武漢市友誼大道北段高架與地鐵共線段方案設(shè)計

李天祥，汪 托

（武漢市政工程設(shè)計研究院有限責任公司，湖北 武漢 430023）

1 項目背景

友誼大道—中山路是《武漢市城市總體規(guī)劃（2010—2020年）》[1]“三環(huán)十三射”快速路網(wǎng)的射線之一。友誼大道—中山路南起二環(huán)線梅家山立交，北至三環(huán)線東段友誼立交，全長17.5km。規(guī)劃將此快速路分為三段：南段為梅家山立交—沙湖立交，中段為沙湖立交—徐東立交，北段為徐東立交—三環(huán)線。南段位于二環(huán)內(nèi)，受制于武九鐵路外遷，目前仍處于前期方案研究階段；中段位于內(nèi)環(huán)以內(nèi)，已經(jīng)啟動實施；北段位于內(nèi)環(huán)與三環(huán)之間，是過境交通與到發(fā)交通并重的快速放射線。作為主城區(qū)快速路系統(tǒng)中的“最后一條”，其建設(shè)對完成規(guī)劃的城市快速路網(wǎng)具有決定性意義。結(jié)合南北兩段建設(shè)條件，友誼大道北段（三環(huán)線—宏茂巷）快速化改造工程應(yīng)率先實施。

2 工程概況

2.1 道路路線走向及建設(shè)方式

該項目為友誼大道北段（三環(huán)線—宏茂巷），起點順接友誼大道中段快速化改造工程止點宏茂巷；宏茂巷東側(cè)內(nèi)環(huán)線友誼立交為三層分離式立體交叉，維持現(xiàn)狀；出地下通道后，設(shè)置地面段與內(nèi)環(huán)線友誼立交銜接；才華街以東高架開始起坡，一直向東，依次設(shè)置鐵機路立交、二環(huán)線羅家港立交、工業(yè)路立交（預留）；高架在跨建設(shè)十路后落地，通過地面段與現(xiàn)狀三環(huán)線友誼大道立交銜接，止點在三環(huán)線友誼立交以西；現(xiàn)狀三環(huán)線友誼立交為單環(huán)式變形苜蓿葉式全互通立交，維持現(xiàn)狀。

2.2 主要技術(shù)標準

項目主線為雙向4～6車道高架，設(shè)計車速60km/h，其中才華街至二環(huán)線段主線高架為雙向4車道，二環(huán)線至建設(shè)十路段主線高架為雙向6車道；項目地面輔道為雙向6車道，設(shè)計車速40km/h。

2.3 建設(shè)規(guī)模

該項目除東西兩端地面段及徐東大街隧道段外，其余均為高架段，從宏茂巷至三環(huán)線友誼立交西，項目全長8.81km，其中高架段7.66km（含橋梁引道），隧道段0.54km（現(xiàn)狀利用），地面段0.61km。此外，在二環(huán)線至建設(shè)十路段建設(shè)單倉電纜隧道。

3 建設(shè)條件

3.1 道路現(xiàn)狀斷面

徐東大街至才華街紅線為60m，二幅路斷面形式，機非共板，雙向10車道。才華街至二環(huán)線段紅線為50～60m，三幅路斷面形式，雙向6車道。二環(huán)線至工業(yè)路段紅線為50～60m，一幅路斷面形式，機非共板，雙向6車道。工業(yè)路至三環(huán)線段紅線為50m，三幅路斷面形式，雙向4車道。

3.2 沿線建筑

道路沿線主要為住宅用地、商業(yè)用地，局部為教育用地，現(xiàn)狀臨街地塊建成較多，主要是居民住宅區(qū)。其中，高架與地鐵10號線共線段道路兩側(cè)均為建成區(qū)，基本為住宅區(qū)。

3.3 沿線地上、地下管線

道路沿線地上、地下管線較多，機動車道內(nèi)分布有排水箱涵，非機動車道內(nèi)分布有給水、燃氣、電力、電信等市政管線。

4 相關(guān)地鐵線路

二環(huán)線至工業(yè)一路段與地鐵10號線共線，另地鐵12號線在園林路橫穿友誼大道。

4.1 地鐵10號線

地鐵10號線是規(guī)劃地鐵線網(wǎng)中的一條穿城快線，線路起于常福，經(jīng)漢陽、漢口、武昌至陽邏，全長85km[2]。其中新港線（武漢火車站—陽邏）屬于地鐵10號線東段線路，納入武漢市城市地鐵第四期建設(shè)規(guī)劃。

