文一路地下通道工程中明挖段设计方案比选

邱裕华

（上海隧道工程有限公司，上海市200082）

文一路地下通道工程中明挖段设计方案比选

邱裕华

（上海隧道工程有限公司，上海市200082）

针对文一路地下通道位于城市中心区的特点，对文一路地下通道工程中明挖段的两个设计方案进行分析类比，最终确定了功能更好、对周边环境影响更小的方案二为设计方案。

地下通道；中明挖段；设计方案；比选

0 引言

随着社会的不断发展，城市车流量越来越大，仅仅依靠地面道路已无法满足城市的交通通行要求，在城市中心区建设地下通道成为解决交通拥堵的有效手段。由于城市中心区存在大量市政管线，且交通流量大，周边环境复杂，在项目设计、施工筹划阶段需综合考虑城市中心区特殊的环境因素，确定合理的设计施工方案。

本文以杭州市“三纵五横”快速路网中“一横”的组成部分——杭州文一路地下通道（保俶北路—紫金港路）工程为依托，采用类比分析方法，进行工程中明挖段设计方案的比选，为类似工程的设计施工提供参考[1]。

1 工程概况

文一路地下通道（保俶北路—紫金港路）工程隧道主线段工程东起保俶北路，西至紫金港河，工程起止里程为K1+040～K6+164，全长5.124 km，设计车速60 km/h，设计标准为地下采用双洞双向4车道，地面采用双向6车道。

地下隧道长约4.78 km，其中盾构区间长约3.51 km，明挖区间长约1.27 km，区间采用直径11.66 m盾构推进，如图1所示。

图1 文一路地下通道（保俶北路—紫金港路）工程平面布置图

2 设计方案比选

2.1 设计方案比选项目

该工程是杭州市政府首次采用BOT模式的市政道路建设项目[2]。工程位于杭州城西中心区，采用明挖法与盾构法施工，地质条件复杂，周边建筑及地下管线密集，施工难度大。

在确定中明挖段设计方案时，根据工程的特点，着重考虑以下5个方面的影响[3]。

（1）功能

功能是设计方案的核心内容[4，5]，在满足规范要求的基础上，尽可能提升工程的便利性与使用性能。

（2）周边环境影响

工程位于杭州城西软土层，周边建筑物及管线较多，土层受基坑开挖影响大，方案设计时考虑尽量减少对周边环境的影响。

（3）施工工法

施工工法是影响设计方案的重要因素。设计方案应尽量使用成熟的施工技术，减少施工风险。

（4）社会影响

工程位于杭州城西中心区，施工过程中必然对周边居民出行及社会环境造成影响，设计方案应尽量减少对社会交通及周边商铺营业的影响。

（5）造价

工程造价是影响方案的重要因素，在满足功能的前提下，尽量减少工程造价。

中明挖段设计方案主要围绕以上5个方面内容进行类比分析，选择优势项多的方案作为最终方案。

2.2 设计方案概况

（1）方案一

中明挖段隧道北线长约860 m，南线长约822 m，宽13～58 m（见图2）。2#、3#工作井开挖深度分别为 24.6 m、23.8 m，暗埋段开挖深度12.8～17.4 m。主线最大纵坡5%，匝道最大纵坡6%，最小纵坡0.5%，困难地段0.3%。围护结构采用地下连续墙，如图3所示。工作井采用1 200 mm地墙，暗埋段采用800 mm地墙，内部结构为南北独立的箱型结构，如图4所示。

图2 方案一中明挖段隧道平面布置图

图3 方案一中明挖段隧道围护平面布置图

图4 方案一中明挖段内部结构断面型式

（2）方案二

明挖段隧道北线长约650 m，南线长约601 m，宽13～52 m（见图5）。2#、3#工作井开挖深度23.5 m、22.8 m，暗埋段开挖深度11.2～17 m。主线最大纵坡5%，匝道最大纵坡6%，最小纵坡0.5%，困难地段0.3%。围护结构采用地下连续墙，工作井采用1 200 mm地墙，暗埋段采用800 mm地墙，如图6所示。内部结构采用“两孔一管廊”的断面型式，即“两个车行隧道孔+一个设备管廊孔”，如图7所示。

