摘要：為確定東莞市鴻福西路—銀龍路跨江通道的最優(yōu)過江方案，文章開展了總體方案設(shè)計研究。通過前期現(xiàn)場勘察與對相關(guān)規(guī)劃資料進行綜合分析，明確了跨江通道的功能定位及主要技術(shù)標準。以交通預測分析為依據(jù)，確定跨江通道主線及其匝道的建設(shè)規(guī)模，同時充分考慮項目區(qū)域的工程地質(zhì)條件、水文條件以及環(huán)境保護要求等因素，采用對比分析法，篩選并評估了3種隧道工法。最終形成的鴻福西路—銀龍路跨江通道總體設(shè)計方案，不僅有效加強了各片區(qū)之間的聯(lián)系，而且提升了沿線區(qū)域的土地價值。該研究針對具體工程特點，詳述了所選隧道工法的優(yōu)點和缺點，可為類似跨江通道的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：跨江通道；隧道工法；城市交通；方案設(shè)計

中圖分類號：U1；U45" " " "文獻標識碼：A" " " 文章編號：1674-0688（2024）08-0098-05

0 引言

根據(jù)東莞市總體規(guī)劃，東莞未來將形成“一中心、四組團”的城市空間格局，實現(xiàn)資源的分區(qū)統(tǒng)籌與有效配置。隨著東莞市“三江六岸”工作的逐步實施，東江兩岸的聯(lián)系更加緊密。為進一步實現(xiàn)兩岸深度融合，完善城市中心體系，滿足跨江出行需求，亟需規(guī)劃建設(shè)一條新的交通性主干道跨江通道，以提升近江片區(qū)的整體交通效能。針對跨江通道工程路線的總體設(shè)計，多位學者從不同的角度進行了深入研究。王洪剛等［1］以建設(shè)區(qū)內(nèi)的控制因素為切入點，研究跨江通道的路線位置及穿越方式；肖明清等［2］針對公軌合建隧道橫斷面布置、內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工方案及應(yīng)急疏散救援等關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)分析；徐國平等［3］結(jié)合跨江通道工程的特性，提出并實踐了一系列設(shè)計理念，闡述了工程總體設(shè)計方案，并強調(diào)了設(shè)計施工中關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新點。這些研究的設(shè)計理論和配套工程經(jīng)驗雖然為后續(xù)工程提供了參考，但是每個工程項目的具體條件各異，因此設(shè)計方案和隧道工法也不盡相同。本文根據(jù)項目所在區(qū)域的工程地質(zhì)條件、水文條件及環(huán)境保護要求等，采用對比分析法，對多種隧道工法進行比選，因地制宜地評估這些工法的優(yōu)勢和劣勢，并形成東莞市鴻福西路—銀龍路跨江通道的最優(yōu)過江方案，旨在為其他地區(qū)跨江通道的建設(shè)提供借鑒。

1 工程背景

1.1 工程概況

本項目地處主城區(qū)與萬江交界處，鴻福西路—銀龍路跨江通道規(guī)劃線北起萬江大道以南，沿銀龍路向南敷設(shè)，依次穿越車站南路、規(guī)劃住宅地塊、東莞水道、曲海大橋、濱江體育公園、東江大道，最終向南與鴻福西路銜接。通道全長約1.8 km，其中隧道占據(jù)約1.5 km。道路等級為城市主干路，設(shè)計車速為50 km/h，采用雙向六車道設(shè)置；匝道設(shè)計車速為30 km/h，凈高為5.0 m。

1.2 建設(shè)的必要性

根據(jù)上位規(guī)劃，鴻福西路—銀龍路跨江通道定位為南北向過江交通性主干道，屬于城市主干路，主要服務(wù)于客運交通需求，兼顧服務(wù)“三江六岸”片區(qū)的到發(fā)交通。其建設(shè)的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）優(yōu)化城市空間布局結(jié)構(gòu)，促進區(qū)域內(nèi)各要素之間的聯(lián)動與深度融合，完善城市中心體系。

