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既有桥梁拓宽纵向接缝研究及应用
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既有桥梁拓宽纵向接缝研究及应用
关注微信公众号集宁东绕城高速公路初步设计
集宁东绕城高速公路初步设计&&&
1.1&项目背景
本项目是内蒙古自治区高速公路网规划当中
“8横9纵8支8环线”中8条环线中的第七条，将东西走向的G7高速公路和南北走向的G55高速公路以及省际通道等干线公路网相互连接，方便车辆转换。目前G6高速公路及G55高速公路在集宁过境段均已建成，G7高速公路即将开工建设，
G6、G7高速公路由集宁南通过，G55高速公路由集宁西通过。本项目建成后，将和G7、G55在集宁区外围形成全长约95公里的高速环线，而北京至二连、省际通道方向的车辆不必由G6、G7高速公路绕行集宁西互通到G55高速公路，可缩短31公里的路程。本项目的建设对加快实施自治区高速公路网规划，自治区干线公路网以及完善集宁区周边公路网都具有非常重要的意义。
乌兰察布市是乌兰察布政治、经济中心和交通枢纽，目前有两条高速公路（G6线、G55线）及其辅道（国道110线、国道208线）和一条省道交汇于此，随着166平方公里的察哈尔工业园区的建成和利用，大量的企业将在园区内建立，现有企业原材料的运进和成品的运出，以及未来乌兰察布市经济和旅游业的发展，交通需求迅速增长，公路交通日益繁忙，大量过境交通穿越市区，给原本十分紧张的城市交通带来巨大压力。为了进一步推进国家西部大开发战略，完善内蒙古自治区高速公路网系统，促进乌兰察布地区资源开发和经济发展，缓解城市交通压力，开展乌兰察布市集宁绕城高速公路工程建设是十分必要。
项目地理位置图
1.2&设计任务划分
本项目勘察设计设两个合同段
序号&合同段名称&主要内容&中标单位
1&第一合同段&全线土建工程&内蒙古交通设计研究院有限责任公司
2&第二合同段&交通工程&中国公路工程咨询集团有限公司
1.3& 设计依据
本项目勘察设计主要依据是：
（1）《集宁东绕城高速公路工程可行性研究报告》；
（2）自治区发展和改革委员会《集宁东绕城高速公路工程可行性研究报告》的批复；
（3）内蒙古自治区文物局关于集宁东绕城高速公路建设工程项目文物调查意见的复函；
（4）蒙冀铁路有限责任公司文件关于集宁绕城高速公路穿越张集铁路和张呼铁路的报告；
（5）呼和浩特铁路局关于集宁绕城高等级公路与铁路立交的复函；
（6）内蒙古自治区交通厅《集宁东绕城高速公路外业验收审查意见》（初稿）。
1.4&设计标准
根据本项目工可报告交通量预测及前后衔接路段技术标准的采用情况，按照《公路工程技术标准》规定，集宁东绕城高速公路采用新建双向六车道高速公路建设标准，主线采用设计速度为100km/h的高速公路，路基宽33.5m；连接线采用设计速度为80km/h的一级公路，路基宽24.5m。具体技术标准见下表:
主要技术指标表
序号&项目&技术标准
1&项目名称&主线&连接线
2&公路等级&双向六车道高速公路&双向四车道高速公路
3&设计速度&100km/h&80km/h
4&路基宽度&33.5m&24.5m
5&停车视距&160m&110m
最小半径&一般&700m&400m
&&不设超高&4000m&2500m
7&最大纵坡&4%&5%
最小半径&凸形&10000m&10000m
&&凹形&4500m&5000m
洪水频率&路基、桥涵&1/100&1/100
&&特大桥&1/300&1/100
10&路面型式&沥青混凝土路面&沥青混凝土路面
11&汽车荷载等级&公路—I级&公路—I级
本次初步设计遵循部颁的有关现行标准、规范、规程。
《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》&&&
（交公路发[号）
《公路工程技术标准》&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG B01-2003）
《公路路线设计规范》&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG D20-2006）
《公路路基设计规范》&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG D30-2004）
《公路水泥混凝土路面设计规范》&&&&&&&&&&&&&
（JTG D40-2003）
《公路沥青路面设计规范》&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG D50-2006）
《公路桥涵设计通用规范》&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG D60—2004）
《公路工程水文勘测设计规范》&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG C30-2002）
《公路工程地质勘测规范》&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
（JTJ 064-98）
《公路交通安全设施设计规范》&&&&&&&&&&&&&&&
（JTG D81-2006）
1.5&建设规模
本项目路线长度28.443km，主线大中桥813.6米/6座，小桥11座， 涵洞10道 ；&
互通立交4座，(其中枢纽互通1座、一般互通3座),分离式立交721.4米/5座， 天桥2米/座，通道32道
，服务区1处、匝道收费站3处；连接线长10.036公里，大中桥291.2米/2座,
小桥7座，涵洞7道,平面交叉8处(其中与等级公路交叉3处，其它道路5处)。.
主要工程规模
序号&指标名称&单位&主
线&连接线&备注
1&路线长度&km&28.443&10.036&
2&土石方&土&万立方米&&321.727&扣除互通、服务区
&&石&万立方米&&279.267&
道&m/座&——&——&
桥&m/座&813.6/6&291.2/2&桥梁均按双幅平均计
5&小桥&m/座&
190.5/11&93/6&包括小桥、通道桥
6&互通式立体交叉&处&4&&枢纽1处
7&分离式立体交叉&m/座&721.4/5&&跨等级公路
8&通道&道&32&&包括通道涵
9&桥梁总长度&km&1.344&520.6&
10&涵洞&道&10&7&括号内为连接线
12&服务区&处&1&&&
13&匝道收费站&处&3&&双喇叭互通2处，单喇叭1处
1.6&测设经过
1.6.1准备工作
&仪器准备：严格按照相关规范要求，对测量用的仪器设备进行校准。
&坐标系及高程系统：采用高斯正形投影任意带平面直角坐标系，中央子午线为113°，高程系统采用1985国家高程高程基准。
&测量精度：全线的测量工作，包括平面控制测量、埋石、GPS静态测量、导线、水准测量，由业主委托的勘测设计公司负责完成。本项目控制测量平面为GPS&
D级精度，高程为四等水准精度。
&资料准备：外业前，收集本项目1:10000地形图、工可研文件、发展与改革委工可研现场调研意见等资料。在1：10000地形图上对工可研路线方案进行深入细致的优化，在规划走廊带内初步拟定各种可能的路线方案。
1.6.2测设简况
本项目在接到建设单位通知的情况下，考虑到本项目的重要性及紧迫性，院领导调集全院技术力量及设备投入本项目中，责任到人。在接到勘察设计通知道后，我院质量技术部召开了本项目的事先指导会。根据技术指导书的要求，搜集了与该项目相关的资料，包括1：10000地形图及控制点资料。在缺乏1：2000地形图的情况下，在1：10000地形图上进行了纸上选线，测设人员进场实地踏勘、采集数据、现场选线；选线线位确定后，我公司测设人员全部进场，全面开展外业勘测工作，并在测设后开始的第三天地勘部门进场，开展地质勘察工作。
全体员工不怕苦不怕累，以顽强的拼搏精神勇于克服困难，认真、全面、详实进行外业调查工作，初步拟定设计方案，开始加班加点进行初步设计内业工作。
外业工作顺序为：纸上定线→现场核实→优化方案→征求意见→确定方案→中桩放样→各专业调查、收集资料→布设结构物、确定填挖深度、取弃土场料场调查→地质勘察。具体工作如下：
纸上定线：收集1：10000地形图，利用公路路线程序HintCAD进行纸上定线，初步确定路线方案。经过反复的实地踏勘、调查、对照、比选，筛选出合理的路线方案。
综合考虑地形条件、沿线地质情况、结构物布设、征地拆迁、环境影响、线形指标等因素确定☆路线方案，征求地方政府和相关单位对路线方案的意见。
实地放线：根据确定的路线方案，利用GPS
RTK及全站仪实地施放出中桩点位，以便各专业组进行专业调查和测量。&&&
外业调查：根据路线走向各专业组进行专业调查，及时将调查资料整理、汇总，协同路线组商讨方案，并确定、调整局部方案。
外业验收情况
由自治区交通运输厅组成的验收委员会对集宁东绕城高速公路的外业测设情况进行了验收，验收委员会通过对现场踏勘，对路线总体走向、平纵面指标、互通、通道、大中桥、小桥涵、路基路面、排水防护等工程进行了验收，并形成了外业验收纪要（初稿）。
1.7&路线起讫点、中间控制点、所经主要河流及城镇
1.7.1 路线起点、终点
起点：本项目路线起点位于察右前旗刘家村东南，接京新高速公路土城子互通预留接线点（土城子互通中心桩号为K74+420），起点桩号为K0+500。
终点：路线终点K28+728.258位于集宁区三岔口村北侧，与现有G55（二广高速相接，二广高速桩号K320+896）。
1.7.2 路线走向
路线走向：路线起点接京新高速公路土城子互通预留接线点，起点桩号为K0+500，在K2+425下穿现有张集铁路（铁路号为K130+593.08），沿大城店南村村东向北，在K3+724处跨越G6高速公路（K317+440），并设置了7-50m上部结构T梁的分离立交，在K4+787.5和上跨国道110线，并设置巴音塔拉双喇叭互通；路线继续向北，经后毛店地西，庞家村东，于玫瑰营镇西约1Km处和现有集宁至玫瑰营三级公路相交，并设置玫瑰营双喇叭互通，（集宁至玫瑰营三级公路已列入本项目连接线进行改建，连接线长10.036Km），由此向北沿新建村西、望爱村东并上跨应急通道，设置了4-25m分离式立交（按一级公路预留）；经弓沟村东折向西北，跨越了集商二级公路，设置了集商互通；利用高架桥连续跨集二铁路、国道208，终点K28+728.258止于G55高速（K320+896），并设置了枢纽互通。
