過江通道的路線設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)秦晴 錢震

摘要 ?隨著城市化進(jìn)程的加速，過江通道的建設(shè)條件日益復(fù)雜，需要綜合考慮周邊交通路網(wǎng)、地塊開發(fā)、地鐵建設(shè)、河道通航等重要因素。文章以杭州中環(huán)過江隧道的路線設(shè)計(jì)為例，詳細(xì)介紹了過江通道路線總體設(shè)計(jì)的方法。通過對(duì)橋梁和隧道過江方案的總體布置進(jìn)行比較研究，得出隧道方式過江為最優(yōu)方案。隨后對(duì)隧道兩個(gè)線形進(jìn)行綜合分析，最終確定了推薦路線。該工程可為類似過江通道的路線設(shè)計(jì)提供一定的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 路線設(shè)計(jì)；橋隧比選；隧道線位；盾構(gòu)隧道

中圖分類號(hào) U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）08-0028-03

0 引言

路線設(shè)計(jì)對(duì)路網(wǎng)規(guī)劃、交通安全、社會(huì)環(huán)境等具有決定性影響。尤其在過江通道的路線設(shè)計(jì)中，現(xiàn)狀建筑物、地質(zhì)、水文條件都十分復(fù)雜，需結(jié)合各項(xiàng)建設(shè)條件，在全面了解規(guī)范條文的各項(xiàng)基礎(chǔ)上，靈活運(yùn)用各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)[1]，最終通過比選分析，選擇最佳路線方案。

1 工程概況

杭州市在綜合考慮區(qū)域路網(wǎng)、“一主三副六組團(tuán)”的城市格局后，提出在繞城高速外圍利用G104、G320、G329國(guó)道形成杭州中環(huán)；與“二繞”共同拓展城市空間格局，完善區(qū)域路網(wǎng)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。該次重點(diǎn)研究杭州中環(huán)東北跨越錢塘江段，如圖1所示。

2 建設(shè)條件

沿線重要建構(gòu)筑物及文保資料主要有省文保魚鱗石塘、北岸丁壩、江南大堤、燃?xì)夤芫€、西氣東輸二線和紹杭成品油管線。

制約建設(shè)方案的其他主要因素主要有地形、地質(zhì)、水文等因素，高壓電塔和規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)等。

3 方案比選

3.1 過江段橋隧比選分析

3.1.1 橋梁方案

（1）建設(shè)條件。靖江路過江通道位于江東大橋和錢江隧道之間，河道位于錢塘江幾字段內(nèi)，錢塘江規(guī)劃通航標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ級(jí)航道，通航1 000 t級(jí)海輪，通航凈空≥24 m，

通航凈寬單向≥2×120 m、雙向≥220 m，通航凈高22.5 m，設(shè)計(jì)通航水位取20年一遇水位7.64 m。

（2）橋梁方案。我國(guó)在修建大橋方面積累了很多技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)[2]。杭州市內(nèi)的錢塘江上，共有十一座大橋，造型各異，既有彭埠大橋、袁浦大橋等梁式橋，也有系桿拱橋（九堡大橋、復(fù)興大橋），以及斜拉橋（西興大橋、之江大橋）和懸索橋（江東大橋）。

橋址處河道寬度2 600 m，擬建過江通道主橋采用（50+100+300+100+50）m雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，如圖2所示。橋塔采用花瓶形索塔，塔柱采用矩形箱形斷面，斜拉索推薦采用高強(qiáng)平行鋼絲。

3.1.2 隧道方案

（1）建設(shè)條件。擬建過江通道過江段長(zhǎng)約2.75 km，隧址距離上游老鹽倉彎道僅4 km左右，下游為江道順直的鹽官段，地質(zhì)條件復(fù)雜。

（2）隧道方案，主線平面指標(biāo)采用設(shè)計(jì)速度80 km/h的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全線共設(shè)2處圓曲線，滿足隧道口內(nèi)外各3S設(shè)計(jì)速度行程長(zhǎng)度范圍內(nèi)的平面線形一致的要求[3]。

過江段隧道擬采用雙管單層盾構(gòu)隧道，選定斷面外徑15 m，內(nèi)徑13.7 m，管片厚度0.65 m；相應(yīng)盾構(gòu)斷面設(shè)置的制造工藝成熟，且具有現(xiàn)成的閑置盾構(gòu)設(shè)備可投入該工程使用。

3.1.3 橋梁與隧道方案比選

從技術(shù)、運(yùn)營(yíng)管理、環(huán)境影響等方面進(jìn)行分析對(duì)比，橋隧方案比選情況詳見表1。

對(duì)于不收費(fèi)的城市橋梁或者城市隧道不需要進(jìn)行項(xiàng)目財(cái)務(wù)性評(píng)價(jià)[4]。綜合通航條件、防洪影響、環(huán)境影響以及運(yùn)營(yíng)條件等方面因素，以及對(duì)國(guó)家級(jí)文物錢塘江古海塘和世界奇觀錢江潮自然景觀的保護(hù)，推薦采用隧道方案。

