前横路过江隧道方案研究

董 帅

(福州市规划设计研究院集团有限公司，福建 福州 350000)

1 概述

福州市城区内闽江上已建成10座跨江大桥联系两岸交通，但因老城区的城市功能相对聚集，功能布局不平衡，加大了闽江两岸过江交通需求。位于城区东二环路的鳌峰大桥既承担城市环路快速交通系统的功能，也承担区域内两侧过江的双重功能，现状交通流量已接近饱和。随着闽江南岸福州自贸区、江南CBD的不断建设，东部片区内闽江上的过江通道亟须扩容。

前横路地处市区东部组团，东二环路与三环快速路之间，总体上呈南北走向，联系晋安区、台江区及鼓楼区三个行政区域，是城区重要的南北向交通性主干路。地铁4号线与前横路在过闽江处共线，结合地铁过江隧道，本次不考虑桥梁跨江方案，仅对隧道方案进行论证分析。

北岸为鳌峰片区，主要地块有海峡金融街、三十八中、亚峰社区、海润花园、锦江新村等，主要相交道路有鳌光路、鳌峰路、北江滨中大道等。南岸主要地块有福州自贸区会展片区、江南CBD等，主要相交道路为南江滨大道及片区规划路，终点接规划林浦路,见图1。

2 功能定位及规模论证

根据福州市综合交通规划，中心城区内规划主干路网保持环+放射状结构，总体上呈“两环十射”的城市快速通道系统。前横路位于二环路和三环路两个环路系统之间，南北向贯穿整个东部片区，因此前横路过江隧道属区域性过江通道，项目主要功能为连接闽江南北两岸的海峡金融街及福州自贸区，分流东二环鳌峰大桥区域过江交通。

前横路道路等级为城市主干路，设计速度50 km/h，交通量预测结果见表1。

表1 远景年高峰小时路段服务水平(双向)

综上，前横路过江隧道功能定位为区域交通性主干道，根据交通量预测结果，过江隧道车道规模采用双向六车道，以加强闽江两岸车辆交通联系为主。

3 常见工法比选

常见的过江隧道施工工法有明挖法、沉管法、盾构法等，根据该项目选址处具体情况对施工工法进行分析比选。

3.1 围堰明挖法

围堰明挖法是在水中施设围堰结构，然后将围堰内水抽干进行放坡开挖，完成隧道结构施工后再回填土、回灌水并拆除围堰的一种隧道施工方法。适用于河床较平稳、水位较低、水流速度较慢的河流和湖泊内。

本项目选址处闽江航道可通航1 000 t级船舶，且水深还处于冲刷调整中，不推荐采用围堰明挖法。

3.2 沉管法

沉管法是预制管段沉放法的简称，是将预制管段沉放在已浚挖好的基槽内，以水力压接法连接而成的隧道。沉管法管段在干坞预制，隧道施工质量有保证，且现场施工期短，适用于大断面、多车道隧道[1]。

沉管隧道包括岸壁保护结构、干坞、沉管段结构、暗埋段结构等分项工程，干坞的选址是沉管隧道的难点，也是关键。经估算，前横路过江隧道若采用沉管法施工，沉管段全长600 m，分5个节管段，干坞占地面积约7.8万m2，存在以下问题：

1)闽江内河通航标准Ⅲ级，通航净宽110 m。沉管施工期间，不可避免的将影响河道的短期通航，影响期约半年。

2)项目选址周边水口电站1993年蓄水及解放大桥1994年拆除重建，改变了夹沙条件及水力条件，使渐趋稳定的河床发生新的调整，目前水深还处于冲刷调整中，未稳定。

3)由于闽江河床断面呈北低南高形式，最大高差约有22 m，沉管隧道基槽开挖及疏浚难度较大。

结合本项目闽江河道及周边用地受限的实际情况，不推荐采用沉管法。

3.3 盾构法

采用盾构机掘进，并在盾构机内拼装预制衬砌修建隧道的施工方法，是软土地层中进行暗挖隧道施工的主要方法。盾构法在施工过程中能够最大限度地减少对地面交通及建构筑物的影响，且有多种断面形式，可适应不同规模及要求的隧道[2]。