连接线起点位于应急通道公路（K20+400），桩号K0+000，经泉脑子村，终点和集宁工业园区道路相接，桩号K10+035.65。
1.7.3 主要控制点
项目主要控制点：G7高速土城子互通、张集铁路、土城子村、后毛店地、庞家村、玫瑰营、新建、望爱、弓沟、庞家梁、集二铁路、三岔口。
连接线的控制点：玫瑰营互通、泉脑子村、集宁工业园区。
1.7.4主要城镇及河流
路线经过的主要城镇有察哈尔右翼前旗的巴音塔拉镇、玫瑰营镇。
本项目内主要河流有弓沟前河、弓沟后河、林场河，属季节性河流，平时无水或区段性有少量的常流水，洪峰过程短。
1.8&上阶段评审、批复意见的执行情况
1.8.1对工可报告的评审意见的执行情况
总体路线方案，采用技术标准，工程规模按《工程可行性研究报告》审查意见执行；
具体规模比较见下表：
工程规模比较表
序号&项&&&
位&初设&工可
1&路线长度&公里&28.443&28.946
2&大、中桥&米/座&813.6/6&813.6/6
3&小桥&米/座&190.5/11&190/10
5&涵洞&道&14&52
6&互通式立交&处&4&4
7&分离立交&座&5&3
8&天桥&处&2&2
9&通道&座&32&28
10&服务区&处&1&1
1.8.2 对外业验收意见的执行情况
☆初步设计阶段对K6+100-K14+200段不同路基高度方案进行同深度比选，并提出推荐方案。
【执行情况】：初步设计阶段对K4+500-K14+200不同路基方案进行同深度比选，在原基础上将设计线降低2m左右。工程规模比较见下表
路线方案比较表
序号&工程项目&单位&主线方案&比较方案
1&路线长度&公里&9.918
2&公路用地&亩&
3&路基土石方&土石方数量
&万立方米&100.52
&&平均每公里数量
&万立方米/公里&12.94
4&排水防护工程(浆砌片石/水泥混凝土)&立方米&&
5&不良地质地段&公里&6.054&6.054
6&路面工程&千平方米&229.413
7&桥梁涵洞&大桥&米/座&　&　
&&中桥&米/座&　&　
&&小桥&米/座&49.5/3&61.0/4
&&涵洞&道&4
9&互通式立交&处&2　&2
11&分离立交&座&3&　
12&通道桥&座&9&0
13&天桥&座&&9
14&造价&万元&57208.83&56872.07
经综合比选确定高路堤方案为本项目推荐方案
☆做好本项目与G7高速公路、G55高速公路的接线设计。
【执行情况】：按验收意见已完善。
☆进一步加强全线地质调查和相关试验，尤其是不良地质路段，要查明水文、地质情况，为初步设计提供合理依据。
【执行情况】：按验收意见已完善。
☆原则同意推荐路面结构方案，初步设计阶段与比较方案进行同深度比选。
【执行情况】：按验收意见已执行，具体路面方案比较如下表
路面结构比较表
结构层&主线方案&比较方案&互通匝道&收费站广场
面面层&上面层&4cm中粒式改性沥青混凝土（AC-16）&4cm中粒式改性沥青混凝土（AC-16）&4cm中粒式改性沥青混凝土（AC-16）&28cm钢筋水泥混凝土面层
&中面层&5cm中粒式改性沥青混凝土（AC-20）&6cm中粒式改性沥青混凝土（AC-20）&5cm中粒式改性沥青混凝土（AC-20）&
&下面层&7cm粗粒式沥青混凝土（AC-25）&&&
基层&20cm水泥稳定级配碎石
（水泥含量5%）&上基层：8cmATB-25
下基层：20cm水泥稳定级配碎石
（水泥含量5%）&20cm水泥稳定级配碎石
（水泥含量5%）&20cm水泥稳定碎石
（水泥含量5%）
底 基 层&32cm水泥稳定级配碎石
（水泥含量4%）&32cm水泥稳定级配碎石
（水泥含量4%）&32cm水泥稳定级配碎石
（水泥含量4%）&20cm水泥稳定碎石
（水泥含量4%）
垫层&20cm未筛分碎石&20cm未筛分碎石&20cm未筛分碎石&20cm未筛分碎石
☆进一步补充K3+724处跨京藏高速公路分离立交的地质钻探，查明地质情况，为初步设计提供合理依据
【执行情况】：
按外业验收纪要（初稿）执行，对K3+724处跨京藏高速公路分离立交补钻两孔，每孔深度60m。
☆同意全线设4处互通立交。终点处三岔口互通单喇叭型方案主流向匝道设计速度由40Km调为60Km，初步设计阶段与半直连T型方案进行同深度比选。
【执行情况】：按外业验收意见(初稿)执行,初步设计已对半直连T型与单喇叭枢纽进行同深度比选。
☆进一步补充完善取土场的钻探资料，做好取弃土场、拌合场、预制厂等临时占地的植被恢复。
【执行情况】：按验收意见已完善
☆初步设计中要对拌合场、预制厂进行总体规划，并对场站建设进行详细设计
【执行情况】：按照验收意见已完善。
☆初步设计中认真贯彻林地占用、环境影响评价、土地预审、水土保持方案等相关支撑性文件的有关要求。
【执行情况】：按照验收意见已执行。
☆对全线施工便道的路况、等级、里程等现状情况详细调查，并将施工便道的维修费用和工程结束后地方道路恢复费用列入概算。
【执行情况】：按照验收意见已完善
资料收集情况：
通过对现场的勘测，收集了关于路基、路面、大中桥、小桥涵、通道等资料；收集了关于电力、电讯、取弃土场及通道设置协议，完成全线大中桥、小桥涵、通道及取弃土场等的钻探及试验工作。
1.8.3 与政府、社会协调情况
初设外业期间，项目部通过与沿线察哈尔右翼前旗、集宁区及察哈尔工业园区等地方政府及相关部门的沟通协调，征求他们对绕城高速路线方案及互通立交设置情况的建议和意见，地方均表示支持项目建设，同意路线走向方案，并签定了相关协议。
项目主线方案沿线经过县市主要有集宁区、察哈尔工业园区、察右前旗。
项目组就路线方案向沿线县市均发函征求了意见。
项目沿线村镇较多，路网密集，为了不影响沿线居民的生产和生活，项目组与沿线乡镇有关部门进行了协商，签订了设置通道、天桥协议书。
关于本项目沿线与电力线路、通讯线路等的干扰问题以及沿线拆迁，分别与沿线电力电讯主管部门进行了协商，签署了相关拆迁协议。
初设阶段项目部已就取土场的面积及设置情况，分别与沿线各乡镇有关部门进行了协商，并签订了协议书。
本项目为绕城公路，所以在初设阶段，就路走向，征求了市规划局、环保局、林业局等部门的意见。(见下页 签定协议一览表)
签订协议一览表
序号&外业调查协议及相关资料&数量
1&内蒙古自治区文物局文件《内文物函（2011）5号》&1
2&张呼客运专线根据铁道部文件铁建设[号文件《关于铁路工程设计线路交叉跨越有关规定的通知》&1
3&关于在沿线村镇的通道设置、改路情况的协议书&7
&蒙冀铁路有限责任公司文件《蒙冀铁工程【2011】56号》&1
5&中铁工程设计咨询集团有限公司《中铁咨技函【号》&1
6&呼和浩特铁路局《关于集宁绕城高等级公路与铁路立交的复函》（呼铁师函【号）&1
7&乌兰察布市规划局《关于集宁东绕城高速公路路线方案的复函》&1
8&内蒙古乌兰察布市林业局《关于集宁东绕城高速公路穿越黄旗海自然保护区的报告》（乌林办发【2011】18号）&1
9&察哈尔右翼前旗人民政府《关于申请变更黄旗海自然保护区功能区的请示报告》（前政发【2011】29号）&1
10&乌兰察布市人民政府《关于调整黄旗海湿地自然保护区各功能区的函》（乌政函发【2011】8号）&1
11&乌兰察布市征地补偿标准&1
12&乌兰察布市交通局《关于设置集宁东绕城高速公路连接线的函》乌交函发【2011】38号）&1
13&集宁东绕城高速公路移动光缆改迁工程预算&1
14&集宁东绕城高速公路穿越电力线改造工程估算书&1
15&绕城高速公路工程项目预决算（广电光缆）&1
16&取弃土场设置征求意见书&5
二、建设条件
2.1 项目区域城镇现状布局、规划与拟建项目的关系
本项目是乌兰察布市集宁区的东绕城公路，路线走向及线位严格遵守集宁区的总体规划，并为察哈尔园区规划发展留有余地，全线设置4座互通，建成后将国道110、本项目连接线、集商线、G55高速公路有效的连接起来，使二连、察右后旗、商都、化德、集宁区、察哈尔园区的车辆上下高速更为快捷，更加发挥了高速公路集散交通的功能，对带动相关各路线沿途地方经济的发展十分有利，本项目的建设必将进一步推动该区域城镇建设发展。
2.2 项目区域路网现状、规划与拟建项目的关系
项目所在区域的交通运输网络主要为公路、铁路两种方式。
项目区域路网布局图
2.2.1 公路
项目区域内道路网发达，分布的国、省道主要有G7京新高速公路（在建）、G6京藏高速、国道110、G55二广高速公路、国道208二级公路、集商二级公路、应急通道等道路。同时主线先后与区域内的二条三级公路形成了交叉。
2.2.2 铁路
(1)张集铁路：东端始自河北省张家口南站，经万全县、尚义县进入内蒙古自治区境内；经内蒙古自治区兴和县、察哈尔右翼前旗、乌兰察布市集宁区，止于集宁南站。线路全长178.08km，工程日开工建设，现已建成通车。主线K2+425与铁路K130+593.08处相交
，以分离式路基的形式下穿铁路。
(2)拟建呼张客运专线铁路：呼和浩特至张家口快速铁路位于华北北部，东起河北省张家口市，途经河北省怀安，穿大尖山进入内蒙古自治区境内，经兴和、集宁、卓资，西迄内蒙古自治区首府呼和浩特市，线路呈东西走向。内蒙古自治区境内215.972km。主线从巴音塔拉特大桥下以分离式路基的形式下穿铁路。
2.3 沿线自然地理及地质概况
2.3.1 地质、地貌
本项目位于内蒙古乌兰察布市东部，线位呈东南西北向。处于东经113°14&-113°17&之间，北纬41°07&-41°09&之间，路线范围内地形起伏较大，总的地形特点为北高南低。
根据大地构造和区域地貌综合特征，拟建线路范围内公路沿线地貌从东到西，从南到北属于丘陵区。进一步可划分为平原微丘、丘陵二个基本类型。
(1)平原微丘
分布于K0+000-K12+600区域，地形相对平坦，属于察右前旗黄旗海湖积边缘相浅丘状平原区，植被一般，有大面积耕作。主要由第四系冲、洪积砂、低液限粉土、低液限粘土及风积砂组成。为平原微丘区。
分布于K12+600-终点段，具丘陵地形特征，丘岗起伏不连续，路线区域标高多在m。植被不发育。表层主要由第四系低液限粉土及风积砂堆积而成，底部大部分为第三系渐新统泥岩、砂岩、中新世玄武岩及上新统低液限粘土及太古代变质岩系基底。
2.3.2区域地质条件
（1）地层岩性
&区走廊带范围内除第四系覆盖层外，出露地层以第三系渐新统泥岩、砂岩（E3)、察哈尔第三系中新世玄武岩（βN1）、上新统红色粘土夹砂砾层（N2)等为主。平原微丘地表出露主要地层为第四系低液限粉土及冲洪积层，底部为湖积边缘相沉积物。
第四系残积、坡积、冲积、洪积及风积堆积物一般分布于坡缘缓坡及山间沟谷、盆地
地段，风积砂多为迎风缓坡及山间沟谷地段堆积，厚度不等。
a新生界第三系渐新统泥岩、砂岩（E3)