與項目相關(guān)的地鐵10號線在二七過江隧道下游過江后，經(jīng)水源地由西北轉(zhuǎn)向友誼大道走向，經(jīng)過工業(yè)一路后，轉(zhuǎn)向工業(yè)二路、禮和路方向。地鐵10號線與友誼大道共線段長約3.6km，設(shè)鋼都花園站和工業(yè)路站，其中鋼都花園站為地鐵10號線與12號線的換乘站。

4.2 地鐵12號線

地鐵12號線是武漢地鐵第四期建設(shè)規(guī)劃中最長的線路，也是首條和唯一的獨立環(huán)線，全長約60km（全地下線路），設(shè)站37座，其中換乘站26座。線路串聯(lián)了武漢7個中心城區(qū)，兩次穿越長江，一次穿越漢江，兩次穿越湖泊（沙湖、墨水湖），連接漢口火車站、武昌火車站等對外交通樞紐以及后湖、南湖等大型居住組團，串聯(lián)多個重點功能區(qū)。

地鐵12號線沿園林路布設(shè)，下穿友誼大道，并在道口設(shè)置與地鐵10號線換乘站，即鋼都花園站，目前地鐵12號線正在施工。

5 共線段方案設(shè)計

5.1 方案概述

除立交、上下橋匝道范圍外，路段紅線寬度為50m，沿街建筑鄰近紅線，退距較小，局部路段沒有退距。由于斷面寬度有限，高架與地鐵線布設(shè)互相制約。考慮到地鐵10號線為遠期規(guī)劃線路，在高架橋墩布設(shè)時，需要給地鐵區(qū)間及站點預留后期施工空間，并保證軌道結(jié)構(gòu)與橋梁樁基承臺之間有足夠的安全距離，因此參考武漢市近期已實施工程，地鐵區(qū)間段盾構(gòu)與高架樁基的凈距按不小于2m進行控制。為做好后期地鐵空間預留，在方案設(shè)計階段，提出了兩種斷面方案，綜合考慮地鐵10號線的影響、立交方案、上下橋匝道布設(shè)、地面交通組織、環(huán)境景觀、實施和管理難度、工程規(guī)模等因素進行方案比較。圖1為地鐵共線段總平面圖。

圖1 地鐵共線段平面示意圖

（1）斷面方案一

地面道路設(shè)8m中央綠化帶，標準段高架橋橋墩均設(shè)置在中央綠化帶內(nèi)，地鐵10號線布設(shè)在橋墩兩側(cè)，中央綠化帶兩側(cè)布置地面機動車道及慢行交通系統(tǒng)。圖2為斷面方案一標準段橫斷面圖。

圖2 斷面方案一標準段橫斷面圖（單位：m）

（2）斷面方案二

高架橋設(shè)置在南側(cè)，為雙層高架，地鐵10號線設(shè)置在高架北側(cè)，高架北側(cè)及高架橋下布設(shè)地面路段、慢行交通系統(tǒng)。圖3為斷面方案二標準段橫斷面圖。

圖3 斷面方案二標準段橫斷面圖（單位：m）

5.2 方案比選

5.2.1 對地鐵10號線的影響

對地鐵10號線的影響主要體現(xiàn)在地鐵車站的布置上，下面重點闡述高架與地鐵車站之間的關(guān)系。

（1）方案一

a.鋼都花園站

該站為地鐵10號、12號線換乘站。12號線位于下層，橫穿友誼大道，設(shè)島式車站；10號線處于上層，

區(qū)間處于橋梁樁基兩側(cè)，設(shè)側(cè)式車站。盾構(gòu)區(qū)間結(jié)構(gòu)距離橋墩均較?。ㄗ钚?m），為給地鐵10號線轉(zhuǎn)換巷道預留空間，主線高架需要采用大跨徑（115m）跨越地鐵車站結(jié)構(gòu)，工程規(guī)模較大。由于車站結(jié)構(gòu)與樁基距離僅2m，可考慮先期與高架同步實施。