通过对围堰明挖法、沉管法及盾构法的分析比较，本项目施工工法推荐采用盾构法。

4 总体设计方案

4.1 设计思路

1)考虑对闽江两岸海峡金融街、福州自贸区、东部行政中心的服务功能。

2)统筹考虑隧道和地铁4号线在本通道内的布置、车站设置及规模。

3)隧道下穿闽江的埋深、冲刷影响。

4)隧道及地面道路对道路红线及两侧地块的影响。

5)工程造价。

4.2 方案一：与地铁分建

过江隧道采用单孔上下叠层布置，每层布置三车道，每车道宽度为3.5 m，通行净高为4.5 m，盾构直径16.7 m。地铁4号线隧道位于东侧，采用两孔6.2 m直径盾构，如图2所示。

隧道北侧接地点采用错位布置，上层进口和下层出口分别设置在鳌光路南北两侧。北侧工作井设置在鳌峰路南侧约130 m处。南侧工作井设置在南江滨路南侧约30 m，下穿友谊河后出入口转为并列布置，与林浦路衔接。

北侧敞开段采用错位布置，道路需按48 m红线宽度进行辟筑，影响三十八中操场及亚峰教工宿舍围墙。南侧敞开段采用并列布置，前横南路红线需拓宽56 m，主要影响金浦小区部分房屋及围墙(见图3)。

隧道段最大纵坡为5%。江中盾构段埋深考虑0.7D+3 m冲刷深度(>14.7 m)(见图4)。

该方案隧道全长2 290 m，隧道盾构段长820 m，北侧上层暗埋段405 m，敞开段150 m；北侧下层暗埋段515 m，敞开段140 m；南侧暗埋段645 m，敞开段170 m。

4号线独立下穿闽江，盾构直径较小，江底隧道埋深较浅。北侧鳌峰路站轨面埋深约-15 m，为地下二层车站。南侧金浦站轨面埋深约-13 m，为地下二层车站。

4.3 方案二：与地铁合建

越闽江段采用双管15 m直径盾构，双管均布置三车道，每车道3.5 m，通行净高4.5 m，道路与轨道交通布置在一孔内。上层布置单向三车道，下层布置轨道交通(B型车)，见图5。

北侧接地点位于鳌光路北侧，在24 m规划路北侧设置洞口，北侧工作井设置在江滨大道北侧。北侧鳌江路红线需拓宽8 m，主要影响三十八中操场及亚峰教工宿舍围墙。南侧工作井设置在闽江南江滨大道南侧，下穿友谊河之后设置洞口，在林浦路北侧约220 m处接地。两岸敞开段均布置双向四车道地面道路考虑，红线需拓宽至56 m。南侧前横南路红线需拓宽16 m，主要影响金浦小区部分房屋(见图6)。

盾构段受轨道交通纵坡控制，最大纵坡为2.9%，隧道最大纵坡5%。江中盾构段埋深考虑0.7D+2 m冲刷深度(>12.64 m)(见图7)。

该方案隧道全长2 313 m，隧道盾构段长745 m，北侧暗埋段539 m，敞开段154 m；南侧暗埋段660 m，敞开段165 m。轨道交通受江底覆土控制，且位于盾构下层，江中段埋深较深，影响两侧车站埋深。北侧鳌峰路站轨面埋深约26.5 m, 为地下四层站，南侧金浦站轨面埋深约25 m，为地下三层半车站。

5 方案比较与总结

对方案一和方案二进行综合比较，详见表2。

表2 方案比较

两种设计方案对道路红线、周边地块的影响基本一致，隧道长度及工程投资相差不大，主要考虑地铁两端站点的埋深及施工难度，前横路过江隧道推荐采用方案一，即隧道与轨道分建方案。为避免项目施工期间的相互影响，前横路的建设应结合地铁4号线的建设合理安排工期[3]。