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        滕州市平安路隧道工程總體方案設(shè)計

        2019-05-18 07:11:30李萬百劉恩廣
        城市道橋與防洪 2019年3期

        李萬百,楊 陽,劉恩廣

        (中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司,天津市 300381)

        1 項目概況

        滕州市平安路(以下簡稱平安路)位于滕州市中心區(qū)域,規(guī)劃為東西向的主干路,連接滕州市老火車站和高鐵東站,是連接滕州市老城區(qū)與新城區(qū)的重要通道和景觀大道,如圖1所示。平安路分為平安路西段、中段和東段。此次設(shè)計范圍為平安路西段,為新建道路,起于龍泉路,終于呈祥大道,設(shè)計車速50 km/h,全長4 152.636 m。道路紅線寬度42 m,兩側(cè)規(guī)劃有寬度不等的綠地。

        圖1 滕州市平安路區(qū)位圖

        規(guī)劃平安路西段依次與龍泉路、吉山路、來鳳大道、京臺高速、鳳凰湖、湖東路、臨湖大道和呈祥大道存在相交點,如圖2所示。其中京臺高速為現(xiàn)狀高速道路,其余道路均為規(guī)劃道路,鳳凰湖為規(guī)劃湖泊。其中平安路與龍泉路、吉山路、臨湖大道和呈祥大道均采用平交方式。

        圖2 滕州市平安路西段相交道路

        京臺高速是現(xiàn)狀南北向高速道路,將滕州市區(qū)分為兩部分,京臺高速西側(cè)為滕州市老城區(qū),東側(cè)為滕州市高鐵新區(qū)。此次平安路設(shè)計采用下穿形式跨越京臺高速。

        平安路跨越鳳凰湖可考慮采用橋梁或隧道兩種方式之一。由于隧道和橋梁相比具有以下優(yōu)點:不受自然氣候影響,行車安全性較高;不影響湖面以上空間的使用和通航;占地較小,附加價值較高;戰(zhàn)備時可作為人防避難場所;噪音小,對居民影響小,同時解決市政管線過湖;對景觀湖的景觀影響小等,因而確定采用隧道形式下穿鳳凰湖。由此平安路下穿京臺高速、來鳳大道、鳳凰湖和湖東路,實現(xiàn)東西城區(qū)的貫通。

        2 現(xiàn)狀道路概況

        京臺高速縱穿滕州市區(qū),連接新老城區(qū)之間的道路均需穿越京臺高速。京臺高速現(xiàn)狀為雙向四車道,寬約28 m,路基段高出兩側(cè)地面3 m左右。

        滕州市高鐵新區(qū)現(xiàn)狀有若干條道路穿越京臺高速,分別為S241省道、北辛路(S343省道)、荊河?xùn)|路以及若干條村莊道路,均采用橋梁或箱涵的形式下穿京臺高速。

        滕州市高鐵新區(qū)現(xiàn)狀道路概況見圖3。

        圖3 滕州市高鐵新區(qū)現(xiàn)狀道路概況

        3 線位調(diào)整

        平安路規(guī)劃線位與下穿京臺高速現(xiàn)狀橋梁沖突,由于平安路下穿京臺高速需頂進施工,現(xiàn)狀橋梁會導(dǎo)致無法頂進施工。而京臺高速斷交施工沒有可行性。因此,為了避免與現(xiàn)狀橋梁沖突,本次設(shè)計提出了平安路改線方案:將平安路下穿高速處線位北移38.4 m,采用S型曲線連接到規(guī)劃線位。

        平安路規(guī)劃線位與現(xiàn)狀橋梁關(guān)系見圖4。平安路改線線位與規(guī)劃線位關(guān)系見圖5。

        圖4 平安路規(guī)劃線位與現(xiàn)狀橋梁關(guān)系

        圖5 平安路改線線位與規(guī)劃線位關(guān)系

        改線后的平安路可避開現(xiàn)狀橋梁,并具備頂進施工開挖基坑的空間,京臺高速亦可正常通行,現(xiàn)狀通道橋則可作為滕州市老城區(qū)和高鐵新區(qū)行人和非機動車的連接通道。