图5 方案二中明挖段隧道平面布置图

图6 方案二中明挖段隧道围护平面布置图

图7 方案二中明挖段内部结构断面型式

2.3 设计方案比选

2.3.1 功能比较

（1）进出匝道布置

如图8、图9所示，中明挖段布置两对平行匝道。方案一为一对匝道位于道路两侧，右进右出，一对匝道位于道路中部，左进左出。方案二为两对匝道均位于道路两侧，交通组织均为右进右出，符合常规驾驶习惯。

图8 方案一匝道布置与交通组织平面图

图9 方案二匝道布置与交通组织平面图

（2）设备、管线布置

方案一隧道主线明挖矩形隧道采用南北分离式结构。各类设备及管线主要布置于隧道两侧装修层内及顶部空间（见图10中圈中位置）。车道右侧设置0.75 m宽检修道，电缆管道维修需占用部分车道，对隧道运营有一定影响。

方案二断面取消隧道右侧0.75 m宽检修道，增设中间管廊通道，主要电缆管道均布置于管廊通道内（见图11中圈中位置）。电缆管道设置于独立空间，维修管理方便，对隧道正常运营无影响。

图10 方案一隧道建筑断面布置

图11 方案二隧道建筑断面布置

图12为中明挖段周边建筑物与隧道的间距对比。由图12可知，方案二中建筑物与隧道水平间距相对较远，施工影响相对少一些，且围挡距离建筑较远，对建筑内一楼商铺营业影响较小。

图12 隧道与建筑物间距对比

2.3.3 施工工法

方案一南北线基坑分期开挖施工（明挖法）（见图13）；方案二基坑整体开挖（见图14），局部半盖挖顺作法施工。方案一始发井及接收井处盾构覆土分别为7.5m和8 m；方案二始发井及接收井处盾构覆土为6 m和7 m。方案二施工筹划相对复杂，盾构机进出洞覆土更浅（小于1D，超浅覆土），施工管理与技术要求更高[6]。

图13 方案一采用分期开挖（明挖法）

图14 方案二采用整体开挖（局部半盖挖顺作法）

2.3.4 社会环境影响

两个方案交通导改及临时管线迁改范围比较见图15。

图15 交通导改与临时管线迁改区域对比

方案一丰潭路、益乐路、通普路均需翻交，方案二仅益乐路需翻交。

方案一管线临时迁改区域较方案二长约130 m，且丰潭路、益乐路、通普路交叉口处的横向管线需临时迁改；方案二仅益乐路交叉口处的横向管线需临时迁改。

综上，方案一交通导改涉及三个路口翻交，特别是丰潭路为主干路，交通流量大，交通导改整体影响较大。方案一管线迁改范围明显超出方案二，管线迁改量及相关施工围挡对社会交通及周边商铺营业都有影响。因此方案一对社会环境影响更大。

2.3.5 工程造价

方案一明挖段较方案二长，方案二施工筹划复杂，隧道覆土更浅，需增加相应的施工措施。经计算，方案一工程造价约为3.2亿元，方案二工程造价约为3.0亿。

2.3.6 比选结果

综合以上类比分析（见表1），方案二的功能性更好，对周边及社会环境影响更小，施工难度相对较大，造价略低，因此选择方案二做为最终的设计方案。

表1 各项指标综合比较表

3 结语

根据此次中明挖段的两个设计方案比选研究，选择了方案二作为最终方案。设计方案经过专家评审后，文一路地下通道中明挖段基坑已经进入施工阶段，目前正在进行一期基坑开挖施工。本文采用的设计方案比选模式可以为后续类似工程提供借鉴。

[1]陈虎，徐文平，周建伟.某大跨度钢结构设计方案比选及体系优化[J].江苏建筑,2010（2）:29-31.

[2]金礼.建筑工程设计施工一体化的应用与展望[J].建材与装饰, 2015（2）:37-38.

[3]游芬.天平山隧道设计方案比选[J].高速铁路技术,2011,3（增刊）:371-373.

[4]DellIsola J.VE in the Construction Industry[M].Toronto: VanNostrand company,1982.

[5]Kelly J.and male S.Value management in Design and Construction: The Economic Management of Project[M].London:Taylor&Francis Group,1992.

[6]周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.

U412.37+3.1

B

1009-7716（2017）03-0017-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.03.005

2017-01-12

邱裕华（1984-），男，江苏启东人，硕士，工程师，长期从事隧道及地下空间开发科研工作。