泥岩夹砂砾岩，泥岩多为褐红色，灰白色，为砂质粘土岩，成岩作用差，颗粒较细，结构紧密，黏粒含量较高，含较多的钙质结核。岩芯遇水易崩解，失水干裂，具层状水平层理，钙、泥质胶结；砂岩多为褐红或灰白色，成岩作用差，偶含砾石，砾石呈圆棱-棱角状，原岩成分大多为长英岩，长石大多高岭土化，砾径多为1-5mm，且含较多的钙质结核，岩芯遇水易崩解。局部分布有砂质粘土岩及薄层泥岩，中、厚层状，钙、泥质胶结。
b新生界第三系中新世玄武岩（βN1)
该区为第三系察哈尔火山群主要分布区，地表有玄武岩覆盖层。玄武岩层间疏松红色氧化面，下伏层面的烘烤现象，多气孔的玄武岩上层面随处可见，呈层状构造，产状平缓或近于水平。由于风化作用，表层气孔状玄武岩多呈碎块状，砂土充填。由于喷发旋回，局部有红粘土夹层。玄武岩台地十分明显，台地边部柱状节理发育。主要分布项目区北部地带。
c新生界第三系低液限粘土夹砂砾层（N2)
主要为红色及少量杂色低液限粘土与粘土质砂砾岩，局部地段夹有砂砾层。低液限粘土一般为可塑-硬塑，中等压缩性。切面粗糙，稍有光泽。干强度中等，低等韧性。主要成分为粘粒和粉砂组成，其余为少量的细砂，局部含有中砂，偶见粗砂和小砾石，含钙质结核，铁锰斑点普遍。粒度成份在纵向上变化较大，团粒结构均匀，局部变化较大，规律性差。
d第四系地层（Q4）
公路沿线第四系分布广，厚度变化较大，南部大，北部浅，但成因较为复杂，土性在水平方向和垂直方向上的变化亦较大，出露的第四系主要有Q4el+
dl、Q4al+pl及Q4eol
Q4el+ dl主要分布于线路北部丘陵地带，主要为粉土和碎石土，出露在斜坡及其附近地带，总体厚度不厚，约0.5-3m。
pl主要分布于线路前段黄旗海断陷盆地北侧区域及沿线山前地带、现代河谷等地。以砂砾石、含砾中粗砂及低液限粘土层为主。砂砾层成分主要为砂、园砾和卵石，砂为砾砂、中-粗砂，卵石粒径在5-8cm内，磨圆度较般，偶见小漂石。
Q4eol分布广，沿线各段均有分布，主要为风积砂、粉土、砂质粉土层，浅黄色，线路表层大面积覆盖低液限粉土及砂质粉土层。
(2)地质构造
本区大地构造上处于华北地台北缘白乃庙、温都尔庙太古代陆块和新生代陆缘增生交接处。按照地质力学划分，勘区位于天山—阴山纬向构造带中、东部北缘，该构造带呈波状延展，是由断块运动抬升而形成的复式隆起带，由于受后期中国东部滨太平洋新华夏系构造的影响，其构造形象局部遭受破坏和扭曲。新生代以来喜马拉雅运动的上隆抬升，产生大量断裂带，形成高山与坳陷。伴随地壳运动的同时，玄武岩大量喷发，先以宁静式裂隙喷溢，到后期以强烈中心式火山喷发为主，形成大面积玄武岩覆盖层。勘区南段位于新生代黄旗海坳陷北侧，北段即路经玄武岩分布区。
勘区内发育的构造体系主要为坳陷、断裂及裂隙：
通过本线路的坳陷主要为南部黄旗海坳陷盆地，该盆地近似长方形分布，地形由北向南倾斜，盆地中心位于盆地南侧黄旗海及其以南地带。坳陷带构造线呈近北北东向展布。
勘区断裂较发育，其中以北东东向断裂最为发育，南北向断裂不发育，总的成生顺序从早到晚依次为北西向→近东西向断裂。
本区主要大断裂有近EW向晚太古代~早元古代临河--集宁深大断裂带及中生代和林格尔--黄旗海断裂带，表层覆盖有大面积新生代沉积地层。其中勘区即位于临河--集宁深断裂带内，南侧为和林格尔--黄旗海深断裂，与勘区走廊带近于斜交或直交。与大断裂共生的次级断裂及断裂束规模较小。
该区断裂现今短期活动形迹模糊，未发现第四纪以来明显活动的迹象，也未发现明显活动断层。总体来看断裂对公路工程建设影响不大。
裂隙的形成与应力直接关联，还与岩体的强度息息相关，且结构面性质复杂。刚性岩体与柔性岩体在同一应力作用下，裂隙发育情况、张开程度不仅不同，而且差异极大。裂隙形成后，在外应力诸因素的影响下，常使裂隙改变其特征。
现今岩体中存在的裂隙，主要为风化裂隙，该类裂隙广布于勘区玄武岩出露区表部，多在构造裂隙及节理的基础上经风化作用演变而来。裂隙走向紊乱，无一定方向性，仅部分裂隙保留原走向特征，结构面已遭破坏，难以辨认。裂隙密集，频率高，宽度甚小，贯通性差，且未经错位，隙间多被砂土充填。这类裂隙随地形条件的不同，裂隙发育程度有一定差异。一般在丘陵地形的表层，缓坡地区岩石风化强，风化裂隙频率高，裂隙率高。陡坡地区，岩石风化程度较差，风化裂隙频率较低，裂隙率低。
勘区构造具有复杂而多样的构造形态，断裂活动具有多期性和继承性，并对地层沉积起了一定的控制作用。区域地质构造活动在地质短期内趋于稳定，勘区发育的构造体系基本已定型，目前处于稳定状态。
2.3.3岩土体工程地质类型
根据野外工程地质测绘、钻探、挖探和原位测试及室内土工试验，将沿线地层分类如下：
（1）砂土：沿线普遍分布，或薄或厚。地面多为风积及冲洪积成因、深层多为沉积砂土，颗粒由细到粗分为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、或零星或大面积均有揭示，工程性质良好。
a、粉砂：土黄色、褐黄色及黄灰色，风积及冲洪积成因，多分布在丘间洼地。
b、细砂：土黄色、褐黄色及黄灰色，风积及冲洪积成因，多分布在丘间洼地。
c、中砂：土黄色、浅黄色及黄灰色，风积及冲洪积成因，多分布在丘间洼地。
d、粗砂、砾砂：土黄色、褐黄色及灰黄色，冲洪积成因，多分布于丘间洼地、古河床及基岩风化层之上。
沿线普遍分布，以褐色、黄褐色及灰色为主，表层以坡积及冲洪积成因为主，富含植物根系，孔隙较大，呈稍密～中密状态。下部以冲积及湖积成因为主。呈中密～密实状态，工程性质一般。
（3）粉质黏土
沿线丘间凹地及平丘区普遍分布，岩性以黄色、棕红色及灰色为主，稍湿，可塑～硬塑状态。工程性质一般。
区内局部出露，黄红色、棕红色及褐红色，硬塑-坚硬状态。由于该层土具有弱膨胀性，工程性质一般。
（5）淤泥质粉土～淤泥质粘土
主要分布于丘间低洼下湿地局部地段。颜色以褐黑色、灰褐色、灰绿色及灰色为主、呈软塑～极软状态。工程性质较差。
（6）坡积碎石土
分布于丘陵坡地之上，下部为花岗片麻岩、花岗岩、斜长片麻岩、黑云母片麻岩及玄武岩等。以坡积相成因为主，岩性主要由角砾组成，含土较高，呈中密～密实状态。砾石成分较为复杂，以片麻岩、花岗岩或玄武岩等为主，中细砂及粘性土充填，黄褐色、棕红色及灰色，工程性质良好。
（7）全风化基岩
主要分布于低山丘陵及平丘地带，浅黄、黄褐色、灰绿色、灰黑色，岩性主要以各类花岗岩、砂泥岩及玄武岩为主，多呈密实砂土状、碎块状。工程性质较好。
（8）强风化-微风化基岩
主要分布于低山丘陵及平丘地带。浅黄、黄褐色、深黑色及灰绿色，岩性主要以花岗岩及玄武岩为主。结构较致密，裂隙发育，多呈块状结构，工程性质很好。
2.3.4水文地质特征
主要赋水形式为：
（1）地表水：路线所经地区南部地下水位较浅，北部地下水位较深,地表排水良好,路线范围内没有大的水系,仅在线路北部区域有几条较小的季节性河流,其汇水主要由附近丘陵地形成，平时无水或少水，暴雨时形成洪峰，洪峰过程很短。调查区内最大地表水体为黄旗海。
（2）地下水：线路前段地下水资源为黄旗海地下水盆地，是以第四系含水层为主的新生代坳陷盆地。全新统湖积含水层位于黄旗海周围，上更新统冲洪积含水层广泛分布在黄旗海以北区域，含水层以砂砾石及含砾中粗砂为主。
根据区内不同的岩类及这些岩类中的地下水赋存条件、水理性质及水力特征，将地下水划分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和粘土层孔隙裂隙水三类。
①孔隙水潜水含水层由砂砾石、砂组成，局部地段上覆亚砂土薄层，含水层分布稳定。该层孔隙度大，透水性强，易于接受大气降水和地表水体的补给，地下水赋存条件好，水量丰富，水位埋深一般在2.0-3.5米，该含水岩组大部分分布于平原微丘区地下水；
②基岩裂隙水，主要含水岩组系新生界的火山岩、沉积岩等。含水岩层赋水条件的差异较大，岩类由岩浆溢流或喷发形成，其地下水赋存空间主要是风化裂隙，其次为构造裂隙。而另一些岩类系沉积形成或又经区域变质，其地下水赋存空间除风化裂隙和构造裂隙外，还有层间裂隙及纵张裂隙，该含水岩组主要分布在线路北部地段，水量较小;
③粘土层孔隙裂隙潜水含水岩组富水性除与岩性有关外，还与岩石的胶结物，风化程度有密切关系，该岩组都为泥钙质胶结，胶结致密，风化裂隙极不发育，且裂隙多为泥质充填，透水性差，地下水补给径流和赋存条件差。该含水岩组主要分布于线路北段及低液限粘土分布区域。
2.3.5不良地质现象及特殊性岩土
沿线不良地质主要有积雪,勘区发育的特殊性岩土为软土地基及膨胀土。
(1)积雪：积雪最大厚度30cm。
(2)软土地基：沿线软弱土路段主要为表层软土、低洼易积水路段及路线穿越水浇地路段。主要分布于线路里程起始段K2+780-K4+313，0.5～1.2米多为淤泥质粉质粘土、含粘粒较多的粉土，下部为第四系冲洪积砂砾层。表层软土，物理性状差，易冻胀、沉降变形，路基设计需要单独处理；
(3)膨胀土：拟建场地分布第三系（N2)褐红色低液限粘土及第三系渐新统泥岩、砂岩（E3)段，均有不同程度膨胀性。膨胀土多为细腻的胶体颗粒组成，断口光滑，可见层间擦痕，土内包含有钙质结核及铁锰结核，呈零星分布，出露地段裂缝发育。工程地质类型为Ⅳ-2型，属残坡积型，e=0.683-0.782,wL=39.3-40%,δef=50~62%，膨胀潜势中等，其中K13+000--K27+400地段该类岩土大面积分布，膨胀潜势中-稍强；K27+400--终点段表层大部分为玄武岩覆盖，底部低液限粘土膨胀性对工程影响不大，可按一般要求设计。勘区内不良地质作用较少，经踏勘K28+380--K28+450跨铁路段有玄武岩陡崖，其它地段主要类型有滑塌、山洪、风沙、冬季积雪等。属稳定场地。
根据日实施的中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图（GB18306）
-2001）》，项目所在区地震动峰值加速度（50年超越概率10％所对应的峰值加速度）为0.1g,对照烈度为VII度，地震分组为第一组。项目区域地震动反应谱特征周期区划图见图2-2，地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表见下表
动峰值加速度与地震基本烈度对照表
地震动峰值加速度分区(g)&&0.05&0.05&0.1&0.15&0.2&0.3&≥0.4
地震基本烈度值&&Ⅵ&Ⅵ&Ⅶ&Ⅶ&Ⅷ&Ⅷ&≥Ⅸ
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
地震动反应谱特征周期区划图
2.3.7沿线气候概况
该地区属于典型的大陆性气候,气候干燥，风天较多，降水量少且集中于6、7、8三个月。暴雨多，蒸发量大。昼夜温差大，属季节性冰冻地区，公路自然区划Ⅵ1区。气象资料见下表：
