城市交通節(jié)點(diǎn)多層立交隧道設(shè)計(jì)探討

陸 超

華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210000

交通節(jié)點(diǎn)主要指城市快速路間及城市快速路與機(jī)場、火車站等重要交通設(shè)施間的交叉節(jié)點(diǎn)。交通節(jié)點(diǎn)必須契合有效對接兩條交通線路或交通設(shè)施，實(shí)現(xiàn)交通線路、設(shè)施間高效交通轉(zhuǎn)換功能，并滿足對地上、地下空間的高效利用等要求。復(fù)雜交通節(jié)點(diǎn)通常包括地面道路、高架橋梁及地下隧道的設(shè)計(jì)，是涵蓋地上、地面及地下三部分的立體交通體系，以在有限的空間中實(shí)現(xiàn)各交通流線的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換。

1 城市交通節(jié)點(diǎn)多層立交隧道設(shè)計(jì)的重要性

交通節(jié)點(diǎn)是城市交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，節(jié)點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換功能的強(qiáng)弱、效率的高低直接關(guān)系到整個(gè)路網(wǎng)的通行效率?，F(xiàn)代化城市交通的建設(shè)對地面、地上空間已進(jìn)行了充分挖掘，但在一些復(fù)雜的交通節(jié)點(diǎn)仍不能解決復(fù)雜的交通流線設(shè)計(jì)問題，需借助地下空間的開發(fā)。在我國一些大城市，地下道路建設(shè)已逐漸興起，如上海北橫通道、深圳春風(fēng)隧道、南京內(nèi)環(huán)快速路隧道等。因?yàn)槁肪€走廊帶稀缺、地下空間資源有限，城市交通節(jié)點(diǎn)建設(shè)最困難的部分是地面與地下交通的交匯處，所以需要關(guān)注隧道設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。

2 城市交通節(jié)點(diǎn)的多層立交隧道項(xiàng)目的要點(diǎn)與難點(diǎn)

因?yàn)樵讵M窄的空間內(nèi)設(shè)計(jì)了多個(gè)隧道及地下建筑物，隧道之間存在多個(gè)分隔及融合，所以該項(xiàng)目具有比較復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)以及施工比較困難。

2.1 城市交通節(jié)點(diǎn)多層立交隧道項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

（1）充分利用地下空間。城市交通節(jié)點(diǎn)地下隧道路線設(shè)計(jì)的主要控制因素包括現(xiàn)狀地下結(jié)構(gòu)（建筑物基礎(chǔ)、橋梁樁基）、地下管線等，在綜合考慮上述控制因素的基礎(chǔ)上，優(yōu)化線形設(shè)計(jì)，滿足線形指標(biāo)、視距等要求是地下立交設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。在與其他地下結(jié)構(gòu)物關(guān)系處理時(shí)一般應(yīng)保證足夠的凈距，難以滿足距離要求時(shí)可考慮共建。

（2）近遠(yuǎn)期結(jié)合，為未來的項(xiàng)目做好預(yù)留。相交隧道及地下隧道與其他地下設(shè)施在實(shí)施時(shí)序上往往不能同步，這就要求對總體實(shí)施方案進(jìn)行合理規(guī)劃，做好近遠(yuǎn)期結(jié)合。對于分期實(shí)施技術(shù)難度大的節(jié)點(diǎn)，建議按遠(yuǎn)期方案一次實(shí)施到位，預(yù)留遠(yuǎn)期銜接界面；對于確需分期實(shí)施的交叉節(jié)點(diǎn)，近期工程應(yīng)盡量為遠(yuǎn)期工程提供實(shí)施條件，減少后期工程實(shí)施難度及帶來的負(fù)面影響。

2.2 城市交通節(jié)點(diǎn)多層立交隧道項(xiàng)目的難點(diǎn)

（1）交通流量大，施工期間交通導(dǎo)改困難。復(fù)雜城市交通節(jié)點(diǎn)大多位于城區(qū)范圍，相交道路一般為片區(qū)主要道路，交通流量大，不能進(jìn)行封閉施工。施工期間一般采用利用其他道路繞行與半封閉施工相結(jié)合的交通導(dǎo)改方案。復(fù)雜交叉節(jié)點(diǎn)的交通導(dǎo)改應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，空間受限時(shí)可考慮在基坑局部范圍設(shè)置棧橋板，保證車輛通行。

（2）周圍的建筑物靠近基坑，施工區(qū)地下管線眾多。大多數(shù)地基是天然基礎(chǔ)，基坑與建筑物之間的距離較近，基坑開挖深度較深，周邊建筑物的沉降控制非常困難。此外，對基坑的建設(shè)而言，無法遷改的地上、地下桿管線對施工造成了較大影響，地下管線需做好施工期管線保護(hù)，地上桿線尤其是高壓線需保證足夠的安全距離，限制了大型機(jī)械的作業(yè)，影響基坑建造速度。

3 城市交通節(jié)點(diǎn)多層立交隧道設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)例

文章重點(diǎn)研究了市政道路隧道與地鐵車站、區(qū)間及現(xiàn)狀高架橋節(jié)點(diǎn)的多層立交隧道設(shè)計(jì)。市政道路隧道與地鐵車站、區(qū)間及現(xiàn)狀高架橋節(jié)點(diǎn)情況如圖1所示。