（2）進一步完善城區(qū)骨干路網(wǎng)，提升跨江通道的通行能力，滿足跨江出行需求。

（3）加密東莞水道區(qū)域的越江設(shè)施布局，增強過江通行能力，緩解既有通道的交通壓力，為區(qū)域過江通道的高效利用及骨干路網(wǎng)的可靠性提供支撐。

（4）提升土地使用效率與功能價值，促進地區(qū)及周邊的發(fā)展。

1.3 交通預測分析

工程范圍內(nèi)涉及的相交市政道路主要包括萬江大道、金曲路、塘溪路、東江大道、港口大道等。橫向相交道路情況一覽表見表1。

表2為跨江通道主線流量和飽和度，根據(jù)交通模型預測，跨江通道主線遠期高峰小時流量分別為北向南2 364 pcu/h和南向北2 285 pcu/h。如果按雙向四車道規(guī)模建設(shè)，主線飽和度約為0.97，基本滿足交通需求。但鑒于越江通道的建設(shè)時序及實施難度，考慮采用雙向六車道規(guī)模，此時主線飽和度可降至約0.70。同時預測顯示，北向南進口匝道和南向北出口匝道的高峰小時流量分別為804 pcu/h 和762 pcu/h。按一車道規(guī)模建設(shè)，兩匝道的飽和度分別為0.72和0.69，均能滿足需求。綜上所述，建議跨江通道主線按雙向六車道規(guī)模進行建設(shè)，進出匝道則按單向一車道規(guī)模建設(shè)。

2 控制因素

本項目位于東莞市中心城區(qū)，北起銀龍路，南接鴻福西路，沿線均為已建區(qū)域，現(xiàn)狀控制因素較多，工程設(shè)計需考慮施工期及運營期對周邊構(gòu)筑物的影響，主要控制因素見圖1。

（1）工程兩側(cè)連接線均位于建成區(qū)域，沿線以住宅區(qū)為主，北側(cè)臨近汽車總站、高壓鐵塔、中信銀行、陽光海岸居住區(qū)及現(xiàn)狀防汛墻；跨河段存在現(xiàn)狀曲海大橋；南側(cè)臨近防汛墻、體育公園雕塑、濱江體育館、市民藝術(shù)中心、上東國際小區(qū)及金地外灘小區(qū)。

（2）工程下穿東莞水道，水道寬度約為140 m，規(guī)劃為Ⅲ級航道，目前按IV級航道標準進行維護與管理。航道維護的尺度為2.5 m×40 m×275 m（水深×寬度×彎曲半徑），通航保證率為90%。

（3）工程跨東莞水道處的河面寬度約為124 m，根據(jù)防洪評價意見，施工期阻水比不宜大于20%，運營期阻水比不宜大于5%。

（4）曲海大橋全長770 m，是一座多跨預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)橋梁，現(xiàn)狀為三類橋。工程從曲海大橋的邊跨中間穿過，并且隧道結(jié)構(gòu)與橋墩及引橋橋樁之間的距離均較小，為確保施工期間曲海大橋的安全運行，需采取相應(yīng)的保護措施。

（5）東莞市軌道交通1號線線路沿曲海大橋至鴻福西路方向布置，并與鴻福西路跨江通道共享通道空間。目前，軌道1號線的濱江體育館站主體結(jié)構(gòu)已完成，汽車總站至濱江體育館站區(qū)間段也在建設(shè)中。預計至本工程施工階段，軌道交通1號線工程將基本完成。因此，在項目實施過程中，需確保與地鐵線路保持適當?shù)钠矫骈g距，并對地鐵區(qū)間段采取必要的保護措施。

3 總體方案設(shè)計

3.1 隧道平面設(shè)計

鴻福西路—銀龍路跨江通道北起萬江大道以南區(qū)域，沿銀龍路向南依次穿越車站南路及規(guī)劃地塊后，采用沉管法穿越東莞水道和曲海大橋的邊跨結(jié)構(gòu)。隨后，通道沿規(guī)劃軌道交通1號線的平行線位穿越濱江體育公園，最終接入鴻福西路，并在港口大道以北完成與地面的連接。隧道主線全長約1.54 km。