气象资料表
项目及单位&集& 宁
年平均气温&℃&3.6
极端最高气温&℃&36
极端最低气温&℃&-33.8
历年七月份平均最高气温
(平均值)&℃&19.1
历年一月份平均最低气温
(平均值)&℃&-14.0
年降水量&毫米&379
年蒸发量&毫米&2180
集中降雨季节&月份&6-8
冰冻期&月份&11-3
最大冻结深度&厘米&191
平均风速&米/秒&5.0
最大风速&米/秒&33
风向&&西北风
公路自然区划&区&Ⅵ1
最大积雪厚度&厘米&30
2.3.8工程地质条件评价
2.3.8.1路线工程地质评价
（1）路线工程稳定性评价
设计带位于华北地台上内蒙古台隆区。带内断裂构造以北东向为主，其次为北西向断裂，前者多以正断层为主，与带内褶皱轴向一致，后者以平移断裂为主。根据1：20万区域地质图，主要的断裂构造分布于店子村公社至大同窑公社一带，以太古代晚期东西向和北东～南西向正断层为主。
路线设计带地震活动相对较少，场地地震活动具有震级低、破坏小的特征，历史上最大震级为4.5级，近期地震较少，处于相对稳定期。根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》（GB-），项目所在区地震动峰值加速度为0.1g，对应地震烈度为Ⅶ度区。
综上所述，路线基底所处区域地质构造属较稳定地区。
（2）路线工程地质分区评价
根据路线工程地质条件，全线可分为三个工程地质分区：
①剥蚀丘陵山地：分布于路线广大地区，坡顶第三系玄武岩风化残积物埋深较浅，毗邻的地貌单元呈缓坡相接，缓坡地带上部多被第四系粉粘类土及全新统坡洪积物（Qhl）覆盖，本路段地基均匀性好、稳定性良好，为工程地质稳定区。
②山（丘）间盆地平原：主要分布于路线黄旗海周围地带及丘间凹地、河谷冲积平原，地貌特征为倾斜平原及平坦开阔的湖积平原，主要由第第四系全新统（Qhl）冲洪积物构成，本路段地基均匀性好、稳定性良好，为工程地质稳定区。
③山前冲洪积区：地貌特征为地面冲蚀明显，分布有较多的冲沟，主要由全新统坡物和冲洪积物组成，本路段地基均匀性好、稳定性良好，为工程地质稳定区。
2.3.8.2路基工程地质条件评价
根据钻探揭露及室内土工试验，沿线路基土主要由粉土、粉质粘土、黏土、砂土、碎石土、泥岩、砂岩及基岩组成，岩性厚度及强度随地貌单元的不同而变化。第四系地层以全新统松散沉积为主，第三系地层以粘土、粉质黏土、花岗岩及玄武岩为主。全线地形起伏不大，未见滑坡等不良地质现象。丘陵区有较大深挖方，挖方区壁立性较好，采取支护措施后影响不大，主要的特殊性岩土为低洼积水段湿软地基土，采取一定的工程措施后对路基土的影响较小。全线除湿软地基土工程地质性质较差外，其它段落路基土工程地质性质均较好，适宜公路建设。
总体评价全线路基工程地质条件相对较好。
2.3.8.3桥涵及通道工程地质评价
路线桥涵及通道工程地质条件随地貌单元的变化有较大的差异，沿线桥涵基本无地表水径流，桥址地质构造简单，地层岩性上部为第四系松散沉积物，其下为第三系黏土和玄武岩或海西期侵入的花岗岩，岩层风化程度不均匀、强弱相伴。具体评价详见各桥涵及通道工程地质说明。
2.8.3.4环境介质对公路工程的影响
经对沿线地表水和钻孔中地下水取样分析，初步判定地下水对混凝土等材料无腐蚀性。&&
2.4 沿线环境敏感点（区）重要设施的分布及对项目建设的影响
2.4.1 生态环境现状
拟建项目所在区属大陆性气候，为内陆干旱、半干旱区，地处内蒙古高原南部，地貌类型以低中山丘陵为主，部分路段分布有高大山丘，岗峦起伏，丘陵广布，平原洼地相间，海拔高度在1200米～1600米之间，相对高差400米，地貌类型为剥蚀丘陵山地和山间盆地平原两大地貌类型，植被较为稀疏，野生动物稀少。
2.4.2 区域环境敏感点
沿线无大的风景名胜，拟建公路距集宁路遗址700m，我公司已经和内蒙古文物考古研究所、内蒙古文物局协商，并商定了保护措施和方案达成一致意见，因此项目的建设不会对影响区内文化资源产生严重影响。
2.4.3 声环境敏感点
本项目沿线村庄比较密集，路线方案布设过程中尽可能避让村庄。
2.5 公路区间交通量分布状况及对交叉设置方式的影响
2.5.1 公路区间交通量分布状况
根据《工可报告》的交通量预测结果，根据现阶段的交通量数据，进行了交通量的修正。拟建项目在预测期末年平均日交通量为48378折算小客车辆/日，从预测结果可以看出本项目的实施将对现有的绕城高速公路进行有效的交通分流，缓解现有公路对经济发展的瓶颈作用。
交通量预测表（折合小客车 辆/日）
路段名称&2014年&2020年&2033年
起点（土城子互通）－巴音塔拉互通&9664
&19251&45938
巴音塔拉互通－玫瑰营互通&7957&18687&41803
玫瑰营互通－集商线互通&8850&18442&43873
集商线互通－三岔口互通（终点）&11572
&19287&45898
路段平均&9511 &18917
2.5.2 交通量对交叉设置方式的影响
根据《工可报告》的交通量预测结果，初测外业阶段互通立交方案在工可研究成果基础上进一步深化，综合各方面意见，互通现场情况，拟定了多个方案，深入研究分析，选择较有比较价值的方案进行同深度比较。为满足沿线人民群众生产和生活的需要，提高道路服务水平，发挥公路运输的效益，推荐方案共设互通式立体交叉4处巴音塔拉互通、玫瑰营互通、集商互通及三岔口互通。
土城子互通（利用）主要功能是解决本项目与京新高速公路的交通转换的需要，交预测远景年匝道转向交通量不大，主要交通流向为集宁至北京方向，最大交量为41746pcu/d。
巴音塔拉互通互通主要功能是解决国道110一级公路与本项目的交通转换及集宁南侧和工业园区附近的车辆上下高速公路的需要。根据工可报告的预测结果，该互通主要交通流向为丰镇至北京方向，最大交通量为7828pcu/d。
玫瑰营互通主要功能是连接与本项目的交通转换的需要。根据工可报告的预测结果，该互通主要交通流向为工业园区至北京方向，最大交通量为8585pcu/d。
集商互通主要是集商二级公路车辆上下高速公路而设置的单喇叭互通，主要交通流向为集宁至二连方向，最大交通量为5244pcu/d。
三岔口互通主要功能是解决本项目与二广高速公路的交通转换的需要，主要交通流向为集宁至二连方向，最大交量为38509pcu/d。
2.6 交通组成及对项目的影响
本项目位于乌兰察布市规划、察哈尔园区规划界边缘，本项目发建设将缓解集宁城区道路的压力，使过往集宁车辆较不进入城区直接通过绕城高速公路快速转换；工业园区资源的输入和输为多为大型车辆载重大，车速慢，本项目的建设，将会使察哈尔工业园区内资源输入和输出更为便捷。
2.7 沿线土地资源状况及对项目的影响
项目位于内蒙古高原南部，地貌类型以内陆湖泊盆地区与低中山丘陵为主，属黄旗海内陆湖泊盆地区，地形较为开阔平坦，地质条件良好，沿线村庄较密集，占用耕地较多，大部分为水浇地，路线后段耕地稀少，部分路段为冲积平原区，平原区分布有旱地及水浇地，沿线植被稀疏。设计过程中，应尽量避免占用基本农田保护区，减少占用好地；项目建设过程中，无论是施工期还是运营期均对水土流失产生影响，尤其是施工期的影响最大，因此，在施工建设过程中加强水土保持工作，恢复植被，防治水土流失。
在项目所经冲洪积平原区，设计中尽可能降低路堤高度，严格控制占地宽度，最大限度地减少占地。
针对本项目耕地资源缺乏的特点，项目设计中坚持可持续发展，树立节约资源的理念，落实耕地保护制度，充分利用地形，合理取土弃土，尽可能少占用和分隔良田、林地。
2.8 筑路材料供应、运输情况及对项目的影响
沿线可开采的筑路材料有路基用土、块片石、碎石、砂砾和石灰等，经材料试验，均可满足高速公路的使用要求，各类料场储量较丰富，但因加工能力所限，产量较少，施工中可根据工程要求扩大生产能力，沿线韩家梁产有路用中粗砂，水洗砂。沿线料场运输条件较为方便，绝大部分道路均可通行汽车，对部分便道需进行改（扩）建，外购材料包括钢材、木材等，由集宁运输供给。
2.8.1 石料
项目区内玄武岩岩石料场广泛分布且储量丰富，分布在土城子、大三号村，已广泛用于京藏高速、二广高速及国道110改扩建等工程的建设，生产的玄武岩碎石以及片块石可满足工程使用要求。
2.8.2 砂、砂砾
沿线砂丰富，砂砾料场缺乏，（只能供应一部分，桥头台背回填）均现有公路直接通往料场，交通运输方便。并对砂场进行取样，并做相关试验，其主要试验项目有含泥量、有机物含量、天然密度、颗粒分析。经过取样试验结构反映，本项目用砂质量较好。
沿线村庄机井水、饮用水均可供工程使用，另外需打井两眼，可以满足工程需求。
沿线电力设施较多，生活用电可与就近乡村挂接，工程用电可就近与高压电网连接。
2.8.5水泥、钢筋、沥青
水泥、钢筋、沥青等用料从集宁购买。
2.8.6 运输条件
项目区域内有京藏高速公路（G6）、国道110、二广高速（G55）、国道208、集商二级公路、应急通道等提供对外交通条件，大型施工设备及大宗材料可依靠京藏高速和京包铁路运输。
项目区域内铁路、水路、航空、管道等运输方式情况及对项目的影响&&&
与本项目相交叉的铁路有张集铁路、拟建的呼张客运专线、集二铁路,在K2+425处采用分离式路基下穿张集铁路,路线约在K2+510处下穿拟建的呼张客运专线,在K20+200处与张集铁路交叉,采用7-40m分离式立交进行上跨,本项目所有与铁路交叉方案均已征得铁路管理部门的同意(批文详见附件)。
2.9.2项目内无航空、水路、管道运输。
2.10 各专项评估对项目的影响
根据日实施的中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图（GB18306）-2001）》，项目所在区地震动峰值加速度（50年超越概率10％所对应的峰值加速度）为0.1g,对照烈度为VII度，地震分组为第一组。据此，设计中抗震设防烈度按照8度区考虑。
生态环境保护：选线充分考虑公路线形、公路结构、环境保护和景观开发等因素，合理选点布线，尽量减少破坏和不破坏；尽量避开不稳定地带，尽可能作到填切平衡，合理安排，减少取、弃土量，加强生态防护、排水和植被返绿工程。
在边坡、公路用地范围内结合周边实际情况合理配置植物，作到“露、透、封、诱”将自然景观随公路的延伸充分展现在司乘人员的眼前；对取、弃土区应及时进行植草返绿、有条件应根据周边环境进行人工造林加以恢复。
大气环境保护：做好施工及营运阶段的空气污染控制，路侧种植植物，建造绿化林带，改善空气质量；植物的选择宜选用具有吸附力强、粘着力强的树种，加强对有害气体和微粒的吸附和吸收作用，降低污染程度。
水环境保护：路线设计以不破坏原有排水系统，且对部分流水不畅的河道加以改善，不破坏和阻隔地下水循环系统。
