廣渠路隧道工程交通疏解鋪蓋體系方案研究

王安勐，徐立強(qiáng)

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

0 引言

隨著我國(guó)城市建設(shè)的不斷深入，地下線路工程逐漸成為了城市建設(shè)的重點(diǎn)方向。而在城市內(nèi)部進(jìn)行地下線路工程的建設(shè)，不可避免的會(huì)對(duì)現(xiàn)況交通的運(yùn)行產(chǎn)生巨大的影響。對(duì)于大部分城市而言，阻斷交通是不可接受的。因此，在這種環(huán)境下，地下線路工程在建設(shè)過(guò)程中對(duì)現(xiàn)況交通的導(dǎo)改問(wèn)題便成為了工程建設(shè)中越來(lái)越重要的考慮因素。

在目前主要的地下線路工程施工方法有盾構(gòu)法、明挖法、蓋挖法及暗挖法。其中盾構(gòu)法對(duì)現(xiàn)況交通幾乎沒(méi)有影響，明挖法是對(duì)交通疏解影響較大的一種施工工法，但由于其工法簡(jiǎn)單、工期較短、造價(jià)低、質(zhì)量容易保證等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前地鐵施工中首選工法。蓋挖法施工對(duì)于保證城市交通正常運(yùn)行起到重要作用，在施工期間不中斷交通。暗挖法與明挖法、蓋挖法的本質(zhì)區(qū)別在于施工工法的不同，采用暗挖法對(duì)交通無(wú)影響但暗挖法造價(jià)較高[1]。

蓋挖法的初期，僅短時(shí)間內(nèi)在地面開(kāi)挖，對(duì)交通的影響介于明挖與暗挖法之間，其只在加固地表并實(shí)施上蓋板時(shí)對(duì)交通產(chǎn)生一定影響[2]。在我國(guó)首次采用鋪蓋法施工的是廣州地鐵江南西站，隨著地鐵工程的大規(guī)模推進(jìn)，鋪蓋法施工已經(jīng)成為了一個(gè)重要的施工手段，并在發(fā)展過(guò)程中逐漸向裝配式施工邁進(jìn)，如北京地鐵9號(hào)線豐臺(tái)北路站，在建設(shè)過(guò)程中便采用裝配式鋪蓋法施工建設(shè)[3] 。

1 工程概況

廣渠路東延（怡樂(lè)西路～東六環(huán)路）規(guī)劃為城市主干路，道路紅線寬度為60m，長(zhǎng)約7.6km。廣渠路東延起點(diǎn)起點(diǎn)接怡樂(lè)西路高架橋，主線上跨怡樂(lè)西路、楊莊路后入地，在東六環(huán)西輔路西側(cè)出地面，與六環(huán)路相交，全線設(shè)置地面道路系統(tǒng)，見(jiàn)圖1。

圖1 廣渠路東延道路總體設(shè)計(jì)圖

地面道路規(guī)劃定位為景觀大道，雙向六車(chē)道。地下道路設(shè)置為雙向隧道，采用雙向六車(chē)道，隧道上方設(shè)置市政綜合管廊，見(jiàn)圖2。廣渠路東延橫穿整個(gè)通州城區(qū)，現(xiàn)況條件復(fù)雜，除了地上地下的眾多管線及相交道路外，主要的影響因素還包括兩側(cè)建筑物，地鐵八通線（與廣渠路東延相交角度為22°），果園環(huán)島及高壓線等對(duì)交通導(dǎo)改影響較大的因素。其中，翠屏西路至京津公路段為控制條件集中地段，交通導(dǎo)改難度較大，因此本次道路工程方案將針對(duì)此段道路導(dǎo)改進(jìn)行說(shuō)明分析。

圖2 廣渠路東延標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)圖

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本次交通導(dǎo)改設(shè)計(jì)除了利用規(guī)劃紅線寬度外還需利用紅線外側(cè)規(guī)劃外圍公園空間進(jìn)行設(shè)計(jì)，導(dǎo)改斷面總寬度為75～90 m，導(dǎo)改道路設(shè)計(jì)速度為40 km/h，主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 導(dǎo)改道路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表

3 交通疏解道路方案設(shè)計(jì)

