新建城市道路穿越既有高速公路方案比選研究

殷金象

（南京紫城工程設(shè)計有限公司，江蘇 南京 211100）

近年來，隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展以及城市空間的擴展，越來越多的城市道路須穿越高速公路，高速公路為交通主動脈，如何盡量減少工程施工對高速公路交通通行的影響，同時確保工程安全性和經(jīng)濟性，這是筆者研究的重點。目前，應(yīng)用較為廣泛的穿越方式有2種：橋梁上跨既有高速公路、通道下穿既有高速公路。

1 城市道路上跨穿越

采用橋梁上跨穿越高速公路時，方案階段應(yīng)重點考慮以下因素：橋梁跨徑、橋型方案及施工方案?？紤]到高速公路為交通主干動脈，應(yīng)優(yōu)先采用對道路通行影響較小的方案，施工期間應(yīng)采用安全可靠的交通保障措施。

1.1 一孔跨越

以懸澆連續(xù)梁為例，主橋采用懸臂澆筑施工，工藝成熟，為目前常規(guī)施工方案，安全質(zhì)量有保證。為保證懸臂澆筑施工期間不影響行車安全，在懸臂澆筑施工區(qū)域搭設(shè)型鋼防護棚，兩側(cè)安裝防落網(wǎng)，可完全阻隔施工期間的碎石或雜物掉入行車道。懸臂澆筑時須對施工區(qū)域高速公路進行交通管制，如適當(dāng)限速等。

1.1.1 優(yōu)缺點分析

采用一孔跨越的優(yōu)點：對高速公路的交通影響??；懸臂施工對高速影響時間一般約3個月，時間長但影響程度小，協(xié)調(diào)工作小。缺點：橋梁梁高有點高，略顯笨重，經(jīng)濟性差。

1.2 兩孔跨越

以裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為例，采用架橋機進行架設(shè)安裝，施工工藝成熟，施工安全和質(zhì)量均能保證。

1.2.1 優(yōu)缺點分析

優(yōu)點：1）箱梁集中預(yù)制，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，施工便捷迅速，質(zhì)量容易控制；2）施工工期短；3）橋梁建筑高度較低，經(jīng)濟性好。

缺點：1）中分帶設(shè)墩期間須封閉高速公路左右幅超車道，對高速公路的交通有一定影響且時間長；同時，中分帶樁柱施工前須與相關(guān)部門協(xié)調(diào)，對中分帶下通信管線避讓保護；2）跨路孔架梁期間須短期封閉高速公路半幅交通，對高速公路的交通影響較大；3）協(xié)調(diào)難度較大。

1.2.2 施工期交通組織

施工過程中有2個節(jié)點須對高速公路進行交通管制，施工期間累計影響高速公路交通約1個月左右。1）中分帶內(nèi)施工樁基與墩柱，封閉左、右幅快車道30d，可征用緊急停車帶，以滿足雙向四車道通行；2）當(dāng)箱梁架設(shè)至跨高速公路孔時，考慮安全性，高速公路須采用單幅通行，即封閉高速公路單幅道路，然后架設(shè)該幅上跨孔箱梁，通行車輛改道至另一幅通行，保證單幅雙向兩車道通行。架梁一般須封閉高速公路左、右幅道路各1d。

2 城市道路下穿穿越

地方城市道路下穿高速公路一般應(yīng)選擇在已有橋梁下通過，但橋下道路的填挖施工會對已有橋梁產(chǎn)生不利影響。當(dāng)選擇從路基段穿越時，可采用路改橋（抬或不抬已有高速縱斷面2種方法）或箱涵頂進穿越。

在小麥檢測中，對于近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用不僅體現(xiàn)在對蛋白質(zhì)的檢測中，同時對麥麩的成分進行檢測時，對比發(fā)現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)檢測模型可以對小麥中的淀粉、膳食纖維等成分很好地進行測定。直鏈淀粉含量的改變決定了小麥的糯性，與普通的小麥淀粉在一定程度上存在著差異，在生產(chǎn)制作中具有一定的優(yōu)勢。