b.工業(yè)路站

該站位于工業(yè)路立交范圍，為協(xié)調(diào)主橋及匝道橋墩與地鐵車站的關(guān)系，采用門架墩跨越地鐵車站，車站居中布置，采用地下2層標準島式車站，橋梁樁基與車站結(jié)構(gòu)之間凈距約5m。橋下凈空預留10m，便于設(shè)置龍門吊。后期地鐵施工時，站點可采用明挖方式，施工空間較為充足。

（2）方案二

在方案二中，地鐵區(qū)間及車站均布設(shè)在橋墩北側(cè)，均采用標準島式車站，僅南側(cè)區(qū)間距離橋墩較近，北側(cè)不受影響。

a.鋼都花園站

橋墩與地鐵10號線轉(zhuǎn)換巷道沒有干擾，主線高架不需要采用大跨徑跨越地鐵站結(jié)構(gòu)。南側(cè)車站結(jié)構(gòu)與橋梁樁基凈距為2m。

b.工業(yè)路站

車站布置在高架北側(cè)，其結(jié)構(gòu)與橋梁樁基凈距約3.5m。方案二中，橋梁樁基與車站結(jié)構(gòu)距離均較小，建議兩座車站先期與高架同步實施。

5.2.2 對立交方案的影響

共線段設(shè)置2座互通立交，即二環(huán)線羅家港立交、工業(yè)路立交。由于立交用地限制，兩個立交方案布設(shè)緊湊，匝道布設(shè)受地鐵區(qū)間與站點影響較大。

（1）二環(huán)線羅家港立交

斷面方案一（見圖4）：該立交為變異苜蓿葉全互通式立交，主線高架采用中央橋墩，地鐵區(qū)間位于橋墩兩側(cè)，匝道與地鐵區(qū)間之間基本無干擾。

圖4 羅家港立交平面圖（斷面方案一）

斷面方案二（見圖5）：該立交為變異苜蓿葉部分互通式立交，地鐵區(qū)間位于高架北側(cè)，主線高架北側(cè)匝道布設(shè)困難，與方案一相比，缺少了由東往南、由南往西兩個方向的左轉(zhuǎn)匝道。

圖5 羅家港立交平面圖（斷面方案二）

（2）工業(yè)路立交

斷面方案一（見圖6）：該立交為X形全互通式立交，在地鐵站點范圍內(nèi)，主線高架采用門式墩，地鐵車站居中布置，立交匝道與主線高架共用橋墩，布設(shè)于兩側(cè)。

圖6 工業(yè)路立交平面圖（斷面方案一）

斷面方案二（見圖7）：該立交為部分定向匝道互通式立交，地鐵區(qū)間位于高架北側(cè)，主線高架北側(cè)匝道布設(shè)困難。疊層高架左轉(zhuǎn)匝道宜采取左出方式，便于協(xié)調(diào)匝道層次關(guān)系。但是，北側(cè)左出匝道與地鐵區(qū)間距離不足，布設(shè)困難。因此，與方案一相比，方案二缺少了由西往北、由南往西兩個方向的左轉(zhuǎn)匝道。綜上所述，方案一中兩座互通立交均為全互通立交，交通功能較方案二更好。

圖7 工業(yè)路立交平面圖（斷面方案二）

5.2.3 上下橋匝道布設(shè)

方案一中，鐵機路、園林路東側(cè)上下橋匝道均為平行式匝道。

方案二中，鐵機路與德平路之間為平層與疊層轉(zhuǎn)換段，北側(cè)下橋匝道接主線處標高較高，在保證下橋匝道與道路距離滿足規(guī)范的前提下，匝道縱坡過大。對于園林路東側(cè)下橋匝道，受地鐵區(qū)間限制，采用右轉(zhuǎn)匝道，但園林路范圍為地鐵12號線鋼都花園站，無條件布設(shè)，因此須移至建設(shè)一路。