南側(cè)鴻福西路地面道路設(shè)計為雙向八車道，隧道主線越江交通采用雙向六車道，地面道路則以雙向四車道銜接東江大道，服務(wù)近江交通。為確保銀龍路交通順暢及近江區(qū)域出行便利，北側(cè)出入口采用兩級疏解的方式，在銀龍路和車站南路交匯處設(shè)置一對出入口匝道，而南側(cè)于曲海大橋東側(cè)輔道設(shè)置一條出口匝道。

3.2 隧道縱斷面設(shè)計

本工程越江段施工采用沉管法，其縱斷面主要受現(xiàn)狀河床線、預測河床沖刷線及航道通行控制線的控制。隧址所在的東莞水道河床底部標高約-6.8 m。根據(jù)防洪影響評價與航道影響評價的初步測算結(jié)果，該區(qū)域的最大河床沖刷深度約為2.4 m，應(yīng)急拋錨時入土深度約為2.0 m。因此，為減少隧道埋深，越江段縱斷面隧道結(jié)構(gòu)頂部與預測沖刷線之間的距離設(shè)定為2.0 m，同時沉管段采用單坡設(shè)計。陸域段主要受地面道路條件的控制，因此隧道主線在陸域部分采用了4.98%的縱坡與地面銜接。隧道縱斷面設(shè)計圖見圖2。

3.3 隧道橫斷面設(shè)計

3.3.1 主線

隧道越江主線采用雙向六車道設(shè)計，道路單向斷面布置為0.25 m（路緣帶）+3.5 m×3（車道）+0.25 m（路緣帶）=11.0 m。因為結(jié)構(gòu)空間受曲海大橋橋墩限制，所以沉管結(jié)構(gòu)采用雙倉設(shè)計，管線布置在沉管兩側(cè)。隧道主線橫斷面設(shè)計圖見圖3。

3.3.2 出入口匝道

根據(jù)交通量預測結(jié)果，雖然出入口匝道單車道設(shè)計的通行能力已能滿足特征年的交通需求，但是考慮到單車道匝道需額外配置緊急停車帶及轉(zhuǎn)彎需要的加寬設(shè)計，為便于統(tǒng)一設(shè)計和管理，所有匝道均采用雙車道寬度進行規(guī)劃，而實際運營中則實施單車道管理模式。匝道斷面布置為0.25 m（路緣帶）+3.5 m×2（車道）+0.25 m（路緣帶）=7.5 m。匝道橫斷面設(shè)計圖見圖4。

3.3.3 鴻福西路

鴻福西路斷面設(shè)置為3.0 m（人行道）+2.5 m（非機動車道）+7.5 m（機動車道）+26.0 m（主線敞開段）+7.5 m（機動車道）+2.5 m（非機動車道）+3.0 m（人行道）+8.0 m（綠化帶）=60.0 m。鴻福西路橫斷面設(shè)計圖見圖5。

3.3.4 銀龍路

為優(yōu)化近江區(qū)域的交通流通，主線出入口采用雙向六車道規(guī)模，下穿車站南路后與地面連接。銀龍路敞開段處橫斷面布置為3.0 m（人行道）+2.5 m（非機動車道）+7.5 m（機動車道）+26.0 m（主線敞開段）+7.5 m（機動車道）+2.5 m（非機動車道）+3.0 m（人行道）=52.0 m，并向兩側(cè)各拓寬8 m。銀龍路橫斷面設(shè)計圖見圖6。

3.3.5 出入口匝道敞開段

道路北側(cè)于銀龍路設(shè)置一處進出口匝道，在車站南路設(shè)置一組進出口匝道，出入口匝道敞開段處橫斷面布置為2.75 m（人行道）+3.5 m（非機動車道）+1.5 m（綠化帶）+7.5 m（機動車道）+9.5 m（匝道敞開段）+7.5 m（機動車道）+1.5 m（綠化帶）+3.5 m（非機動車道）+2.75 m（人行道）=40.0 m，需向地塊未開發(fā)側(cè)拓寬規(guī)劃紅線4 m。出入口匝道敞開橫斷面布置圖見圖7。