        4 隧道橫斷面方案比選

        科學(xué)合理地確定道路橫斷面是項目設(shè)計的重點。平安路道路紅線寬度42 m,兩側(cè)有寬度不等的綠地。本次標準段道路斷面形式為:3.5 m(非機動車道)+2 m(側(cè)分帶)+10.5 m(機動車道)+2 m(中分帶)+10.5 m(機動車道)+2 m(側(cè)分帶)+3.5 m(非機動車道)=34 m(本次道路實施范圍),人行道與兩側(cè)綠地景觀設(shè)計綜合考慮。

        其中10.5 m(機動車道)=0.25 m(路緣帶)+3.5 m(車行道)+3.25 m(車行道)+3.25 m(車行道)+0.25 m(路緣帶)。

        結(jié)合標準段的斷面形式、相關(guān)規(guī)范[1]、業(yè)主要求、路段特點等,通過研究與論證,提出3種隧道斷面方案進行比較。

        4.1 方案一

        單室的斷面形式為:0.75 m(檢修帶)+0.25 m(路緣帶)+(3.5+3.25×2)m(車行道)+0.25 m(路緣帶)+0.25 m(檢修帶)=11.5 m,見圖 6。

        圖6 隧道斷面方案一(單位:m)

        本方案設(shè)計為雙向六車道,行車道、路緣帶、檢修道等均選取《城市地下道路工程設(shè)計規(guī)范》[1]一般值寬度,在滿足規(guī)范的前提下斷面寬度最合理,投資最低。

        本方案依據(jù)《城市地下道路工程設(shè)計規(guī)范》[1],機動車洞內(nèi)未設(shè)置人行道及非機動車道,行人和非機動車可利用現(xiàn)狀通道前往新老城區(qū),不在隧道內(nèi)通行,避免與隧道內(nèi)機動車相互干擾,也避免了隧道內(nèi)火災(zāi)、煙塵等有害氣體以及社會治安等因素對行人的不利影響。

        本方案中,行人和非機動車可利用現(xiàn)狀荊河?xùn)|路前往老城區(qū)和高鐵新區(qū),如圖7所示。

        圖7 行人和非機動車通行路線

        本方案隧道斷面面積最小,投資最低,總投資52 143萬元人民幣,其中隧道段約為42 561萬元人民幣。

        4.2 方案二

        單室的斷面形式為:1 m(檢修帶)+0.5 m(路緣帶)+3×3.75 m(車行道)+0.5 m(路緣帶)+1 m(檢修帶)=14.25 m,見圖 8。

        圖8 隧道斷面方案二(單位:m)

        方案二與方案一相比,車行道、檢修帶、路緣帶的寬度加大,后期可通過交通管理,將機動車道、路緣帶及檢修帶的寬度調(diào)整至一般值,從而壓縮出非機動車道及人行道,但長隧道中行人、機動車、非機動車同洞設(shè)置違反規(guī)范。由于隧道較長,火災(zāi)、煙塵、汽車尾氣等有害氣體等會危及行人安全,并存在治安隱患,行人易產(chǎn)生恐懼心理,且行人及非機動車會與隧道內(nèi)機動車相互干擾,不利于行車和行人安全。國內(nèi)行人、機動車、非機動車同洞設(shè)置的長隧道案例極少。

        從交通角度看,平安路非機動車及行人的交通量較小,隧道內(nèi)無需設(shè)置人行道及非機動車道,近期行人和非機動車可利用現(xiàn)狀荊河?xùn)|路前往新老城區(qū),遠期通過解放大道和臨湖大道也可以通行。

        本方案投資較高,較方案一增加斷面面積約26%,增加鋼筋混凝土數(shù)量和投資約30%,總投資66 895萬元人民幣,隧道段造價約為55 458萬元人民幣。

        4.3 方案三

        方案三為單箱4室斷面,包括2個機動車道箱室和2個非機動車道箱室。機動車道箱室單室的斷面形式為:0.75 m(檢修帶)+0.25 m(路緣帶)+(3.5+3.25×2)m(車行道)+0.25 m(路緣帶)+0.25 m(安全帶)=11.5 m;非機動車道箱室單室的斷面形式為:3.5 m(非機動車道)+4 m(人行道)=7.5 m,見圖9。