2.1 利用已有橋穿越

利用已有橋穿越，可節(jié)省投資，但橋下道路在施工以及運營期間對既有橋墩可能造成一定安全隱患，須加強對既有橋梁的驗算、監(jiān)測，影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）橋下道路路基填筑作用于鄰近橋墩樁基產(chǎn)生負(fù)摩阻力，該負(fù)摩阻力為附加荷載，隨著橋下道路路基的填筑施工而產(chǎn)生，填土高度越高，負(fù)摩阻力越大，通車運營后，達(dá)到最大并趨于穩(wěn)定。對軟弱土地基，負(fù)摩阻力影響較為明顯。2）橋下道路路基填筑堆土產(chǎn)生作用于既有橋墩的水平土壓力，該荷載導(dǎo)致墩柱彎矩加大，改變既有墩柱的受力狀態(tài)，須加強既有橋墩的復(fù)核驗算，另外路基填筑方式對水平土壓力影響較大，橋墩兩側(cè)路基宜逐層對稱填筑，盡量減少水平土壓力的影響。3）應(yīng)防止運營期間車輛撞擊橋墩，造成橋梁損壞。須在既有橋墩兩側(cè)設(shè)置防撞設(shè)施，以抵抗車輛撞擊。

2.2 路改橋穿越

2.2.1 路改橋并抬高高速縱斷面

該方案局部抬高既有高速公路路基，具有安全可靠、質(zhì)量可控以及施工簡單等特點。該方案在加高時須做好縱斷面設(shè)計、路基沉降控制、不均勻沉降控制、高速保通等。一般可通過增加路改橋的橋梁長度，減少橋頭路基填土高度，達(dá)到控制沉降的要求。保通方案可采用臨時輔道全幅施工或半幅施工半幅通行的方案。半幅施工方案影響高速正常通行約 6個月以上，主要工藝如下：1）中分帶內(nèi)施工應(yīng)采用支護措施，防止半幅開挖導(dǎo)致路基塌方。施工過程中須進行交通管制。2）施工橋梁基礎(chǔ)及上下部結(jié)構(gòu)。橋梁施工完畢后，解除半幅路交通管制。3）重復(fù)以上步驟施工另半幅橋梁，待橋梁完工后，掏挖下部土體，進行橋下路基路面施工。

路改橋方案優(yōu)點是造價較低，施工期交通組織較簡單，施工難度和風(fēng)險可控。缺點是須開挖高速公路路基施工，施工工序較多，道路交通影響時間較長，工期約為6個月。

類似工程實例：1）蘇州常昆高速公路路改橋。2）南京六合區(qū)園東西路下穿寧淮高速公路，3）河南安湯快速路穿越南林高速公路。

2.2.2 路改橋不抬高高速縱斷面

該方案與抬高縱斷面比相對簡單，對高速公路影響小，但橋下道路如果凈高不夠須進行下挖，城市道路視下挖深度不同而采用u槽或擋墻結(jié)構(gòu)。

2.2.3 路改橋設(shè)計要點

路改橋設(shè)計要點：1）從路基段下穿應(yīng)選擇地形起伏小，地質(zhì)條件相對較好對運營影響較小的位置穿越。2） 既有高速公路如存在拓寬規(guī)劃，改造的橋梁方案須考慮后期擴寬的可實施性。3）考慮盡量減少施工期對高速公路路基穩(wěn)定的影響，宜優(yōu)先選擇開挖量較少的墩臺方案。高速公路兩側(cè)橋墩，應(yīng)考慮美觀，優(yōu)先采用全鋼護筒護壁施工。4）應(yīng)查清施工現(xiàn)場的各種管線，合理確定施工方案，做好管線的防護。5）施工期間應(yīng)加強與高管部門的溝通、協(xié)調(diào)，做好施工期間的交通組織方案。6）施工期間須加強對高速公路的監(jiān)控、監(jiān)測 ，橋下道路開挖宜進行支護并且與橋墩保持一定的安全距離，若變形或應(yīng)力值失常，應(yīng)及時采取有效措施，并通知相關(guān)部門。

