邱裕華

（上海隧道工程有限公司，上海市200082）

文一路地下通道工程中明挖段設(shè)計(jì)方案比選

邱裕華

（上海隧道工程有限公司，上海市200082）

針對(duì)文一路地下通道位于城市中心區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)文一路地下通道工程中明挖段的兩個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析類(lèi)比，最終確定了功能更好、對(duì)周邊環(huán)境影響更小的方案二為設(shè)計(jì)方案。

地下通道；中明挖段；設(shè)計(jì)方案；比選

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市車(chē)流量越來(lái)越大，僅僅依靠地面道路已無(wú)法滿足城市的交通通行要求，在城市中心區(qū)建設(shè)地下通道成為解決交通擁堵的有效手段。由于城市中心區(qū)存在大量市政管線，且交通流量大，周邊環(huán)境復(fù)雜，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工籌劃階段需綜合考慮城市中心區(qū)特殊的環(huán)境因素，確定合理的設(shè)計(jì)施工方案。

本文以杭州市“三縱五橫”快速路網(wǎng)中“一橫”的組成部分——杭州文一路地下通道（保俶北路—紫金港路）工程為依托，采用類(lèi)比分析方法，進(jìn)行工程中明挖段設(shè)計(jì)方案的比選，為類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)施工提供參考[1]。

1 工程概況

文一路地下通道（保俶北路—紫金港路）工程隧道主線段工程?hào)|起保俶北路，西至紫金港河，工程起止里程為K1+040～K6+164，全長(zhǎng)5.124 km，設(shè)計(jì)車(chē)速60 km/h，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為地下采用雙洞雙向4車(chē)道，地面采用雙向6車(chē)道。

地下隧道長(zhǎng)約4.78 km，其中盾構(gòu)區(qū)間長(zhǎng)約3.51 km，明挖區(qū)間長(zhǎng)約1.27 km，區(qū)間采用直徑11.66 m盾構(gòu)推進(jìn)，如圖1所示。

圖1 文一路地下通道（保俶北路—紫金港路）工程平面布置圖

2 設(shè)計(jì)方案比選

2.1 設(shè)計(jì)方案比選項(xiàng)目

該工程是杭州市政府首次采用BOT模式的市政道路建設(shè)項(xiàng)目[2]。工程位于杭州城西中心區(qū)，采用明挖法與盾構(gòu)法施工，地質(zhì)條件復(fù)雜，周邊建筑及地下管線密集，施工難度大。

在確定中明挖段設(shè)計(jì)方案時(shí)，根據(jù)工程的特點(diǎn)，著重考慮以下5個(gè)方面的影響[3]。

（1）功能

功能是設(shè)計(jì)方案的核心內(nèi)容[4，5]，在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，盡可能提升工程的便利性與使用性能。

（2）周邊環(huán)境影響

工程位于杭州城西軟土層，周邊建筑物及管線較多，土層受基坑開(kāi)挖影響大，方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮盡量減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

（3）施工工法

施工工法是影響設(shè)計(jì)方案的重要因素。設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量使用成熟的施工技術(shù)，減少施工風(fēng)險(xiǎn)。

（4）社會(huì)影響

工程位于杭州城西中心區(qū)，施工過(guò)程中必然對(duì)周邊居民出行及社會(huì)環(huán)境造成影響，設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量減少對(duì)社會(huì)交通及周邊商鋪營(yíng)業(yè)的影響。

（5）造價(jià)

工程造價(jià)是影響方案的重要因素，在滿足功能的前提下，盡量減少工程造價(jià)。

中明挖段設(shè)計(jì)方案主要圍繞以上5個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行類(lèi)比分析，選擇優(yōu)勢(shì)項(xiàng)多的方案作為最終方案。

2.2 設(shè)計(jì)方案概況

（1）方案一

中明挖段隧道北線長(zhǎng)約860 m，南線長(zhǎng)約822 m，寬13～58 m（見(jiàn)圖2）。2#、3#工作井開(kāi)挖深度分別為 24.6 m、23.8 m，暗埋段開(kāi)挖深度12.8～17.4 m。主線最大縱坡5%，匝道最大縱坡6%，最小縱坡0.5%，困難地段0.3%。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，如圖3所示。工作井采用1 200 mm地墻，暗埋段采用800 mm地墻，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為南北獨(dú)立的箱型結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

圖2 方案一中明挖段隧道平面布置圖

圖3 方案一中明挖段隧道圍護(hù)平面布置圖

圖4 方案一中明挖段內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面型式

（2）方案二

明挖段隧道北線長(zhǎng)約650 m，南線長(zhǎng)約601 m，寬13～52 m（見(jiàn)圖5）。2#、3#工作井開(kāi)挖深度23.5 m、22.8 m，暗埋段開(kāi)挖深度11.2～17 m。主線最大縱坡5%，匝道最大縱坡6%，最小縱坡0.5%，困難地段0.3%。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，工作井采用1 200 mm地墻，暗埋段采用800 mm地墻，如圖6所示。內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用“兩孔一管廊”的斷面型式，即“兩個(gè)車(chē)行隧道孔+一個(gè)設(shè)備管廊孔”，如圖7所示。

圖5 方案二中明挖段隧道平面布置圖

圖6 方案二中明挖段隧道圍護(hù)平面布置圖

圖7 方案二中明挖段內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面型式

2.3 設(shè)計(jì)方案比選

2.3.1 功能比較

（1）進(jìn)出匝道布置

如圖8、圖9所示，中明挖段布置兩對(duì)平行匝道。方案一為一對(duì)匝道位于道路兩側(cè)，右進(jìn)右出，一對(duì)匝道位于道路中部，左進(jìn)左出。方案二為兩對(duì)匝道均位于道路兩側(cè)，交通組織均為右進(jìn)右出，符合常規(guī)駕駛習(xí)慣。

