项目桥梁上部结构拟采用低高度密肋式预应力混凝土简支T梁，跨径布置为4x18m，桥梁全宽28m，与现状高速路基宽度一致，横向分幅布置。现状地下水位较高且存在粉土层，下穿高速桥下设U型槽。
3 高速保通方案
3.1 半幅施工半幅通行
该方案需先封闭半幅高速进行施工，另外半幅交通导改为双向两车道通行；施工完成后再将交通导改至该半幅保持双向两车道通行，封闭另半幅进行施工；待全幅桥梁施工完成后高速恢复正常通行。
该方案不修建保通道路，可降低施工难度、节省造价、节约工期，但限制了既有高速的交通流量，施工时需维持单侧交通的安全性与有序性。
表1 路段单向高峰小时交通量分析
根据实测数据进行交通量分析，现状路段饱和度为0.38，服务水平为二级，车辆相互之间干扰较小，接近自由流。施工保通期间，若采用半幅封闭半幅通行的方案，路段饱和度为1.02，高速公路会造成拥堵。结合区域路网，如果把大型车辆提前全部分流至市区外环路进行绕行，施工区仅限小型客货车通行，路段饱和度可降低到0.55，三级服务水平，方能满足短期的交通需求。
3.2 新建两车道临时保通道路
本项目所处高速路段交通量大，若将大型车辆全部分流，一方面对高速营收影响大，另一方面会致使外围交通压力骤增。
因中心城区不允许大型车辆驶入，需经由外环路绕行，总绕行长度约50km。为减小施工期对高速运营的影响，本次于高速东侧新建2车道临时保通道路，承担施工期单向交通流。高速“路改桥”分幅施工，另半幅继续承担对向交通流，每半幅桥梁施工完成后需进行交通导改。
该保通方案在施工难度以及交通组织方面都比较简单，但保通道路为临时工程，施工结束后需完全拆除、周边环境恢复原状，导致工程量增加、工期变长、投资增大，而且在施工期间需要新增临时占地。施工期间高速持续运营，半幅施工需做好基坑支护、井点降水、安全防护等工作，避免导致高速路基失稳、沉降等，影响道路及施工安全。支护工程将进一步增大工程投资。
3.3 新建四车道临时保通道路
本方案对高速全幅导改，保通道路建成后将双向车流全部导改至保通道路，直至“路改桥”施工完成后高速交通恢复原状。
该方案的优点：
①“路改桥”期间无需另行交通导改，对高速运营的影响较小；
②两幅桥可同时施工，缩短工期；
③高速“路改桥”可直接明开挖施工，减少支护工程量，节省投资。
该方案的缺点：
①临时保通工程规模更大，投资更高；
②保通道路断面更宽，临时占地面积增大、对现状高速防护林影响范围更大；
③明开挖可节省支护费用，但对既有高速路基的破坏范围大，恢复成本高。
前期阶段经全面的经济技术比选，推荐采用“路改桥+新建2车道保通道路”方案。
4 结语
本文结合实际工程案例从工期、施工难度、对高速的影响、投资及高速改扩建等多方面进行了详细分析，但新建道路穿越既有高速公路时选择何种设计方案，要根据穿越点的地形地貌、地质条件以及高速公路的基本情况等综合确定，充分考虑项目实际情况及资金情况，以保证方案的科学合理性。
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