        圖9 隧道斷面方案三(單位:m)

        本方案中行人、非機動車與機動車分洞設(shè)置,互不干擾,交通安全性較高。但由于隧道較長,存在治安隱患,行人易產(chǎn)生恐懼心理。國內(nèi)跨城區(qū)的長距離隧道,例如青島至黃島隧道,均不設(shè)置人行道和非機動車道。

        從交通角度看,平安路非機動車及行人的交通量較小,隧道內(nèi)無需設(shè)置人行道及非機動車道,行人和非機動車可利用現(xiàn)狀荊河?xùn)|路前往新老城區(qū)。

        本方案投資最高,總投資79 876萬元人民幣,較方案一增加斷面面積約65%,增加鋼筋混凝土數(shù)量和投資約60%,隧道段造價約為68 439萬元人民幣。

        綜合考慮行車及行人安全、火災(zāi)、通風(fēng)、排煙、社會治安、行人心理、交通需求、國內(nèi)同類型案例以及工程造價等各方面因素,本次設(shè)計推薦方案一為實施方案。

        5 關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計

        本次方案設(shè)計的關(guān)鍵節(jié)點為來鳳大道與平安路交叉節(jié)點。本相交節(jié)點設(shè)計了3個方案。

        5.1 方案一

        平安路與吉山路平交,與來鳳大道通過輔路實現(xiàn)連通,老城區(qū)的車輛可從來鳳大道進入平安路輔路,掉頭后進入平安路隧道,進而到達高鐵新區(qū);高鐵新區(qū)的車輛駛出平安路隧道后,掉頭通過輔路進入來鳳大道,進而前往老城區(qū),見圖10。

        本方案隧道入口的縱坡為2.4%,坡度適中,行車安全性較高。本方案在地下敞開段之前設(shè)置了駝峰,防止隧道范圍外的雨水進入隧道。荊河?xùn)|路近期可在規(guī)劃吉山路路口處順接到平安路西段,其后即與平安路共線,車輛可通過此平交口進出平安路和荊河?xùn)|路。

        圖10 來鳳大道節(jié)點方案一

        5.2 方案二

        本方案在方案一的基礎(chǔ)上增設(shè)了2條右轉(zhuǎn)匝道,以箱涵形式下沉至地下連接平安路隧道,實現(xiàn)右進右出,見圖11。

        圖11 來鳳大道節(jié)點方案二

        本方案互通性較高,但增加了匝道,主線箱體也局部加寬,造價較方案一增加了約7 500萬人民幣,且增加了京臺高速下方箱涵頂進的難度,施工對京臺高速的影響最大。

        5.3 方案三

        本方案中,平安路與來鳳大道在地下敞開段平交,為信號控制交叉口。車輛可通過平交口前往老城區(qū)和高鐵新區(qū)。行人與非機動車通行組織困難,見圖12。

        圖12 來鳳大道節(jié)點方案三

        本方案隧道入口縱坡達到4%,縱坡較大,且來鳳大道需下挖約2.8 m與本項目平交,路口四周均為擋墻,視距較差,行車安全性較差。且來鳳大道需設(shè)置地下敞開段,對兩側(cè)地塊影響較大,3個方向的雨水均匯入隧道內(nèi),行人與非機動車的交通組織也存在很大的困難。

        綜合考慮行車安全、道路縱坡、行車視距、排水、施工難度、對高速的影響、對周邊地塊的影響、行人與非機動車的交通組織、工程造價等各方面因素,本次設(shè)計推薦方案一為實施方案。

        6 結(jié)語

        本文詳細介紹了滕州市平安路隧道的總體設(shè)計方案,包括規(guī)劃概況、現(xiàn)狀概況、線位調(diào)整、橫斷面比選以及關(guān)鍵節(jié)點方案比選等,可為類似的城市水底淺埋長隧道設(shè)計提供一定程度的參考。

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