3.2 隧道線位方案比選

3.2.1 主要控制因素

（1）平面控制因素。平面控制因素主要有之江村安置點(diǎn)、海寧市中小學(xué)研學(xué)二期、云龍村安置點(diǎn)、長(zhǎng)輸管線、高壓線、杭浦高速、北岸丁壩、魚鱗石塘、南岸海塘和長(zhǎng)輸管線。

（2）縱斷面控制因素：

1）隧道最大縱坡。根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，隧道內(nèi)最大縱坡應(yīng)小于3%[5]。

2）杭浦高速公路。項(xiàng)目與杭浦高速公路存在立體交叉關(guān)系，若需上跨杭浦需滿足凈空5.5 m要求[5]；若下穿杭浦高速，需滿足覆土要求。

3）錢塘江。設(shè)計(jì)江中段縱斷面以越江線位處河床斷面歷史最低沖刷下包絡(luò)線和一百年一遇最低沖刷包絡(luò)線為設(shè)計(jì)控制線，并以三百年一遇最低沖刷包絡(luò)線進(jìn)行校核。盾構(gòu)一般段覆土≥1D，進(jìn)出洞處的覆土厚度宜≥0.5D，錢塘江沖刷深槽段施工期河床覆土≥0.75D，并滿足三百年一遇沖刷線抗浮要求。

3.2.2 線位比選

（1）線位介紹：

1）線位一。起點(diǎn)接中環(huán)北段，線位采用盾構(gòu)隧道下穿杭浦高速、錢塘江后，南岸接規(guī)劃靖江路，如圖3所示。預(yù)留與杭浦高速設(shè)置互通條件。

為了不影響既有高速運(yùn)營(yíng)，北岸工作井設(shè)置在杭浦高速坡腳北側(cè)約60 m處。

下穿杭浦交叉處路面高程需低于?17.5 m。錢塘江北岸1/300沖刷線絕對(duì)標(biāo)高?18 m，為滿足施工期、運(yùn)營(yíng)期盾構(gòu)覆土要求，下穿北岸路面高程需深于?37.5 m。

2）線位二。起點(diǎn)接中環(huán)北段，以橋梁形式上跨杭浦高速后，采用圓曲線半徑R=1 500 m的盾構(gòu)隧道下穿錢塘江江堤，受杭浦高速既有高程和錢塘江1/300沖刷深度的影響，盡量拉長(zhǎng)錢塘江北岸堤壩與杭浦高速距離，展線至1 800 m，南岸接規(guī)劃靖江路，如圖4所示。

上跨杭浦交叉處設(shè)計(jì)高程需大于15.6 m。下穿錢塘江北岸沖刷深度較深，絕對(duì)標(biāo)高按?20 m控制，高程需滿足?37.5 m條件。

（2）線位比選：

1）預(yù)留互通方案合理性分析。中環(huán)存在遠(yuǎn)期新建互通可能性，因此需通過線形、與杭浦高速關(guān)系、政策處理、審批難度、工程規(guī)模、施工難度等因素對(duì)線位進(jìn)一步比選。

①研究路段杭浦高速現(xiàn)狀互通間距為6.4 km，線位一預(yù)留的互通更接近胡家兜互通，服務(wù)功能較弱，線位二互通間距更為合適。②線位一采用盾構(gòu)下穿杭浦高速，為了滿足隧道洞口與遠(yuǎn)期互通間距的要求，規(guī)模較大，三角地約29.9公頃，如圖5所示。線位二為上跨杭浦高速方案，洞口與預(yù)留互通間距較長(zhǎng)，滿足規(guī)范要求，三角地約4.1公頃，如圖6所示。因此線位二規(guī)模小，造價(jià)低，土地利用率更大。

2）線位的綜合比選。綜合比選詳見表2，線位二規(guī)模、施工難度、后期運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較小，且有更好的預(yù)留互通條件，推薦采用線位二（上跨杭浦高速）。

4 結(jié)束語

該文對(duì)杭州中環(huán)過江隧道路線的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入探討，對(duì)各種建設(shè)條件進(jìn)行了全面分析，同時(shí)，對(duì)橋隧方案和路線走廊進(jìn)行了綜合分析和比選。該工程可為類似過江通道的路線設(shè)計(jì)提供一定的借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

[1]朱東林. 基于公路路線設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)探索[J]. 黑龍江交通科技， 2023（5）： 79-81.

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[4]劉運(yùn)哲， 何顯慈. 公路運(yùn)輸項(xiàng)目可行性研究[M]. 北京：人民交通出版社， 1998.

[5]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： JTG B01—2014[S]. 北京：人民交通出版社， 2014.