统筹安排，设计、安装污水处理设备和排放沟渠，以免施工、营运期间的污水直接排放至公共水域中，污染水源。
声环境保护：合理选择线路，尽量避开对噪声比较敏感的学校、居民区等；本线路所经区域基本已绕开敏感点。为减少噪声的影响，在适当的地区采取设置防噪林、建防护土坡等降噪路线设计时尽量注意少占耕地，尽可能地远离较大的环境敏感点，如学校、居民区等，以降低大气、噪声对人群的影响。
在确定采石场、取土、弃土区的时候，选择远离居民区、学校等环境敏感的地方，以免灰尘等对人群健康的影响。
三、总体设计
3.1 项目特点
3.1.1地区特征
本合同段所经区域位于内蒙古自治区乌兰察布市，所在区属大陆性气候，为内陆干旱、半干旱区，地处内蒙古高原南部，地貌类型以低中山丘陵为主，部分路段分布有高大山丘，岗峦起伏，丘陵广布，平原洼地相间，海拔高度在1200米～1500米之间，相对高差300米，地貌类型为剥蚀丘陵山地和山间盆地平原两大地貌类型，植被较为稀疏，野生动物稀少。
路线所经主要地貌单元有波状丘陵、玄武岩台地及山间盆地、沟谷洼地等；沿线主要地层为第三系陆相碎屑岩、玄武岩及第四系砂土、粉土等；区域地质变化较大。
3.1.2工程特点
路线布设受沿线地形、地貌、工程地质条件、沿线城镇规划、国省道及县级公路、高压线和铁路等的制约，控制因素多，技术标准高，环保景观要求严格。
⑴ 村庄较多，道路网密集，公铁交叉频繁，高压线相对较密集
项目所在区域路网密集，本合同段主线先后与等级公路相交9次；与张集铁路、拟建呼张客运专线及集二铁路相交3次；全线共设置互通立交4处（其中枢纽互通1座）。由于频繁的跨越，路线布设很大程度受到跨线位置及互通设置位置的限制。
路线方案布设和分离立交的孔径和净高均受到上述路网和高压线的限制，是设计中应重点考虑的因素。
⑵ 本项目位于蒙古高原的低山丘陵、宽阔河谷、内陆湖泊等地貌区，地形、地质条件比较一般
沿线以中低山丘陵为主，地形总体虽然起伏较大，但比差不大，地形较圆缓，边坡一般比较稳定；不良地质现象分布较少，规模一般，并具有一定的分布规律；本项目起点处多位于低洼积水地段和水浇地段，因此不良地质的处理是设计的重点问题。
⑶ 沿线生态系统脆弱
本合同段所在区属大陆性气候，为内陆干旱、半干旱区，地处内蒙古高原南部，沿线生态系统脆弱，地面物质粗松，以风蚀、水蚀为主，植被稀疏，野生动物稀少。设计中坚持环境保护、水土保持，确保可持续发展尤为重要。
(4)部分段落取土运距较远
本项目路线起始点位于黄旗湖泊盆地区边缘，地形较平缓，路基大部分为填方，仅在与集张铁路和拟建呼张客运专线交叉时，需下穿铁路，下挖10-80cm；其余段落均为填方，填土高度为4～12米，为保护黄旗海自然保护区的生态环境，取土考虑集中远运，取土场设置于泉脑子村北侧山坡；路线终点段为低山岭区，路基填挖相接，除部分利用挖方土纵向调运外，其余集中调运。
(5)建设工期紧
本项目的建设实施已是迫在眉睫，留给设计单位的时间非常紧张，如何在有限时间内保质保量完成设计任务是一个重大的挑战。
3.2 设计指导思想
根据本项目的特点，在项目的勘察设计中紧紧围绕路线与沿线地形、地物相协调，合理绕避村庄，减少对既有道路和高压线的干扰，同时强调环境保护这个主题，兼顾公路景观设计，力争将本项目建成一条“景观路、环保路、生态路”。设计指导思想归纳如下：
① 体现地质选线、环保选线的设计思想；
② 坚持“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念；
③ 重视环境保护，坚持可持续发展；
④ 强调技术标准的严肃性，合理掌握和运用技术指标，尽量避免大填大挖；
⑤ 满足公路使用功能，尽量降低工程造价，保证行车安全；
⑥ 强调技术创新，广泛采用新技术、新材料，新工艺，提高勘察设计质量。
3.3 总体设计原则
根据上述设计指导思想，结合本项目的地理位置、地形地貌、水文地质和服务功能等因素，在满足规范要求的前提下，应合理灵活掌握平纵面设计标准，尽量节约用地、少拆房屋、方便群众、依法保护环境、保护矿藏资源；根据沿线工程地质条件、现有道路、河流、管线等地物实际情况及环境保护的要求，选择合适的线位和路基断面型式，合理布设结构物，严格控制路基填挖高度；使平纵面线形设计流畅、公路构造物与自然环境和谐协调；以相对经济的工程造价，取得尽可能好的社会综合效益和提供较高的服务水平，充分体现高速公路“安全、环保、舒适、和谐”的设计理念。
3.3.1 充分考虑项目功能和作用
路线布设时应结合区域现状和规划路网，处理好与沿线城镇的连接关系，在较为重要的城镇、规划的开发区以及与高等级公路等交叉处设置一定数量的交叉工程，以加强对项目沿线经济的辐射和带动作用，最大限度地带动沿线经济中心城市的发展，选择走向合理、纵坡平缓、线形均衡、行车安全、少占耕地及环境保护的方案。
3.3.2 重视公路安全
应用运行速度理念，对路线平纵方案进行安全性评价，合理选用超高、坡长等技术指标，保证公路设施自身安全、运行车辆行使安全等的安全。
3.3.3 地质比选
地质勘察作为工作重点，利用地质普查和调绘手段，避让不良地质路段，采用综合地质勘察手段，查明河滩地质情况，选择合适桥位跨越河流。
3.3.4 合理确定路基填土高度
充分利用有利地形展布线位，在满足沿线村镇出行条件，合理设置通道、天桥、线位改移道路等措施，有效降低路基高度。
3.3.5环保理念
路线方案尽量少占良田，远离环境敏感区，避开居民区及主要文物保护区等，减少拆迁量，避免和减少与地方道路的干扰。综合考虑占地、拆迁、路线绕避及增加结构物比选等方案，合理确定造地还田和居民搬迁的实施方案。做好废弃方的处理，防止水土流失，在设计方案与施工方案上体现出环保设计理念，重视湿陷性黄土防治。
3.3.6水土保持
综合考虑路线与水源地、水利设施的关系，公路设计必须重视保护水源地，避免污染，尽量减少对既有水利设施的损坏，并做好水土保持工作。
3.3.7重视大型构造物设施选址
充分考虑构造物的设置场地条件，方案拟定充分考虑施工条件，减少工程建设难度，降低工程投资。
3.4 路线起终点及与其他公路的衔接方式
项目主线方案路线起点接京新高速公路土城子互通预留接线点，起点桩号为K0+500，经察右前旗巴音塔拉镇、集宁区、察哈尔工业园区，终点于G55高速公路在K320+896，处以枢纽互通相接。路线总体走向为东南向西北。
路线位于乌兰察布市境内，沿线的主要城镇有巴音塔拉镇和玫瑰营镇，分布的主要高速公路及国省道见下表。
主要交叉道路一览表
序号&公路名称&建设标准&车道数&设计速度
（km/h）&路基宽度
(m)&衔接方式&备注
1&G7京藏高速公路&高速&双向四车道&100&26&分离立交&已通车
2&国道110&一级公路&双向四车道&80&24.5&双喇叭互通&在建
3&玫花公路&三级公路&两车道&40&7.5&分离立交&已通车
4&连接线&一级公路&双向四车道&80&24.5&双喇叭互通&拟建
5&应急通道&二级公路
（砂石公路）&两车道&60&13.35&分离立交&已通车
6&集商公路&二级公路&两车道&80&12&单喇叭互通&在建
7&国道208&二级公路&两车道&80&12&分离立交&已通车
8&G55二广高速公路&高速&双向四车道&100&26&枢纽互通&已通车
3.5 技术标准及主要技术指标的采用情况
依据工可报告本段交通量预测结果，结合道路通行能力计算，根据《公路工程技术标准》（JTG
B01-2003）的有关规定，本段全线采用双向六车道高速公路标准，设计速度100km/h，路基宽度33.5m。
连接线采用一级公路设计标准，议计速度80km/s，路基宽度24.5m。
主要技术指标表
序号&技术指标名称&单位&采用指标&规范指标&采用指标&规范指标
&&&主线&连接线
1&路线长度&Km&28.443&10.036
2&交点个数&个&6&5
3&增长系数&&1.056&1.002
4&平均每公里交点个数&个&0.207&0.498
5&圆曲线占路线总长&%&15.684&24.564
6&不设超高最小圆曲线半径&m&4000&4000&5000&2500
7&圆曲线最大半径&m&7000&—&9900&—
8&圆曲线最小半径&m&1200&700&1500&400
9&最大纵坡&%&2.95&4&1.933&5
10&最短坡长&m&355&250&350&200
11&平均每公里变坡点个数&个&1.486&1.495
12&最小凸型竖曲线半径&&11000/2&10000&10000/1&4500
13&最小凹型竖曲线半径&&7000/1&4500&10000/2&3000
14&竖曲线占路线总长&%&40.482&29.729
15&桥涵设计荷载&&公路—Ⅰ级&公路—Ⅰ级
16&设计洪水频率&&桥梁和路基1/100&桥梁和路基1/100
本合同段处于乌兰察布市东部，局部路段分布有高大山丘，沿线地势自南向北逐步提高，路线方案受到沿线地形地物、地质、水文、县城城市规划、路网及文物等条件的限制，在工可推荐路线方案基础上，进行了优化和多方案的拟定及比选，充分贯彻“安全选线、地形选线、地质选线、环保选线”的设计理念，同时就路线方案充分征求沿线地方政府意见，方案拟定过程中，综合考虑平、纵两个方面的协调配合，圆曲线设计充分结合沿线地物，指标的选用在考虑降低工程量的基础上，尽量采用适中均衡的技术指标。初步设计过程中重点考虑了沿线城镇规划、互通立交、与国省道相交叉的分离立交、跨越规模较大河流的桥梁、服务区等重要设施的布置情况。纵断面设计充分考虑沿线旧路现状、地形、水文、地质、桥梁、路基等影响因素，尽可能降低路基填土高度，考虑采用最小坡长，减少路基土石方数量和公路用地；一般路段在考虑水文、地质等约束条件前提下，纵断面指标不宜采用太低。路线设计过程中，密切注意平纵配合，严格把握平、纵线形设计标准，路线平纵配合良好。&&&&&&&&&&&&&&
3.6 运行速度分析情况
本项目部分段落属山岭重丘区，初步设计贯彻交通运输部典型示范工程的指导思想，利用地形合理布线，在路线走向基本顺直的前提下，不片面追求高的路线平、纵指标，为保证路线运营阶段车辆行驶的安全性，在路线平纵线形指标的运用上，强调前后路段平纵线形指标运用和过渡的均衡性。初步设计中根据《公路项目安全性评价指南》运行速度计算方法,
对本项目全线进行了运行速度计算及安全性评价。
3.6.1段落化分
&纵坡段：纵坡坡度＞3%，圆曲线半径＞1000；
&曲线段：纵坡坡度≤3%，圆曲线半径≤1000；
&弯坡段：纵坡坡度＞3%，坡长＞300米，圆曲线半径≤1000；
&短直线段：直线位于两半径≤1000曲线间，且直线长度小于200。
3.7.2运行速度V85测算