2.3 頂進下穿

2.3.1 箱型結(jié)構(gòu)明頂方案

封閉半幅道路交通，在一條被封閉的道路內(nèi)敷設(shè)鋼梁進行施工，交通車輛轉(zhuǎn)換改道至外半幅時即可重新通行，待鋼梁全部敷設(shè)完畢后即能重新恢復(fù)一條道路交通，按以上步驟封閉、架設(shè)一條另半幅鋼梁，在整個鋼梁敷設(shè)工程完畢后交通即可恢復(fù)正常。再將高速公路旁的一個工作道坑內(nèi)預(yù)制好的箱形構(gòu)造物頂進入至其所預(yù)定的位置（以下簡稱“明頂”），最后重新施工高速公路的箱頂、路面。重復(fù)以上步驟，直到整個裝配箱體被全部頂進并安裝到位，見圖1所示。經(jīng)初步估計，施工周期大約1個半月左右[2]。

圖1 明頂方案施工步驟圖

主要優(yōu)缺點分析：該方案優(yōu)點是對道路交通影響相對較小，且施工風(fēng)險相對較??；主要缺點是工程造價相對較高，鋼便梁架設(shè)及平移須多次變化圍擋范圍，施工步驟和工序相對較多。

2.3.2 箱型結(jié)構(gòu)暗頂方案

該設(shè)計方案將在高速公路道路側(cè)開挖工作平臺，在該平臺內(nèi)部分預(yù)制箱型構(gòu)件，先對高速公路道路基礎(chǔ)采取加固措施（也可以考慮采用大管棚超前灌漿進行加固），再依次將每孔箱形構(gòu)件頂進至其預(yù)定的位置（簡稱"暗頂"），見圖2所示。其中頂進期約為1個月[1]。

圖2 暗頂方案施工步驟圖

主要優(yōu)缺點分析：該方案的優(yōu)點是無須開挖既有高速路基，且能保證施工期間道路交通通行，僅需適當(dāng)交通管制；缺點是造價相對較高，施工難度及施工風(fēng)險相對較大，對高速公路路基穩(wěn)定性有一定程度的影響，須對高速公路路基實施適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控、監(jiān)測。明頂與暗頂方案對比分析詳見表1。

表1 明頂與暗頂方案對比表

2.3.3 箱涵半幅開挖快速頂進

箱涵采用半幅明挖頂進施工，該技術(shù)工藝直觀，操作簡便，與半幅開挖現(xiàn)澆方案比可有效縮短交通管制時間。通常交通組織方式為半幅交替借道行駛，具體流程如下：1）在高速中分帶打入支護樁，同時預(yù)制箱型通道和路基之外的滑板；2）箱型通道預(yù)制完成后，開挖掉半幅路基；3）澆筑好剩余的滑板，頂推中間箱通；4）所有箱通頂推就位后，澆筑現(xiàn)澆層混凝土，恢復(fù)路面。將高速另外半幅交通轉(zhuǎn)換至已完成的箱通的半幅，去除高速中分帶的支護樁；5）用同樣的方法施工另外半幅的箱通。

主要優(yōu)缺點分析：采用半幅明挖快速頂進的施工方藝優(yōu)點如下。 1）采用半幅開挖，使頂進技術(shù)更容易控制，降低了施工質(zhì)量風(fēng)險。避免了不開挖頂進時一些潛在的隱患，從而保證了行車的安全性。2）施工工藝直觀性強，操作簡便，利于頂進控制和糾正過程偏差。實現(xiàn)準(zhǔn)確就位。3）施工中采用密排鋼板樁防護通車一側(cè)路基，確保了重載交通下的路基穩(wěn)定；降低了施工質(zhì)量風(fēng)險。缺點是半幅交替開挖對高速通車影響大，交通管制時間長。

3 結(jié)論

新建城市道路與既有高速的交叉方案選擇非常關(guān)鍵，也是影響高速路運營安全的重要因素，因此必須做好充分的論證與研究，選擇合理可行的穿越方案。方案的確定需要綜合考慮地形，地質(zhì)條件，施工難易度，施工風(fēng)險；對已有高速的影響，對周圍環(huán)境的影響，相關(guān)各方協(xié)調(diào)難度及施工進度，后期運營養(yǎng)護費用等要求。