靳江路过江通道规划设计

2022-09-27于斌斌

北方交通 2022年9期

关键词：湘江隧道交通

于斌斌

(1.上海林李城市规划建筑设计有限公司上海市 200437； 2.上海林同炎李国豪土建工程咨询有限公司上海市 200437)

过江通道作为城市跨江发展区域交通网络中的重要节点，影响着城市格局的空间演化，关系着城市经济社会的健康发展。而地上空间的密集开发和地下空间的无序建设都对通道的修筑提出了越来越高的要求，是对新建过江通道规划和设计的严峻考验。

以长沙市靳江路过江通道规划设计为例，对较高开发程度中心城区布置过江通道的形式、规模、线位等内容进行介绍，旨在为高密度城市开发背景下新建过江通道项目的规划设计提供参考和借鉴。

1 项目背景

随着国家级新区-湘江新区的成立，近几年是长沙市发展最为迅速的时期，城市交通问题也随之凸显，交通资源供给与交通发展需求逐渐出现了不匹配现象。长沙市交通负荷由外围向中心城区逐渐增强，湘江两岸的过江交通拥堵十分突出，加快中心城区过江通道规划与建设刻不容缓。湘江现状过江通道见图1。

目前，长沙市中心城区现状过江通道主要为三桥(银盆岭大桥、橘子洲大桥、猴子石大桥)和两隧(营盘路隧道、南湖路隧道)，交通情况见表1。

结合中心城区过江通道的交通流量和饱和度可以看出，高峰时段过江交通拥堵严重，过江交通需求与现有过江通道容量严重不匹配。该现象在城市核心区表现尤为突出，造成猴子石大桥、橘子洲大桥、营盘路隧道等通道全天大部分时段服务水平均处于较低状态。

表1 长沙市中心城区过江通道交通流量及饱和度表

为适应城市经济发展和过江交通需求的增长，缓解其它过江通道的交通压力及分离中长距离交通的需要，同时综合考虑路网规划、过江需求及建设条件等因素的影响，亟需在中心城区规划设计一条新的贯穿东西大纵深交通干道。

2 设计原则

本项目作为长沙市湘江航道上的重要过江交通工程，必须在满足交通功能前提下，于开发密集的中心城区范围内识别一条服务性好、贯通性佳、环境影响小的过江通道。在选型设计中，结合现状已有路网，力求与两岸景观及邻近过江通道方案相协调，使新建过江工程成为长沙市的新景观；在主桥跨径或隧道方式选择时，满足航道、航运发展的需要，符合工程沿线环境保护要求，建成一条交通顺畅、生态健康、安全可靠的过江工程。

3 规划设计方案

3.1 研究内容

靳江路道路等级为城市主干路，设计速度50km/h。本项目着重研究工程的设计标准、总体方案比选及投资规模等，为后续规划、设计和建设工作的展开确定方向。

3.2 功能定位

靳江路规划围绕“减少绕行”和“交通分流”两个基本点，主要解决东西向中长距离交通需求，兼顾服务近江交通，分流南湖路隧道、猴子石大桥交通流量；服务大学科技城、南湖片区等沿线交通出行。

3.3 车道规模论证

(1)路段设计通行能力

考虑交叉口间距、交通管理和渠化措施等综合因素进行折减，路段单向机动车道的通行能力由式(1)表示为：

Nm=Np×αc×km×δ

(1)

式中：Nm为路段机动车道单向机动车道的通行能力(pcu/h)；Np为一条车道可能通行能力(pcu/h)，50km/h取1700pcu/h；αc为机动车道通行能力的道路分类系数，主干路为0.9；km为车道折减系数，2车道取1.85，3车道取2.6；δ为交叉口影响通行能力的折减系数，与两个交叉口之间的距离、行车速度、绿信比和车辆启动、制动的平均加、减速度有关。

参照国内同等城市经验，并结合工程修正系数，单向两车道的通行能力为1907pcu/h，单向三车道的通行能力为2230pcu/h。

(2)路段服务水平评价

本次将研究范围内靳江路按照单向三车道和单向两车道两种方案，对各路段服务水平进行评价分析，详见表2。

表2 2045年靳江路过江工程路段服务水平评价表

根据评价结果得出，采用单向两车道至2045年服务水平为3级，满足城市道路要求的服务水平。因此，靳江路远期设置双向4车道规模是较为合理的。

3.4 线位方案

根据路网规划，靳江路为城市主干路，规划红线宽度36m，是湘江西岸麓山分区一条东西向的主要干道，以交通功能为主，兼顾服务两侧高校及配套住宅的出行。

在西岸方案中，对西二环以西段线位进一步选线并研究其可行性，西二环以东段考虑参照规划走向。东岸无规划线位，故方案在区域控详规的基础上，对东岸线位进行梳理研究，复核控制条件，明确线位走向。

3.4.1湘江两岸控制条件

本工程线路走向呈东西向，对于西岸，西二环以西段主要受岳麓山控制，西二环以东段已按规划实施到位，沿线地块以高等院校、配套住宅、办公等公建设施为主，均已退界到位。

东岸主要为南湖新城片区，主要有湖南革命陵园、火车头公园、芙蓉星苑、长沙理工大学、漫步江湾、玉泉寺等住宅、教育及旅游等公建设施。接线方案应尽量考虑避让已有建筑，在局部条件受限路段，可考虑适当拆迁。