圖8 方案一匝道布置與交通組織平面圖

圖9 方案二匝道布置與交通組織平面圖

（2）設(shè)備、管線布置

方案一隧道主線明挖矩形隧道采用南北分離式結(jié)構(gòu)。各類(lèi)設(shè)備及管線主要布置于隧道兩側(cè)裝修層內(nèi)及頂部空間（見(jiàn)圖10中圈中位置）。車(chē)道右側(cè)設(shè)置0.75 m寬檢修道，電纜管道維修需占用部分車(chē)道，對(duì)隧道運(yùn)營(yíng)有一定影響。

方案二斷面取消隧道右側(cè)0.75 m寬檢修道，增設(shè)中間管廊通道，主要電纜管道均布置于管廊通道內(nèi)（見(jiàn)圖11中圈中位置）。電纜管道設(shè)置于獨(dú)立空間，維修管理方便，對(duì)隧道正常運(yùn)營(yíng)無(wú)影響。

圖10 方案一隧道建筑斷面布置

圖11 方案二隧道建筑斷面布置

圖12為中明挖段周邊建筑物與隧道的間距對(duì)比。由圖12可知，方案二中建筑物與隧道水平間距相對(duì)較遠(yuǎn)，施工影響相對(duì)少一些，且圍擋距離建筑較遠(yuǎn)，對(duì)建筑內(nèi)一樓商鋪營(yíng)業(yè)影響較小。

圖12 隧道與建筑物間距對(duì)比

2.3.3 施工工法

方案一南北線基坑分期開(kāi)挖施工（明挖法）（見(jiàn)圖13）；方案二基坑整體開(kāi)挖（見(jiàn)圖14），局部半蓋挖順作法施工。方案一始發(fā)井及接收井處盾構(gòu)覆土分別為7.5m和8 m；方案二始發(fā)井及接收井處盾構(gòu)覆土為6 m和7 m。方案二施工籌劃相對(duì)復(fù)雜，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)出洞覆土更淺（小于1D，超淺覆土），施工管理與技術(shù)要求更高[6]。

圖13 方案一采用分期開(kāi)挖（明挖法）

圖14 方案二采用整體開(kāi)挖（局部半蓋挖順作法）

2.3.4 社會(huì)環(huán)境影響

兩個(gè)方案交通導(dǎo)改及臨時(shí)管線遷改范圍比較見(jiàn)圖15。

圖15 交通導(dǎo)改與臨時(shí)管線遷改區(qū)域?qū)Ρ?/p>

方案一豐潭路、益樂(lè)路、通普路均需翻交，方案二僅益樂(lè)路需翻交。

方案一管線臨時(shí)遷改區(qū)域較方案二長(zhǎng)約130 m，且豐潭路、益樂(lè)路、通普路交叉口處的橫向管線需臨時(shí)遷改；方案二僅益樂(lè)路交叉口處的橫向管線需臨時(shí)遷改。

綜上，方案一交通導(dǎo)改涉及三個(gè)路口翻交，特別是豐潭路為主干路，交通流量大，交通導(dǎo)改整體影響較大。方案一管線遷改范圍明顯超出方案二，管線遷改量及相關(guān)施工圍擋對(duì)社會(huì)交通及周邊商鋪營(yíng)業(yè)都有影響。因此方案一對(duì)社會(huì)環(huán)境影響更大。

2.3.5 工程造價(jià)

方案一明挖段較方案二長(zhǎng)，方案二施工籌劃復(fù)雜，隧道覆土更淺，需增加相應(yīng)的施工措施。經(jīng)計(jì)算，方案一工程造價(jià)約為3.2億元，方案二工程造價(jià)約為3.0億。

2.3.6 比選結(jié)果

綜合以上類(lèi)比分析（見(jiàn)表1），方案二的功能性更好，對(duì)周邊及社會(huì)環(huán)境影響更小，施工難度相對(duì)較大，造價(jià)略低，因此選擇方案二做為最終的設(shè)計(jì)方案。

表1 各項(xiàng)指標(biāo)綜合比較表

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)此次中明挖段的兩個(gè)設(shè)計(jì)方案比選研究，選擇了方案二作為最終方案。設(shè)計(jì)方案經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評(píng)審后，文一路地下通道中明挖段基坑已經(jīng)進(jìn)入施工階段，目前正在進(jìn)行一期基坑開(kāi)挖施工。本文采用的設(shè)計(jì)方案比選模式可以為后續(xù)類(lèi)似工程提供借鑒。

[1]陳虎，徐文平，周建偉.某大跨度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比選及體系優(yōu)化[J].江蘇建筑,2010（2）:29-31.

[2]金禮.建筑工程設(shè)計(jì)施工一體化的應(yīng)用與展望[J].建材與裝飾, 2015（2）:37-38.

[3]游芬.天平山隧道設(shè)計(jì)方案比選[J].高速鐵路技術(shù),2011,3（增刊）:371-373.

[4]DellIsola J.VE in the Construction Industry[M].Toronto: VanNostrand company,1982.

[5]Kelly J.and male S.Value management in Design and Construction: The Economic Management of Project[M].London:Taylor&Francis Group,1992.

[6]周文波.盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.

U412.37+3.1

B

1009-7716（2017）03-0017-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.03.005

2017-01-12

邱裕華（1984-），男，江蘇啟東人，碩士，工程師，長(zhǎng)期從事隧道及地下空間開(kāi)發(fā)科研工作。