圖1 市政道路隧道與地鐵車站、區(qū)間及現(xiàn)狀高架橋節(jié)點(diǎn)情況

圖1中，市政道路一、市政道路二均為城市快速路，兩路交叉處設(shè)置互通式立體交叉。該互通為不完全立體交叉型，市政道路二的直行方向及市政道路二與市政道路一的部分轉(zhuǎn)向無匝道直接銜接。計(jì)劃對該互通功能進(jìn)行完善，設(shè)置兩條直行隧道匝道與兩條轉(zhuǎn)向隧道匝道進(jìn)一步完善功能，形成地上、地面及地下立體交通體系。另外，片區(qū)有地鐵線路經(jīng)過，地鐵線路與市政道路一交叉處設(shè)有地鐵車站，市政道路一在該結(jié)點(diǎn)處為下穿隧道，形成地鐵車站與市政隧道交叉節(jié)點(diǎn)；地鐵線路與市政道路二交叉處為地鐵區(qū)間與市政隧道交叉節(jié)點(diǎn)。

3.1 高架與隧道互通節(jié)點(diǎn)

該節(jié)點(diǎn)為在現(xiàn)狀高架互通下施工市政隧道，且市政隧道最深處為地下兩層結(jié)構(gòu)，隧道結(jié)構(gòu)距離現(xiàn)狀橋梁樁基距離較近，地下結(jié)構(gòu)的施工會(huì)引起現(xiàn)狀橋梁結(jié)構(gòu)沉降、位移等風(fēng)險(xiǎn)。建議該節(jié)點(diǎn)采用逆作法施工。

第一步：施工鉆孔灌注樁及樁間止水帷幕MJS工法樁，施工立柱樁及格構(gòu)柱，掏槽開挖土方施工第一道鋼筋砼支撐及頂圈梁。

第二步：開挖土方至隧道頂板底，逆作隧道頂板。

第三步：開挖土方至第二道鋼支撐底部，澆筑鋼筋砼腰梁，架設(shè)鋼支撐并施加預(yù)應(yīng)力，腰梁后期不拆除，上下預(yù)留隧道側(cè)墻鋼筋接駁器。

第四步：開挖土方至隧道中板底部，逆作隧道中板。

第五步：開挖土方至第三道鋼支撐底部；澆筑鋼筋砼腰梁，架設(shè)鋼支撐并施加預(yù)應(yīng)力。

第六步：開挖土方至隧道底板底，澆筑隧道底板墊層、隧道底板砼。

第七步：從下至上依次澆筑下層隧道及上層隧道側(cè)墻及中隔墻。

第八步：隧道砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除剛支撐、第一道砼支撐及格構(gòu)柱；回填土方至原地面，恢復(fù)路面，節(jié)點(diǎn)隧道結(jié)構(gòu)施工完成。

3.2 地鐵車站與市政隧道節(jié)點(diǎn)

該節(jié)點(diǎn)為市政隧道與地鐵車站交叉節(jié)點(diǎn)，無論哪一方先實(shí)施，均將導(dǎo)致另一方后期無法實(shí)施，故建議市政隧道與地鐵車站共建，由地鐵車站代建市政隧道。

3.3 地鐵區(qū)間與市政隧道節(jié)點(diǎn)

地鐵區(qū)間與市政隧道交叉剖面如圖2所示。該節(jié)點(diǎn)為地鐵區(qū)間與市政隧道交叉節(jié)點(diǎn)，建議先實(shí)施市政隧道，并為遠(yuǎn)期地鐵盾構(gòu)穿越做好預(yù)留，地鐵盾構(gòu)范圍內(nèi)圍護(hù)樁采用玻璃纖維材料筋。

圖2 地鐵區(qū)間與市政隧道交叉剖面

4 城市交通節(jié)點(diǎn)的多層立交隧道設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 互通完善設(shè)計(jì)

（1）互通功能分析。通過對互通各交通流向作流量分析，理清功能主次。對于主要交通流向的匝道必須建，對于次要的交通流向匝道酌情建。同時(shí)，合理控制工程規(guī)模，滿足通行需求。

（2）雙層立交設(shè)計(jì)。地下立交匝道的布置是影響工程規(guī)模的關(guān)鍵。不過分追求右出右進(jìn)的出入口布置，部分交通流向通過左出左入的出入口布置可降低立交層數(shù)，減小工程規(guī)模。但應(yīng)提前做好交通標(biāo)志、標(biāo)線預(yù)告設(shè)施，且隨著汽車導(dǎo)航的普及應(yīng)用，出入口誤入的情況將會(huì)減少。

4.2 市政隧道與地鐵車站共建設(shè)計(jì)

通過市政隧道與地鐵車站共建，滿足其各自的功能需求。市政車輛利用車站上部的地下空間，采用“上下重疊”的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)車輛和人流的疏散緩解，節(jié)約地下空間資源和建設(shè)成本。

4.3 地鐵的預(yù)留設(shè)計(jì)

為了地鐵安全地通過線路的盾構(gòu)隧道，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)為1000mm厚的地下墻，其下使用玻璃纖維材料筋之類的結(jié)構(gòu)，在距離地鐵站外輪廓不超過3.5m的范圍內(nèi)進(jìn)行加固操作。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著城市的不斷發(fā)展，原來的城市道路已無法滿足城市化的發(fā)展需求，尤其是汽車保有量的增加，導(dǎo)致城市道路經(jīng)常擁堵，對城市交通產(chǎn)生了較大的影響。為了減輕城市的交通壓力，有必要在建設(shè)城市道路環(huán)節(jié)進(jìn)一步考量地下道路的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)城市路網(wǎng)的擴(kuò)容。城市交通節(jié)點(diǎn)多層立交隧道設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是考慮地下空間的開發(fā)利用將部分交通流向轉(zhuǎn)向地下，進(jìn)而提升整個(gè)交通節(jié)點(diǎn)的通行能力。為此，需要改善設(shè)計(jì)城市道路交叉點(diǎn)的多層立交隧道的關(guān)鍵技術(shù)，緩解城市交通的運(yùn)輸壓力，暢通交通線路。