3.1 現(xiàn)況交通調(diào)查分析

本次對(duì)現(xiàn)況道路以及沿線主要的交叉口流量進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查時(shí)間為早高峰（7：30～8：30）。通過(guò)調(diào)查，現(xiàn)況道路主路東-西交通量為3 384 pcu/h，西—東交通量為1 194 pcu/h，方向不均衡系數(shù)為0.74，潮汐現(xiàn)象比較明顯。從現(xiàn)狀早高峰交通運(yùn)行來(lái)看，工作日果園環(huán)島以西（通朝大街）東-西方向存在交通擁堵，主要集中在楊莊路、怡樂(lè)中路和翠屏西路幾個(gè)路口，負(fù)荷度約在0.75～0.85之間，果園環(huán)島以東整體運(yùn)行良好，負(fù)荷度低于0.5；從晚高峰（18：00～19：00）交通運(yùn)行情況來(lái)看，五環(huán) -六環(huán)段交通運(yùn)行良好，整體負(fù)荷度不高，運(yùn)行比較通暢。

具體而言，果園環(huán)島以東（通朝大街）西-東方向除與怡樂(lè)中路相交處存在擁堵，負(fù)荷度約0.9，其余雙方向運(yùn)行通暢，負(fù)荷度低于0.5；果園環(huán)島以東-東六環(huán)（運(yùn)河西大街）整體運(yùn)行通暢，負(fù)荷度低于0.5；此外六環(huán)以東（運(yùn)河?xùn)|大街）交通運(yùn)行通暢，服務(wù)水平較好。

3.2 道路導(dǎo)改方案

依據(jù)現(xiàn)況交通調(diào)查資料，本次導(dǎo)改設(shè)計(jì)采用雙向六車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)，兩側(cè)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車(chē)道及人行道。廣渠路東延交通導(dǎo)改在明挖段時(shí)，利用兩側(cè)用地分幅進(jìn)行交通導(dǎo)改，而鋪蓋段則需要根據(jù)建設(shè)時(shí)序進(jìn)行交通導(dǎo)改。鋪蓋段主要存在于翠屏西路至京津公路段，其交通導(dǎo)改方案分兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段采用分幅導(dǎo)改，導(dǎo)改道路通過(guò)翠屏西路后，占用南北兩側(cè)用地進(jìn)行導(dǎo)改，而后導(dǎo)改道路至京津公路西側(cè)利用鋪蓋段合并為一幅道路，見(jiàn)圖3。

圖3 第一階段導(dǎo)改方案圖

第二階段道路全部導(dǎo)改至用地南側(cè)，利用已建成地下道路段進(jìn)行交通導(dǎo)改。道路在與翠屏西路相交處利用鋪蓋段進(jìn)行路口渠化設(shè)置。本階段受到用地控制，人行步道寬2 m，非機(jī)動(dòng)車(chē)道寬3 m，在施工期間滿足出行需求，見(jiàn)圖4。

圖4 第二階段導(dǎo)改方案

4 鋪蓋總體方案設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原則

（1）上部結(jié)構(gòu)

作為鋪蓋的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)該具備合理可變的跨徑，以滿足不同基坑寬度的使用要求。而為滿足快速施工的要求，上部橋面系應(yīng)該方便安裝和拆卸，且可重復(fù)使用。常見(jiàn)的上部結(jié)構(gòu)可采用貝雷梁、預(yù)制混凝土梁、型鋼梁等。

（2）下部結(jié)構(gòu)

鋪蓋體系的下部結(jié)構(gòu)樁基應(yīng)與基坑支護(hù)立柱統(tǒng)一設(shè)置，立柱的間距滿足橫撐的間距模數(shù)要求?？v向系梁和立柱能方便連接。蓋梁可根據(jù)實(shí)際需要采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。結(jié)合實(shí)際情況，本工程采用12 m一幅的現(xiàn)澆鋼筋混凝土蓋梁柱式墩，蓋梁尺寸為1.4m×1.3 m，立柱采用1.2 m鋼筋混凝土立柱，外側(cè)設(shè)置2 cm厚鋼護(hù)筒。蓋梁構(gòu)造見(jiàn)圖5。

