西遼河過河通道工程總體設計分析

胡慶峰 劉美麗

（沈陽市市政工程設計研究院有限公司，遼寧 沈陽 110000）

0 引言

根據《通遼市城市總體規(guī)劃（2015-2030）》，通遼市城市區(qū)域劃分為八大片區(qū)，分別為老城區(qū)、新城區(qū)、城北區(qū)、城東區(qū)、鐵南區(qū)、建國區(qū)、機場物流區(qū)和開發(fā)區(qū)。目前，新老城區(qū)間已建主要過河通道有4座大橋，分別為西遼河大橋、勝利路大橋、哲里木大橋和新世紀大橋。近年來，通遼市大力發(fā)展新城區(qū)，現(xiàn)新城區(qū)已具有相當規(guī)模，大量企事業(yè)、居民入住新城區(qū)。隨著新城區(qū)開發(fā)強度逐步加大，老城區(qū)與新城區(qū)之間的跨河交通聯(lián)系也越來越緊密，致使已建過河通道交通擁堵日趨嚴重。為緩解這種狀況，通遼市決定啟動西遼河過河通道工程，本文就該工程的總體設計進行分析。

1 項目概況

過河隧道整體為南北走向，距離上游勝利路大橋1km，距離下游哲里木大橋約1.1km。工程北起柳蔭路與錫林郭勒路路口，自河北路以北入洞，向南依次下穿河北岸文化廣場、河北路（防洪堤）、西遼河、遼河公園和通遼大街（防洪堤），在家和花園門前出洞，隧道單洞暗埋段全長1240m，標準斷面為雙向4車道。根據規(guī)劃，該工程道路等級為城市主干路，其功能定位為新老城區(qū)的過河聯(lián)系通道，承擔著對已建勝利路大橋和哲里木大橋的交通分流作用。工程具體位置見圖1所示。

2 建設條件與設計標準

2.1 建設條件

西遼河兩岸有防洪堤，北岸防洪堤外有1處文化廣場，南岸防洪堤內有遼河公園，且有1處大型雕塑。工程范圍內有1處已建的跨遼河慢行通道。

北岸出入口街錫林郭勒路，紅線寬56m，現(xiàn)狀雙向6車道。南岸出入口接交通路，紅線寬40m，現(xiàn)狀雙向4車道。洞口附近住宅密集，南岸洞口距兩側小區(qū)圍墻最小凈距37m。洞口兩端接線路范圍內存在一定數(shù)量的地下管線排遷。

2.2 設計標準

城市地下道路長度分類：長距離地下道路。

道路等級：城市主干路。

設計速度：50km/h。

凈空高度：4.5m。

建設規(guī)模：雙向4車道。

人行橫通道和人行疏散通道入口間距：250～300m。

隧道主體結構設計使用年限：100a。

防火設計分類：二類。

3 橋隧方案比選

3.1 優(yōu)勢對比

橋梁方案與隧道方案在完成過河功能上，有各自的特點和優(yōu)勢。較橋梁方案而言，隧道方案主要優(yōu)點有：

（1）有利于保護河道原有景觀和周邊環(huán)境，運營后對周邊環(huán)境影響小。

（2）可以做到一洞多用，能將供水、供電、通訊等管道安排在同一洞內過河，并可保證安全穩(wěn)定。

（3）不侵占航道凈空，不影響港口航運，不干擾岸邊航務設施，不受氣候變化的影響，可以全天候越河通車。

（4）抗震能力與戰(zhàn)時抗毀損能力相對較好。

3.2 劣勢對比

從設計、施工及運營方面綜合考慮，隧道方案與橋梁方案相比主要有以下幾點劣勢：

（1）從工程設計和建造技術要求上來看，修建過河隧道的技術要求要高于大橋。近年來，隨著國內基礎設施建設力度的逐步加大，國內已擁有一批水平高、經驗豐富、實力雄厚的建設、監(jiān)理和管理人才，并在過河隧道設計施工和管理方面積累了大量寶貴的經驗，同時，施工設備配套，機械設備齊全，完全有能力完成過河隧道建設的要求。

（2）從目前國內外的實踐來看，由于隧道施工為地下作業(yè)，水文、地質等方面不確定因素多，水下作業(yè)的技術難度和施工風險較大，容易追加項目的投資。

（3）從防水角度看，雖然隧道防水技術在不斷的發(fā)展，但由于施工條件的制約，防水效果不可保證，會存在一定程度的滲漏水現(xiàn)象，施工和運營過程中隧道方案的防水問題將是該方案的弱點和難點。

（4）從安全角度看，水底隧道是一個封閉在水下的建筑物，一旦發(fā)生車輛碰撞交通事故或意外火災就不如在地面上易于疏散人員和車輛。

（5）從運營維護角度看，隧道后期費用較高，幾乎為大型橋梁的2～3倍，甚至更多。

3.3 方案比選結果

鑒于現(xiàn)狀勝利路大橋和哲里木大橋兩橋間距僅為2.1km，如果在兩橋之間再建1座大型跨河橋，則嚴重影響西遼河河道景觀和周邊生態(tài)環(huán)境，因此，本次過河通道方案推薦采用隧道過河。