5.2.4 地面交通組織

（1）方案一

機動車：地面道路為四幅路，中間8m寬分隔帶，雙向6車道機動車道，交通順暢；機非隔離帶的設(shè)置保證機非互不干擾；地面交叉口交通組織方便、通暢，地面道路交通功能較好；地面道路設(shè)置較寬的中央分隔帶，對向行駛車輛無干擾，車輛在交叉口掉頭方便。

行人：利用較寬的中央綠化帶，給行人二次過街提供安全島；公交站臺基本不受橋墩影響。

（2）方案二

機動車：地面道路為四幅路，東行往三環(huán)線方向車輛行駛于高架橋下，西行往徐東方向車輛行駛于道路北側(cè)；北側(cè)機動車道等同于方案一，南側(cè)機動車道一般路段與方案一相同，但在道口、單位出入口等位置，視線受橋墩遮擋，對行車安全不利；在疊層與平層過渡段，橋墩為避讓地鐵，布置不規(guī)律，造成地面車行道凌亂，車輛變道、分離、并線次數(shù)多，交通混亂。

行人：北側(cè)立墩的綠化帶可作為行人二次過街的安全島；南側(cè)公交站臺受地面橋墩影響，或被分隔，或干擾視線。

5.2.5 環(huán)境與景觀

（1）方案一

高架橋墩立于道路中央綠化帶，橋梁位于路中，高架外邊緣距道路紅線外建筑相對較遠，對建筑物的影響較小。在道路交叉口或立交處，主線橋下墩柱數(shù)量相對較少。高架橋下中央分隔帶光照較差，難以種植大型喬木，且內(nèi)側(cè)機動車道行駛空間不夠開闊。中央綠化帶寬8m，綠化面積最大。

（2）方案二

高架橋墩距離南側(cè)建筑物距離更近，且由于高架為雙層，噪聲、尾氣等污染對南側(cè)居民的影響會加大，對北側(cè)的影響相應(yīng)減小。綠化帶總寬7.5m，綠化面積接近于方案一。橋高比方案一至少高7m，總體接近于5層樓高，對地面行人、車輛、周邊建筑均造成較大壓迫感。在噪聲、汽車尾氣等污染方面，方案二對周邊的影響較大。

5.2.6 實施和管理

方案一的斷面形式在武漢市應(yīng)用廣泛，如武漢大道、二環(huán)線漢口段、龍陽大道等重大工程均采用該類型斷面，橋梁施工技術(shù)成熟，后期維護方便。

方案二采用雙層高架形式，在武漢市二七長江大橋漢口岸接線中應(yīng)用，相比方案一，墩柱較高，橋梁施工難度較大，下層高架兩側(cè)聲屏障、交通標牌等設(shè)施的實施和維護難度都較大。

5.2.7 工程規(guī)模

方案二雙層高架橋梁結(jié)構(gòu)復雜，橋墩及樁基工程費用較高，但上部構(gòu)造相對較小，總體上方案二的工程規(guī)模比方案一略大。

5.3 方案比選結(jié)論

通過對上述方案的比選（見表1），斷面方案一在立交、上下橋匝道設(shè)置、地面交通組織、景觀效果、實施和管理等方面均占優(yōu)，斷面方案二給地鐵10號線的預留空間較大。綜合來看，方案一占優(yōu)，推薦采用斷面方案一。

表1 地鐵10號線共線段（二環(huán)線—工業(yè)一路）斷面方案比較表

6 結(jié) 語

根據(jù)武漢市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃[2]，市域范圍內(nèi)規(guī)劃地鐵線網(wǎng)構(gòu)架為“快線穿城+環(huán)線放射”，規(guī)劃至2035年線網(wǎng)總規(guī)模達到27條線（不含城際鐵路和市郊鐵路）。由于快速路、地鐵走廊的稀缺性，兩者共線不可避免。本文通過友誼大道北段高架與地鐵10號線共線段的方案比選，闡述了城市快速路與規(guī)劃地鐵線路共線段涉及的橫斷面設(shè)計、立交設(shè)計、匝道設(shè)計等問題，對于類似工程設(shè)計具有一定的參考意義。

該項目施工采用了方案一，地鐵區(qū)間設(shè)置在橋墩兩側(cè)。項目于2020年10月開工，計劃2023年2月通車。