圖5 廣渠路鋪蓋體系蓋梁柱式墩構(gòu)造圖（單位：cm）

4.2 貝雷梁鋪蓋體系

鋪蓋體系所采用的貝雷梁采用321桁架，橫向布置間距為1 m，根據(jù)基坑寬度對(duì)貝雷梁構(gòu)件進(jìn)行組合。貝雷梁上鋪設(shè)槽鋼及橋面系。并且在兩幅貝雷梁間設(shè)置斜向腹桿加強(qiáng)橫向聯(lián)系、平面外穩(wěn)定及縱向整體剛度，具體做法見(jiàn)圖6。

圖6 貝雷梁鋪蓋體系典型橫斷面（單位：cm）

4.3 空心板鋪蓋體系

鋪蓋體系所用空心板，可根據(jù)實(shí)際情況選用先張法或后張法預(yù)應(yīng)力空心板。本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)考慮工期緊張、行車(chē)速度高、舒適性要求高等因素，采用1.25 m先張法空心板，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為13 m及20 m。具體做法見(jiàn)圖7。

圖7空心板鋪蓋體系典型橫斷面（單位：cm）

4.4 后續(xù)需研究的問(wèn)題

鋪蓋體系在城市地下空間如地下隧道、地鐵等基坑支護(hù)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用。已經(jīng)取得了較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。但也存在部分問(wèn)題，后續(xù)需開(kāi)展部分研究工作。

（1）空心板橫向連接需簡(jiǎn)化

現(xiàn)有交通部的空心板采用深鉸縫，結(jié)構(gòu)受力較好，符合鉸接板梁法計(jì)算假定。但施工速度慢，交通壓力大。后續(xù)工作中應(yīng)在空心板的橫向連接方面做深入研究，減少濕接縫，采用快捷、有效的連接方式。

（2）貝雷梁橋面鋪裝設(shè)計(jì)需加強(qiáng)

貝雷梁的橋面鋪裝一般可采用花紋鋼板，或者復(fù)合橋面鋪裝?；y鋼板的行車(chē)舒適性較差。復(fù)合橋面鋪裝需設(shè)置大量剪力釘，而剪力釘在重復(fù)使用幾次后容易出現(xiàn)大量破損的情況。因此后續(xù)工作在橋面鋪裝中，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，保證舒適性的同時(shí)應(yīng)兼顧重復(fù)使用，以達(dá)到安全、適用、經(jīng)濟(jì)的要求。

（3）臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的制定

鋪蓋體系作為交通疏解的重要組成部分，往往使用年限在1～3 a?？勺鳛榕R時(shí)結(jié)構(gòu)，但現(xiàn)行各行業(yè)并無(wú)專門(mén)針對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如鋼筋混凝土蓋梁，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般有正常使用極限狀態(tài)中的裂縫寬度控制設(shè)計(jì)。而裂縫計(jì)算中采用準(zhǔn)永久組合是考慮了長(zhǎng)期效應(yīng)的影響，也就是說(shuō)計(jì)算中的裂縫可能在實(shí)用年限內(nèi)不會(huì)發(fā)生。這樣必然增大結(jié)構(gòu)配筋，增加了工程造價(jià)。

5 結(jié)語(yǔ)

城市地下隧道明挖隧道施工期間對(duì)現(xiàn)狀交通影響較大，尤其在城市繁華路段。采用合理有效的鋪蓋系統(tǒng)能保證道路交通的有效使用，不中斷交通。鋪蓋體系立柱采用鋼管混凝土能和支護(hù)的系梁橫撐等進(jìn)行焊接，以達(dá)到減小橫撐的計(jì)算長(zhǎng)度，真正左右一柱兩用。橋面系采用貝雷架鋪蓋方案施工方便、施工方便、構(gòu)件可重復(fù)使用，但行車(chē)舒適性較差。采用空心板方案施工速度相對(duì)較慢，但對(duì)于城市核心區(qū)行車(chē)舒適性高，能保證行車(chē)車(chē)速和交通量。本文對(duì)鋪蓋體系中常見(jiàn)的貝雷梁及空心板鋪蓋體系進(jìn)行了闡述，分析了各方案在施工周期、安全性、適用性及工程造價(jià)方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)廣渠路隧道工程施工期間的鋪蓋體系方案進(jìn)