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4 隧道總體方案

鑒于工程影響范圍內，有防洪堤、文化廣場、遼河公園（大型雕塑2 處）和過河慢行通道。根據施工工法不同，初步擬定兩個隧道過河方案。北岸洞口效果圖如圖2所示，南岸洞口效果圖如圖3所示，施工工法及其效益比較見表1。

表1 方案比選表

圖2 北岸洞口效果圖

圖3 南岸洞口效果圖

4.1 方案一（明挖）

隧道全線采用明挖施工，然后對西遼河兩岸防洪堤、河北岸文化廣場和河南岸遼河公園進行恢復。

4.1.1 工程總體布置

工程北起柳蔭路與錫林郭勒路路口，自河北路以北入洞，向南依次下穿河北岸文化廣場、河北路（防洪堤）、西遼河、遼河公園和通遼大街（防洪堤），在家和花園門前出洞，隧道單洞暗埋段全長1240m，北岸敞口段長80m，南岸敞口段長140m，標準斷面為雙向4車道。

4.1.2 橫斷布置

過河隧道斷面布置可分為三段：北岸洞口敞口段位于文化廣場內，兩側無機動車出行需求，敞口段斷面采用雙向6車道，洞口兩側不設置輔路；隧道閉口段位于河道內，斷面采用雙向4車道；南岸洞口敞口段位于居住區(qū)內，兩側有機動車出行需求，敞口段斷面雙向4車道，洞口兩側設置輔路及人行道，輔路斷面采用雙向2車道。

4.1.3 縱斷面設計

控制因素為河道沖刷線。隧道縱斷整體呈U形，全線最大縱坡3%，最小縱坡為0.5%。

4.2 方案二（明挖+暗挖）

隧道過河段采用明挖施工，隧道下穿兩岸防洪堤、遼河公園和文化廣場段采用暗挖施工。為滿足暗挖覆土要求，隧道需加大埋深，河北路（防洪堤）、遼河公園、通遼大街（防洪堤）等主要控制點最小埋深不小于4.5m。全線最大縱坡5%，最小縱坡0.3%?？v斷線形指標較差，局部敞口段需要罩棚。

4.2.1 工程總體布置

工程北起柳蔭路與錫林郭勒路路口，自河北路以北入洞，向南依次下穿河北岸文化廣場、河北路（防洪堤）、西遼河、遼河公園和通遼大街（防洪堤），在家和花園門前出洞，隧道單洞暗埋段全長1200m（明挖段900m，暗挖段長300m），北岸敞口段長80m，南岸敞口段長110m，標準斷面為雙向4車道。由于隧道下穿遼河公園內，本次設計采用暗挖施工，鑒于雙線隧道對覆土要求更低，因此，遼河公園內推薦采用雙線方案，同時對工程范圍內的過河慢行通道、雕塑進行加固。

4.2.2 橫斷布置

過河隧道斷面布置可分為五段：北岸洞口敞口段位于文化廣場內，兩側無機動車出行需求，敞口段斷面采用雙向6車道，洞口兩側不設置輔路；隧道閉口段位于河道內，斷面采用雙向4車道；南岸洞口敞口段位于居住區(qū)內，兩側有機動車出行需求，敞口段斷面雙向4車道，洞口兩側設置輔路及人行道，輔路斷面采用雙向2車道。

4.2.3 縱斷面設計

控制因素為河道沖刷線、兩岸防洪堤、遼河公園等。隧道縱斷整體呈W 形，全線最大縱坡5%，最小縱坡為0.5%。

4.3 施工工法

4.3.1 明挖法

陸上場地開闊段可采取放坡明挖施工，河道內可采用圍堰明挖施工。場地條件受限可采取支護明挖施工。降水方案需根據地質勘察報告確定。

優(yōu)點：工期短、造價低、施工安全隱患少。缺點：破壞河北岸文化廣場和遼河公園及公園內部大型雕塑，社會影響大。

4.3.2 暗挖法

暗挖段雙連拱斷面開挖尺寸21.21m×10.47m，雙線單洞凈跨9.25m，凈高9.77m，主體結構采用復合式襯砌，初襯采用350mm厚噴射混凝土，二次襯砌采用現(xiàn)澆混凝土，超前支護采用Φ108大管棚加小導管支護。

綜上所述，本次設計推薦采用方案一，即全線采用明挖法。

5 結束語

西遼河過河隧道地處寒冷的凍土地區(qū)，作為通遼市一項大型的綜合市政工程，也是下穿西遼河的第一條水底隧道，設計過程中需統(tǒng)籌兼顧施工、后期運營等因素。工程前期通過優(yōu)化選線規(guī)避不必要的拆遷，同時加強宣傳以降低施工期的不利社會影響。作為北方地區(qū)鮮有的過河隧道，其前期論證過程可為類似項目提供寶貴經驗和參考價值。