3.4.2线位方案比选

根据上述控制因素进行分析，方案按东西两岸分别提出如下线位方案进行比选。总体线位比选布置图见图2。

图2 总体线位比选布置图

(1)湘江西岸

线位一利用现状含浦大道线位，整体路线略显曲折；涉及洋海塘小区局部拆迁，工程规模相对较小，与湘江西岸干路网贯通，道路通达性较强，服务性好；线位二整体线位较顺直，穿越岳麓山，隧道工程规模较大且道路服务性差。综合各因素考虑，湘江西岸推荐采用线位一方案。

(2)湘江东岸

线位一较为顺直，利用现状望月村街线位，工程规模较小，但其东向通达性不强，无法解决中距离交通需求；线位二比较顺直，下穿烈士陵园后向东可贯通至新建西路，隧道暗埋段长，工程规模较大，沿线交通服务性较差；线位三稍显曲折，利用现状殷家冲路线位，通达性强，可满足周边交通需求，工程规模较大，但拆迁少，实施难度小；线位四走线顺直，下穿乾城嘉园及天心馥园，沿线服务性不佳，工程规模大，实施困难。综合各因素考虑，湘江东岸推荐采用

线位三方案。湘江两岸线位比选见表3。

3.5 建设形式

连接水域两岸交通的工程方案主要有隧道和桥梁两种建设形式，这二者因施工方式的截然不同对环境、气候、交通、投资、运营等都有各自的优越性和不可避免的缺陷，因而桥隧比选是任何一个过江工程必须讨论、研究的主题。如境内流有哈德逊河、东河的美国纽约市；被泰晤士河穿越的英国伦敦；以及

表3 湘江两岸线位比选表

德国、法国、丹麦、比利时、荷兰等交通受水域阻隔的国家、地区，无一不为每一条通道的建设方案进行详细的比选、论证[2]。湘江是长沙的一条重要的通航河道，目前已建、在建的过江通道实施方案的选择，都是针对各自工程特定条件，经综合论证、比选后确定的。

3.5.1隧道方案

(1)施工工法比选

考虑到湘江的通航需求，钻爆法和盾构法是较为适宜的隧道施工工法，利弊各异。

表4 隧道施工工法比选表

钻爆法较适用于断面变化多、地层强度大的情况，其施工过程风险高且结构防排水质量保证不易[3]；盾构法虽埋深较大，易导致接线距离较长，但对环境和交通影响小。考虑到长沙土层偏软弱且湘江底泥中重金属污染程度均有中等和高度的污染水平以及中等及高度的生态风险[4]，为减少对湘江水体及底泥的扰动，同时结合湘江的地质和水文条件，推荐采用盾构法。

(2)隧道断面比选

隧道断面有双管单层及单管双层两种布置形式，后者工作井深度较大，敞开段接线距离长，平面空间占用相对较少，主要适用于规划红线较窄，周边控制条件复杂的情况。

项目位于长沙市中心城区轴线，周边控制因素复杂，建筑较多，且规划道路红线较窄，采用单管双层用地更小，拆迁较少，实施难度相对较小。因此断面选择单管双层布置方案。

(3)隧道总体方案

靳江路穿越湘江段为单管双层隧道，盾构法施工，双向四车道规模，上下行分离，盾构圆隧道外径为14.5m，内径13.3m。盾构区间下穿潇湘大道、湘江和湘江中路后，分别在潇湘大道西侧约40m和湘江中路东侧约50m处设置盾构工作井。隧道下层全长约4045m，上层全长约2725m。

图3 隧道方案平面图

根据湘江两岸的地块开发程度、现状路网情况及沿线交通需求，结合隧道双层断面形式，将湘江西岸出入口布置为二进一出，东岸出入口布置为一进二出。西岸隧道上层出口布置于靳江路，下层进口布置于麻园路及靳江路，对大学城与梅溪湖片区交通进行分流，东岸隧道上层进口布置于规划一路，下层出口布置于书院南路及赤岭路，分离东向及南向交通，降低书院南路/赤岭路交通压力。横向道路出入口的布置与双层非对称结构的设计，有效分离了主要交通流向，降低了新建过江通道给近江交叉口带来的交通压力，提升了隧道通行能力及交通转换效率。

3.5.2桥梁方案

(1)跨径确定

湘江为内河Ⅱ级航道，桥位中心线法线与航道轨迹线夹角约112°，考虑到桥墩结构宽度、防船撞设施宽度、桥墩附近紊流影响等因素，主跨最小跨径大于等于200m，并需兼顾两岸沿江道路的避让要求。

(2)桥型方案

根据上述边界条件分析，桥型可选方案有悬索桥、连续刚构桥、拱桥和斜拉桥。

悬索桥造价较高，如采用地锚式悬索桥需设置锚碇，采用200m跨径则江中阻水率较高；采用一跨过江则桥梁规模过大，占地问题突出；如采用自锚式悬索桥，由于采用先梁后缆的优化施工工艺[5]，搭设主梁需在江中搭设的支架会影响通航和阻水；连续刚构桥梁高较高，桥梁接线较长；拱桥跨越能力较大，但如采用中承式拱桥，则施工工序复杂，对湘江影响较大；下承式拱桥采用顶推施工较为方便，但考虑到湘江上现有桥梁就有类似桥梁外观，也不作推荐。

斜拉桥规模庞大，主塔高大，能使人产生震撼的感觉[6]。作为城市景观桥梁的常用载体，并考虑到湘江上现有常规两塔三跨斜拉桥-银盆岭大桥，本次方案主桥采用独塔斜拉桥方案，见图4。