&采用纬地运行速度测算分析系统进行分析测算。计算模型为《公路项目安全性评价指南》（JTG/T
B05～2004）附录B（1）——运行速度计算方法（一）。该计算方法为交通部公路科学研究所《运行速度设计方法与标准》的研究成果。
3.7.3测算内容
小客车运行速度测算（正、反向）、大货车运行速度测算（正、反向）。
评价标准：
∣'&10km/h时，连续性较好；
∣'∈[10～20km/h]时，连续性一般；
∣'&20km/h时，连续性不好。
3.7.4测算结果
通过对本项目全线平纵线形的运行车速检验，本项目连续性较好，表明相邻单元的运行速度协调性不好，平面及纵面指标能满足行车安全的要求。
3.7 路线总体设计方案
根据《工可报告》推荐的路线走廊和主要控制点，结合本项目总体设计原则，本次初测是在《工可报告》的路线走廊上展布线位，总体方案在《工可报告》推荐的路线方案的基础上进行局部的调整。
路线起点接京新高速公路土城子互通预留接线点，起点桩号为K0+500，在K2+425下穿现有张集铁路（铁路村号为K130+593.08），沿大城店南村村东向北，在K3+724处跨越G6高速公路（K317+440），并设置了7-50mT梁分离立交，在K4+787.5处上跨国道110线，并设置巴音塔拉双喇叭互通；路线继续向北，经后毛店地西，庞家村东，于玫瑰营镇西约1Km处和现有集宁至玫瑰营三级相交，并设置玫瑰营双喇叭互通，（集宁至玫瑰营三级公路已列入本项目连接线进行改建，连接线长10.036Km），由此向北沿新建村西、望爱村东并上跨应急通道交叉，设置了4-25m连续箱梁分离式立交（按一级公路预留）；经弓沟村东折向西北，跨越了集商二级公路，设置了集商互通；利用高架桥连续跨集二铁路、国道208，终点K28+728.258止于G55高速（K320+896），并设置了枢纽互通。
连接线起点位于应急通道公路（K20+400），桩号K0+000，经泉脑子村，终点和集宁工业园区道路相接，桩号K10+035.65。
3.8 安全设施设计
安全设施设计详见第二册第三分册。
3.9公路一般路段横断面布置方案
3.9.1 一般路段横断面
全线一般路段六车道整体式路基宽度为33.5m。
一般路基横断面
路基宽度&中央分隔带&左侧路缘带&行车道&右侧硬路肩（含路缘带）&土路肩
33.5m&2.0m&2&0.75m&2&3&3.75m&2&3.0m&2&0.75m
24.5&2.0m&2&0.75m&2&3&3.75m&2&2.5m&2&0.5m
一般路基中央分隔带采用波型护栏，中间采用工程防眩，并为方便抢险急救和道路维修养护，中央分隔带设开口，开口间距一般不小于2Km。
行车道及硬路肩横坡为2%，土路肩横坡为2%，路基设计标高为中央分隔带外侧边缘标高。
3.9.2 特殊路段横断面
⑴ 分离式路基
分离式路基单幅路基宽度16.75米，横断面组成如下：
分离式路基横断面
路基宽度&左侧硬路肩（含路缘带）&行车道&右侧硬路肩（含路缘带）&土路肩
16.75m&1.0m&3&3.75m&3.0m&2&0.75m
⑵ 桥梁
本段大、中桥、小桥均采用左、右幅独立，中央分隔带空隙0.5m。
大中桥其半幅横断面组成如下：
半幅特大、大中桥横断面
半幅宽度&外侧墙式护栏宽度&桥面净宽&内侧墙式护栏宽度&空隙间距
16.5m&0.5m&15.5m&0.5m&0.5m
小桥其半幅横断面组成如下：
半幅小桥横断面
半幅宽度&外侧墙式护栏宽度&桥面净宽&内侧墙式护栏宽度&空隙间距
5m&15.25m&0.75\0.8m&0.5\0.4m
⑶ 互通立交
对向分离双车道匝道路基宽度为15.5m，横断面组成如下：
对向分离双车道横断面
（m）&中间带(m)&两侧路肩各宽（m）&总宽（m）
&中央分隔带&路缘带&硬路肩（含路缘带）&土路肩&
2&3.50&1.00&2&0.50&2&4.5&2&0.75&19.50
单向单车道匝道路基宽度10.5m，横断面组成如下:
单向单车道横断面
路基宽度&左侧硬路肩（含路缘带）&行车道&右侧硬路肩（含路缘带）&土路肩
10.5m&1.0m&3.5m&4.5m&2&0.75m
单向单车道匝道路基宽度8.5m，横断面组成如下:
单向单车道横断面
路基宽度&左侧硬路肩（含路缘带）&行车道&右侧硬路肩（含路缘带）&土路肩
8.5m&1.0m&3.5m&2.5m&2&0.75m
单向双车道匝道路基宽度12m，横断面组成如下:
单向双车道横断面
路基宽度&左侧硬路肩（含路缘带）&行车道&右侧硬路肩（含路缘带）&土路肩
12m&1.0m&2&3.5m&2.5m&2&0.75m
3.10 沿线构造物、交叉、服务设施的总体设计情况
全线构造物较多，
共设计大中桥813.6米/6座、小桥190.5米/11座、涵洞10道；通道32处，互通式立体交叉4处，分离立交式5处，天桥2处.
沿线互通式立体交叉的设置见下表
互通设置一览表
序号&交叉桩号&设施名称
1&K5+500&巴音塔拉互通
2&K12+400&玫瑰营互通
3&K26+500&集商互通
4&K28+728.257&三岔口互通
本合同段全线共设独立匝道收费站3处，服务区1处。
沿线管理、养护、服务设施规模表
序号&项目名称&主线桩号&车道数
（入/出）&用地面积
1&巴音塔拉互通匝道收费站&K5+500&3/8&31
2&玫瑰营互通匝道收费站&K12+400&3/8&14
3&集商互通匝道收费站&K26+500&2/4&300
4&集宁东服务区&K8+100&&200
3.11 沿线交叉工程与当地生产、生活需要的适应情况
沿线的交叉工程的设置均充分考虑了路网近远期规划、通行的车辆车型以及沿线城镇附近规划发展的需要。
在与国省道和县乡公路均设置了分离式立交；在乡间路、进村路和田间主路均设置了通道和天桥；对田间小路进行合并，设置便道，最大限度的降低由于本项目的实施给沿线群众的生产、出行带来的不便。
3.12 全线土石方情况，取土、弃土方案
本项目地形由黄旗海内陆湖泊盆地区、山前冲积平原区外及低山丘陵区组成，部分路段分布有高大山丘，岗峦起伏，丘陵广布，路线有部分高填深挖路段。路线在内陆湖泊盆地区与山前平原区布线时村镇广布，乡村道路网较密集，为不阻断村镇道路设置通道、通道桥，导致该路段平均填土较高，借方数量较大。
全线其中主线（不含服务区、互通）土石方330.59万方。连接线；连接线土石方57.59万方。
设计中土石方调配尽量远运利用，工程弃方选择视线以外集中规划堆放。弃土场地尽量利用荒山﹑空地和劣地，少占耕地和良田，弃土后进行绿化或复耕，在汇水处设置引水沟，弃土堆坡面尽量放缓，坡脚处设置护脚，减少冲刷。取土场取土后进行绿化或复耕，开挖面采用窗式护面墙防护，在汇水处设置排水沟，避免水土流失。
3.13 占用土地情况及节约用地措施
本段所占土地主要为耕地和林地，设计中坚持可持续发展，树立节约资源理念，贯通交通部“关于在公路建设中实行最严格的耕地保护制度的若干意见”精神，公路设计中尽量减少占用较好的耕地、农田。
公路用地范围：填方路堤为排水沟外边缘以外1m，无排水沟路段为坡脚外2m；挖方路堑为坡顶截水沟外边缘以外1m，无截水沟路段坡顶外2
m；服务区和停车区占地按照需要，在尽量节约的原则下确定；取弃土场按临时用地计。
节约用地措施
⑴ 在路线设计中充分考虑了少占农田；
⑵ 严格控制公路占地宽度；
⑶ 合理设置天桥，尽可能降低路堤高度；
⑷ 合理确定路基填土高度；
⑸ 重视路基断面和边坡设计、路侧边沟和碎落台设计。
全线推荐线占用土地满足《公路建设项目用地指标》的要求。
3.14 与沿线环境及景观的协调情况及环境保护对策
环境保护是我国一项长期的基本国策，依据建设“生态公路、环保公路”的设计理念，公路勘察设计中注意环境影响资料的调查，做好公路建设的环境保护工作。从路线线位布置到桥梁、互通方案的选择，均充分考虑环境景观的要求，将沿线景观视线及范围作为一个完整的景观体系，突出以“生态绿化为背景、以视觉景观为主”主体思想，形成“点、线、面”结合的链状景观体系，注重历史文化内涵的挖掘与充分适用；本着“以不破坏为最大的保护”及“以防为主、防治结合”的原则，力争使公路建设对沿线自然和社会环境所带来的不利影响降到最低程度，保护自然，维护生态的平衡。初设阶段主要采取以下对策：
3.14.1 路线方案
路线方案的布设避让人口密集的村庄、开发区等环境敏感区，必要时采取工程措施减缓噪声及废气污染；路线方案平、纵面线形应与周边环境相协调，尽可能移挖作填，处理好废方，同时采取水土保护及土地复耕等手段减少农业损失。
3.14.2公路用地
项目建设占用大量土地，包括一定数量的耕地和草地等，使原土地丧失所有的农业产出功能，临时占用的土地应进行复耕利用，尽可能弥补或减少永久占用的经济损失。项目实施后，便利的交通使得农产品的销售和输出变得更为容易，拓展商机、促进当地经济的整体发展。
3.14.3 防护及排水
路基边坡采取加固与防护，全线边坡采取植草绿化措施防止水土流失，全线统一进行环保绿化设计，确保公路建成后与周边自然景观相协调；临时用地考虑少占良田，施工完后对临时占地实施复耕还绿；路基设置完善、独立的排水系统，避免对周边原有灌溉系统的污染、破坏，公路房建部分均设置独立的污水处理系统。
3.14.4 沿线村庄及道路
设置必要的分离立交、通道、天桥等构造物，减少公路建设对沿线百姓生产和生活的影响；施工过程中大量筑路设备和材料的运输将增加乡间道路交通量，尤其大吨位车辆通行可能对道路造成一定程度的破坏和拥挤，应做好乡村道路的养护工作和疏导工作。
3.14.5 声环境和水环境
对于工程产生的生态环境问题，将通过景观绿化和养护来恢复；工程中产生的水土流失问题，将采用具体的水保措施来解决，如边坡绿化和防护，取弃土场进行绿化、复耕；雨季施工应设置临时水保工程，防止水土流失，如利用临时边沟、排水沟等。
3.15 分期修建方案及比选结论
本项目一次建成，不采用分期修建。
3.16 各种筑路材料的采用情况
沿线可开采的筑路材料有路基用土、块片石、碎石、砂砾和石灰等，经材料试验，均可满足高速公路的使用要求，各类料场储量较丰富，但因加工能力所限，产量较少，施工中可根据工程要求扩大生产能力，沿线多处河槽产有路用中粗砂，水洗砂。沿线料场运输条件较为方便，绝大部分道路均可通行汽车，对部分便道需进行改（扩）建，外购材料包括钢材、木材等，由集宁本地运输供给。
3.17 新技术、新材料、新设备、新工艺等的采用情况
3.17.1测量新技术
本项目初步设计阶段基础控制测量采用全球卫星定位系统GPS静态定位技术，应用该技术布设路线首级平面控网和加密一级导线平面控制网，该系统具有控制点观测距离长、测量精度高等特点，该测量新技术的使用，极大地提高了外业勘测效率。
3.17.2 路线、路基设计软件、桥梁计算软件
路线设计软件采用目前先进的纬地三维道路CAD系统数模版（HintCAD）软件，该软件可以在数字化地形图的基础上建立三维地面数字模型，实现动态布设路线方案及动态拉坡，能够直观地对路线方案进行比较、优化及完善，明显提高工程勘察设计效率。
路基设计软件采用理正岩土设计软件、路面计算采用哈工大编制的APDS路面计算软件。
桥梁设计及计算主要采用中交公路规划设计院开发的QJX程序进行分析计算。
3.17.3 计算机的使用
项目所有计算、出图均由计算机完成，计算机出图率100%。利用计算机的存储、共享等功能，大大提高了工作效率和文件质量。
3.17.4 管理技术
先进的管理技术是高质量完成任务的基础。本项目严格按照内蒙古交通质量管理体系文件进行质量管理控制。实践证明，依靠先进的管理技术可以保证优质、高效的勘察设计质量。
3.18 设计概算
概算数据详见概算文件。
3.19 下阶段需要深入解决的问题
1、由于此公路为绕城高速公路，村庄密集，开发区多处分区的特点，故对纵断面进行高低线位比较，下阶段择优选用。
2、下穿铁路路面结构的确定：
根据以往公铁立交施工经验，在施工过程中，铁路桥下无法进行振动碾压，因此对此路段路面结构进行特殊设计，故采用复合式路面结构：5cm中粒式沥青混凝土，50cm水泥混凝土，80cm碎石渣。由于无法进行振动碾压，为了公路路基稳定性,施工方案应具体细化。
路线设计重点把握路线方案的选择和路线平纵指标的灵活运用，充分重视公路自身线形协调设计、公路线形与结构物和环境协调设计，并以运行车速进行安全检验。
4.1 路线布设及主要技术指标采用情况
4.1.1 布设原则
处理好路线方案与沿线区域能源设施、公路、电力、电讯、水利设施、城镇、工厂、重要历史文物的关系；在满足公路要求的前提下，适当兼顾地方的合理要求。
合理利用有利地形，灵活运用路线平、纵技术指标，做到指标均衡、顺应地形，合理利用标准选线。注重线形的舒适及合理过渡，重视山岭区的平纵指标平缓过渡，在不过多增加工程数量的前提下，尽可能采用较高的技术指标，提高服务水平，以利项目功能的发挥和营运效益的提高。
⑶ 重视地质选线，路线布设尽量避绕工程地质不良区域，以避免造成不必要的损失。
优化平纵组合，力求路线线形与地形、环境相协调，以适应地形、提高安全性、降低工程造价为目标，不遗漏任何有价值的路线方案，局部多方案比选。
综合考虑沿线公路、管线的交叉处理，要结合地形、水文、被交路改建难易程度、工程规模以及对周边环境的影响等做上跨与下穿的综合比选。
⑹ 路线设计时充分考虑土石方数量平衡，从各个角度出发，综合寻求减小路基土石方数量的途径。
路线在工可推荐路线走廊的基础上，结合沿线地形、地物、工程地质、水文地质、桥位、互通立交以及区域内路网规划和水利设施、环境保护等诸多因素，平、纵、横三方面综合考虑，逐步优化确定。
4.1.2 影响方案布设的主要因素
⑴ 区域公路网
项目位于内蒙古自治区乌兰察布市境内，区域路网较密集，分布有京藏高速、京新高速、二广高速和国省干线及其他二三级公路，因此路线布设时注意控制因素，尽量避免对既有公路的改移，减少交叉次数，增大交叉角度，合理确定上跨与下穿的交叉方式，将干扰降至最低。
⑵ 区域铁路网
本项目路线局部地区与集二、集通、集张、呼张客运专线在各发生一次交叉，下穿集张铁路、呼张客运专线，上跨集二、集通铁路。
⑶ 高压电力电线
项目沿线经过多个村镇，高压线及部分电力线路铁塔位置和线路高度是影响路线平纵面设计方案的重要因素，考虑到高压电力线路拆迁成本较高，路线对上述高压线路均采取避让措施。
⑷ 文物
初测外业收集资料表明，项目区域内分布有自治区级文物保护单位:集宁路遗址，路线方案布设对该文物保护单位均进行了避让，并和文物主管单位达成一致意见。
⑸ 主要河流、渠道
项目沿线分布有弓沟前河、弓沟后河、灌溉渠等水利工程，路线与上述河流、渠道有交叉，路线布设阶段尽量采用以较大交叉角度跨越，减少对现有水利工程的影响。
⑹ 沿线村庄分布及居民出行习惯的影响
沿线村庄较密集，原有道路两侧居民活动频繁，高速公路的建设势必会对现有两侧居民生产生活的往来造成影响，因此方案设计时充分考虑了通道的设置，以满足高速公路两侧的联络及耕作的需求，将对现有居民的影响降至最低。
(7)沿线城镇规划
对于察哈尔工业园区本项目采取靠而不近的原则。
路线交叉控制点简图
4.1.3主要技术指标采用情况
本合同段所经区域位于内蒙古自治区乌兰察布市，所在区属大陆性气候，为内陆干旱、半干旱区，地处内蒙古高原南部，地貌类型以低中山丘陵为主，部分路段分布有高大山丘，岗峦起伏，丘陵广布，平原洼地相间，海拔高度在1200米～1500米之间，相对高差300米，地貌类型为剥蚀丘陵山地和山间盆地平原两大地貌类型，植被较为稀疏，野生动物稀少。
路线所经主要地貌单元有波状丘陵、玄武岩台地及山间盆地、沟谷洼地等；沿线主要地层为第三系陆相碎屑岩、玄武岩及第四系砂土、粉土等；区域地质变化较大。布设路线方案时，尽可能采用与地形、地貌相适应的技术指标，不追求脱离地形条件的高标准，但也不采用技术标准规定的一般最小值。在不过多增加工程量的前提下，尽量采用较高技术指标，以保证行车安全，提高公路使用质量。路线平、纵面设计方案经多次优化调整，所采用各项技术标准均符合《公路工程技术标准》（JTG
B01－2003）的有关规定要求，平纵组合良好。
主要技术指标采用情况
&&技术指标名称&单位&采用指标&规范指标
1&路线长度&Km&28.443
2&交点个数&个&6
3&增长系数&&1.056
4&平均每公里交点个数&个&0.207
5&圆曲线占路线总长&%&15.684
6&不设超高最小圆曲线半径&m&4000&4000
7&圆曲线最大半径&m&4000&—
8&圆曲线最小半径&m&1200&700
9&最大纵坡&%&2.95&4
10&最短坡长&m&355&250
11&平均每公里变坡点个数&个&1.502
12&最小凸型竖曲线半径&&11000&10000
13&最小凹型竖曲线半径&&7000&4500
14&竖曲线占路线总长&%&40.482
15&桥涵设计荷载&&公路—Ⅰ级
16&设计洪水频率&&桥梁和路基1/100
4.2 可行性研究报告批复的路线控制点执行情况
路线方案控制点完全按可行性研究报告批复的控制点执行。
路线起点接京新高速公路土城子互通预留接线点，起点桩号为K0+500，在K2+425下穿现有张集铁路（铁路村号为K130+593.08），沿大城店南村村东向北，在K3+724处跨越G6高速公路（K317+440），并设置了7-50m分离立交，在K4+787.5和上跨国道110线，并设置巴音塔拉双喇叭互通；路线继续向北，经后毛店地西，庞家村东，于玫瑰营镇西约1Km处和现有集宁至玫瑰营三级相交，并设置玫瑰营双喇叭互通，（集宁至玫瑰营三级公路已列入本项目连接线进行改建，连接线长10.036Km），由此向北沿新建村西、望爱村东并上跨应急通道交叉，设置了4-25m分离式立交（按一级公路预留）；经弓沟村东折向西北，跨越了集商二级公路，设置了集商互通；利用高架桥连续跨集二铁路、国道208，终点K28+728.258止于G55高速（K320+896），并设置了枢纽互通。
连接线起点位于应急通道公路（K20+400），桩号K0+000，经泉脑子村，终点和集宁工业园区道路相接，桩号K10+035.65。
4.3 路线方案布设、优化及比选论证
4.3.1 方案布设
4.3.1.1 K0+500-K5+000段
路线起点：路线起点接京新高速公路土城子互通预留接线点，在K2+425处与现有张集铁路垂直相交，张集铁路为26-32m大桥，路桥梁高度为8.2m，如果采用上跨张集铁路，将会增加一座特大桥，故采用下穿方式进行，为了尽量减少对铁路泄洪量的压缩，又使路线顺直，从现有铁路桥第24、25孔穿过，后与拟建的呼张客运专线相交，该铁路专线为快速铁路，根据《铁建设〔号文件》的要求，铁路客运专线与其它道路相交，应采用铁路客运专线上跨其它道路，所以与呼张客张运线的交叉形式同样采用下穿，就本项目与张集铁路和拟建的呼张客运专线管理单位进行协商，并且达成建设方案的一致意见，详见铁路设计单位已复函，详见蒙冀铁路有限责任公司文件《蒙冀铁工程【2011】56号》、中铁工程设计咨询集团有限公司《中铁咨技函【号》、呼和浩特铁路局《关于集宁绕城高等级公路与铁路立交的复函》（呼铁师函【号），路线穿越拟建铁路后继续向北前进，在K3+724处与G6高速公路交叉，该交叉G6高速公路路基高2.5m，本项目无法下穿现有G6高速公路；所以此处交叉设置了交角为90度的7-50m大桥上跨了现有G6高速公路。与G6高速公路交叉后路线向北前进行，路线位于北大城店西侧，有少量的拆迁，在K4+787.85处现有改建的国道110一级公路相交，为了便于本项目与国道110线的车辆快速转换，在此处交叉设置了双喇叭互通，双喇叭位于西北象限，根据交通量转换，双喇叭互通应放在本项目与国道110交叉的西南象限，但西南象限为规划中的元代集宁路遗址考古公园，若将双喇叭互通置于西南象限，将影响了考古公园的规划和建设并对北大城成店村存在大量拆迁，故将玫瑰营互通置于西北象限。
K0+500-K5+000段路线方案
4.3.1.2& K5+000-K13+000段
路线与国道110交叉后，线位沿察哈尔工业园区规划东边界向北布线，受路线左侧农场和张喜村的制约。为减少对村庄的拆迁和占用农场，路线从农场东边和后毛店地村之间穿过沿农场东边前进致庞家村村东北，后路线偏向西北，从玫瑰营农场东侧穿过，在K12+952.873处上跨集宁至玫瑰营段三级公路（改建为本项目连接线），且在交叉的西南象限设置双喇叭互通。
4.3.1.3& K13+000-K20+000段
与连接线交叉后沿山脊线向西北方向布线，在K18+460与跨越楚伦河，跨越处河流断面较窄，且其上游有一溃坝水库，下游为楚伦村，路线在水库与楚伦村之间布线，经过楚伦后路线从弓沟和弓沟水库空挡间穿过。
4.3.1.4& K20+000-K28+728.258段
路线跨越弓沟东侧垭口后折向西北方向，顺坡而下，受弓沟后河及小油路的影响，设置18孔20米大桥，同时跨越弓沟后河和小油路，跨越走向为东南向西北走向，
路线在K27+139处上跨在建的集商二级公路，并设置单喇叭互通立交；路线到达终点段，受终点接线位置和集二铁路路基高度及国道208的影响，路线采用高架桥同时跨越集二铁路和国道208线，后采用枢纽互通于G55高速K320+896相接。
路线终点：路线终点位于G55高速公路K320+896处。此处G55高速公路平面线型好，纵面地型平缓，纵坡符合互通区主线纵坡。如终点位置南移，G55高速公路主线纵坡大于2%，不便于终点枢纽互通的设置，且距黄家村服务区较进，不便于标志标牌的识置，如将终点北移，G55高速公路、国道208线、集二铁路距离较近，且集二铁路与G55高速公路相对高差大，将导致终点互通无法修建。
4.3.2 方案比选
由于本项目是绕城高速公路，路线布设时要与集宁城市总体规划相结合，路线应以短捷方式布设，路线布线时紧靠规划区东侧，受起终点及张集铁路、国道110线、农场、集二铁路、国道208线及沿线村庄的制约，路线平面方案布设时无其它有价值的可比方案，故本项目平面无其他比选方案。
方案提出理由：考虑到本方案所经地区耕地及沿线村庄较多，通道设置密度较高，造成路
基高度较高，为降低路基高度，减少占地，因此采用不同路基高度进行纵面方案的比选。
根据本项目通道的设置情况，将K4+500～K14+200段通道进行合并，可改为上跨天桥的纵断面比选，具体分析如下：
由于降低路基，无法满足通道设置的要求，影响了沿线居民的正常通行，因此根据现有道路的实际情况，设置了9处天桥。天桥的设置可有效地除低路基高度，以减少对土地的占用，并通过改移天桥处的现有道路来实现与周围路网连接。
○1主线方案（高线）
主线采用设置通道，主线上跨被交道路基高度较高，不存在道路被改移，也符合沿线居民的习惯出行。
A、&路基填土较高，不良地质对路线影响较小，有利于保证路基稳定；
B、&通道设置合理，方便沿线居民的正常通行；
C、&造价低；
A、&路基土石方量较大；
B、&占地多
②比较方案（低线）
主线方案由于通道设置较多，使路基设计较高，增加了主线土石方量，占用土地较多，因此比较方案由原通道改设为天桥，从而降低了路基填土高度。
A、&路基填土高度低，较主线土石方数量小；
B、&占用土地少。
A、&取消合并原有道路通道，不方便沿线居民出行，社会问题多；
B、&合并通道，需增加改移原有砂石路，改移工程量较大；
③ 方案比选
路线方案比较详见下表。
路线方案比较表
序号&工程项目&单位&主线方案&比较方案
1&路线长度&公里&9.918
2&公路用地&亩&
3&路基土石方&土石方数量
&万立方米&100.52
&&平均每公里数量
&万立方米/公里&12.94
4&排水防护工程(浆砌片石/水泥混凝土)&立方米&&
5&不良地质地段&公里&6.054&6.054
6&路面工程&千平方米&229.413
7&桥梁涵洞&大桥&米/座&　&　
&&中桥&米/座&　&　
&&小桥&米/座&49.5/3&61.0/4
&&涵洞&道&4
9&互通式立交&处&2　&　
11&分离立交&座&3&　
12&通道桥&座&9&0
13&天桥&座&&9
14&造价&万元&57208.83&56872.07
结论：综合比选，虽经过后并通道，增加天桥，降低了路基高度，减少了主线占地面积，但此比较方案造价高于主线方案，故推荐主线方案。
&五、路基、路面
5.1 沿线地质概况
详见2.3&节沿线自然地理及地质概况。
5.2 一般路基设计
5.2.1 设计原则
初步设计勘察设计阶段对本项目沿线地形、地貌、地质、水文、气象、地震等自然条件进行了全面调查研究，充分收集路基设计所需的资料。路基设计遵循“因地制宜、就地取材、以防为主、防治结合、安全经济、造型美观、顺应自然、与环境景观相协调”的原则，采取有效的防治措施，防治路基病害和保证路基的稳定，具体原则如下：
安全耐用：即要求在工程设计阶段就要全面考虑工程质量及后期的养护工作，综合考虑施工的难易程度、质量过程控制的难易程度、方案的可行性、材料的耐久性，优先选择使用成熟的工程方案及工艺，同时注重新材料、新工艺的应用。
节约投资：对设计方案进行大量、充分的比选，在比选过程中把节约投资放在一个较重要的位置来考虑。
节约用地：项目所在区耕地稀有而珍贵，是较敏感的社会资源。线位一旦确定，节约耕地的工作就具体化到了路基设计。
保护环境：在路基设计过程中注重景观融合、注重细部处理，树立外观质量也是工程质量的一部分的观念。
5.2.2 路基横断面布置及加宽超高方式
（1）横断面布置
整体式路基：主线路基宽33.5
m，其中中央分隔带宽2.0m、行车道6&3.75m、硬路肩2&3.00m、路缘带2&0.75m、土路肩2&0.75m。连接线路基宽24.5m，其中中央分隔带宽2.0m、行车道4&3.75m、硬路肩2&2.50m、路缘带2&0.75m、土路肩2&0.50m。
在K1+105.809～K3+348.324下穿张集快速铁路段设置分离式路基：一侧路基宽16.75m，行车道3&3.75m、左侧硬路肩1.00m、右侧硬路肩3.00m、左侧土路肩0.75m、右侧土路肩0.75m。行车道及硬路肩横坡为2.0%，土路肩为2.0%。
整体式路基横断面图
分离式路基横断面图
（2）用地范围
填方路段：填方路段占地范围:无排水设施时，为路基坡脚外2.0m有排水设施为排水设施外1.0m。
挖方路段：挖方路段占地范围:无拦水埂时，为路堑坡顶外2.0m有拦水埂时为拦水埂外1.0m。
（3）路基加宽及超高
路基设计标高为左侧路缘带外侧边缘的标高。
路基的超高方式为：按规范要求设置超高，整体式路基超高绕中央分隔带两侧边缘旋转，分离式路基超高绕路基设计标高线旋转。
5.2.3 填方路基设计
路基标高首先要求满足1/100洪水位要求，其次还要尽量满足土石方平衡、交叉结构物净空等要求。沿河及受水浸淹的路基设计标高大于路基设计洪水水位+壅水高+浪高+0.5m.
路基最小填土高度：填土高度除受洪水位控制的路段外，还应考虑地下水位的影响。
填方边坡坡率：填高小于、等于8.0m时，边坡坡率采用1：1.5；填高大于8.0m时，在8.0m处变坡，并设置2.0m宽边坡平台，8.0m以上边坡坡率采用1：1.5，8.0m以下边坡坡率采用1：1.75;填高大于8.0m小于20.0m时,
边坡上部8.0m采用1：1.5，以下每8.0m一变坡，坡率依次为1：1.75，1：2，并在变坡处设置2.0m宽边坡平台；填高于20m时属高填方路基设计。
5.2.4 挖方路基设计
挖方边坡坡率：凡挖方路段坡脚设置2.0m宽碎落台(积雪段落上风侧设置3m宽储雪场，下风侧2m)，碎落台上设置2%向内倾斜的横坡，挖深大于6.0m时，路堑边坡由下至上每隔6.0m设置一处宽2.0m的边坡平台，平台上设置2%向内倾斜的横坡：n为边坡坡率，土质及强风化岩石情况下n=1.0；弱风化岩石情况下n=0.75；当挖深大于20.0m时属深挖方路基设计。
5.2.5 路基压实标准及填料要求
根据中华人民共和国交通部发布的《公路工程技术标准》（JTG
B01—2003）、《公路路基设计规范》及《公路沥青混凝土路面设计规范》的要求，考虑到路基压实度应保证路基具有足够的强度和稳定性，使路面有一个必要的稳固土基，在填筑路堤时，应将填土分层压实。路基各层采用重型击实试验应符合下表的规定。
路基填料最小强度、最大粒径及压实度(重型)一览表&&&&&&
项目分类&路面以下深度
(cm)&填料最小强度(CBR)(%)&填料最大粒径(cm)&压实度
基&上路床&0～30&8&10&≥96
&下路床&30～80&5&10&≥96
&上路堤&80～150&4&15&≥94
&下路堤&150以下&3&15&≥93
零填及挖方路基&0～30&8&10&≥96
5.2.6填挖交界路基设计
本项目半填半挖路基的挖方处应在路槽下超挖0.8m后再以土方回填，以减小路基横向不均匀沉降。土工格栅的铺设位置：第一层铺设于路床顶面，第二层铺设于路床底面，其下第一、二级台阶铺设6.0m宽的土工格栅。
纵向填挖交界路基应向挖方侧超挖7.5m长后再用土方回填。土工格栅的铺设位置：第一层铺设于路床顶面，第二层铺设于路床底面，其下第一、二级台阶铺设6.0m宽的土工格栅。
为了提高基底压实度，减少路基不均匀沉降，对陡坡路堤及填挖交界处路基基地进行冲击碾压处理。
土工格栅采用“中华人民共和国交通行业标准（JT/T
480-2002）”中双向粘焊土工格栅（GSZ60），要求格栅每延米纵、横向极限抗拉强度均不小于60KN/m，纵、横向标称抗拉强度下的伸长率不大于12%，
纵、横向2%伸长率时的拉伸力不小于22KN/m，纵、横向5%伸长率时的拉伸力不小于40KN/m，粘、焊点极限剥离力不小于30N，当进行土工格栅搭接时，其搭接宽度不小于20cm，搭接处采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字连接。采用Φ8U型钢筋钉横向300cm*纵向300cm固定土工格栅。
5.2.7 台背路基设计
为防止桥头跳车等路桥（涵）过渡路基不均匀沉降产生的病害，本项目对过渡段路基进行了回填处理：台后搭板以下0.3m内填筑水泥稳定级配碎石，其材料、配合比、施工工艺等要求与路面底基层相同，剩余部分填未筛分碎石，要求分层碾压，填料最大粒径应小于100mm，压实度保证96%以上。台后与路基衔接处开挖台阶，挖台阶宽度150cm，台高100cm，向内倾2%。
5.3 特殊路基设计
5.3.1 特殊路基设计原则
加强地质勘察工作：结合本项目的特点，在外业调查阶段，充分重视软土地基、风吹雪路基等不良地质的调查工作。并在外业踏勘的基础上，整理归纳具体应该控制的工点段落，有针对性地对地质勘察工作提出要求，包括勘探点位的布设、钻孔深度、取样的原则和要求，土样试验要求等。
多方案比选论证：综合考虑地质勘察成果、设计计算结论、地方处理经验、工程施工难度、处治效果、工程造价对比等因素，对特殊路基设计方案进行大量、充分的比选，选择最优的方案推荐实施。
贯彻动态设计理念：由于特殊路基地质条件的复杂性，不可预见的因素比较多，设计阶段的地质勘察工作不可能把所有的问题都揭示出来。因而我们要贯彻动态设计的理念，做好施工期的配合工作及营运期的跟踪服务工作，对出现的问题进行及时处理。
5.3.2 特殊路基处理
本项目总体来说地质情况较好，但在局部地段存在一些不良地质病害，具体处理方式：
粘土挖方段（湿-饱和）结构层以下换填80cm石碴，并设置盲沟；
低洼积水饱和状态，积水段填筑150cm石碴，并设置反压护道；
（湿）一般积水段，清表后填筑80cm石碴。粘土填方段，清表后填筑30厘米石碴。
5.4路基防护工程设计
建绿色通道，走环保之路，是目前公路建设可持续发展的必然方向。集宁东绕城高速公路设计本着“优质、生态、绿色、环保”的防护理念，在确保公路的稳定和高速行车安全的前提下，同时达到与周围环境协调，美化高速公路、降低工程造价的目的，充分利用本地区植物资源，创造良好的行车环境。
路基防护设计主要以经济适用、方便施工、美化景观为原则，以《公路路基设计规范》（JTG
D30-2004）为依据，并结合边坡稳定、土质类型、坡面排水、区域内的工程经验等因素综合确定防护类型,经过综合比选后，确定如下防护形式。
当填方边坡高H≤3m，坡面播撒适于当地生长的草籽，播撒