3.4 越江段工法比選

水下隧道建設(shè)常用的施工工藝有圍堰明挖法、沉管法及礦山法等［4］。科學合理地選擇隧道施工方法至關(guān)重要，需綜合考慮隧址的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、水域的水文特征、防洪要求、兩岸的接線狀況、施工過程中的風險控制以及環(huán)境保護要求等多重因素［5-6］。根據(jù)本工程的特點，對上述幾種施工方法的適用性進行比選分析（結(jié)果見表3）。

3.4.1 圍堰明挖法

圍堰明挖法是在河流中通過構(gòu)筑圍堰形成封閉施工環(huán)境，進而實施降水、基坑開挖、隧道主體結(jié)構(gòu)施工及土方回填工程，最終恢復水域的施工方案。該工法工藝相對成熟，但通常適用于水深較淺或防洪要求不高的水域。

針對本隧道工程所處的東莞水道，其水深較深，并且現(xiàn)狀為IV級航道，加之作為東江水系的重要支流，承載著莞城及南城的泄洪功能，如果采用圍堰明挖法，不僅會影響航運，降低航道通行能力，而且全封閉或半封閉河道進行圍堰施工還需實施斷流或臨時引流措施，這將對東莞水道的泄洪能力及防洪安全帶來不利影響。因此，圍堰明挖法在本工程中的適用性較低。

3.4.2 沉管法

沉管法修建隧道涉及的步驟如下：①在河床或海床區(qū)域開挖基槽；②利用駁船將預制好的鋼筋混凝土管段或全鋼管段浮運至指定水域；③將這些管段沉放至設(shè)計指定位置并加以穩(wěn)固；④將新沉放的管節(jié)與既有管段接合，并且同時進行接頭和基礎(chǔ)的處理；⑤完成回填作業(yè)。通過以上步驟，最終實現(xiàn)在水域下方構(gòu)建隧道的目標。

至今為止，香港、臺灣、廣州等地已建成多條沉管隧道，尤其是在珠三角地區(qū)，在淺埋跨江通道的建設(shè)中，沉管法得到廣泛應(yīng)用。而本工程坐落于東江流域的東莞水道，其水文與地質(zhì)條件等與這些地區(qū)相類似，因此可借鑒這些成功案例。

本工程采用沉管法施工，具備的優(yōu)勢及需考慮的影響因素如下。

（1）沉管隧道設(shè)計頂部覆土較薄，整體埋深較淺，有利于實現(xiàn)較好的縱斷面線形。

（2）工程線位穿越曲海大橋，隧道與橋墩距離近，基槽開挖對曲海大橋造成影響，但通過圍堰、格構(gòu)式地墻及地基加固等預加固措施，可以保障施工期間曲海大橋的結(jié)構(gòu)安全，確保大橋在施工期間的正常使用，維持周邊交通順暢。

（3）沉管施工的核心步驟，如基槽開挖、管節(jié)浮運沉放及回填等，均為水上作業(yè)，對河流自然行洪基本無影響。針對橋下圍堰占部分河道可能引發(fā)的汛期行洪影響，已通過防洪論證，確保施工活動均在允許的阻水比范圍內(nèi)進行。

（4）基槽開挖、管節(jié)浮運及回填等水上作業(yè)不可避免地對通航造成一定的影響。為此，通過結(jié)合沉管隧道的施工工序，合理規(guī)劃航道導改方案，以確保施工期間滿足通航要求。

3.4.3 礦山法

礦山法施工適用于地質(zhì)條件相對較好的地層，該方法采用噴射混凝土、錨桿支護、鋼筋網(wǎng)加固、鋼拱架支撐等初期支護手段，以及超前注漿、超前加固等輔助性施工措施，同時輔以二次襯砌，共同構(gòu)成隧道的承載結(jié)構(gòu)，以實施隧道的暗挖施工。

本工程若采用礦山法施工，將面臨以下不利因素。

（1）東莞水道河床以下1～3 m的范圍內(nèi)為淤泥層，若采用礦山法，隧道頂部將直接位于沙土層，而洞身則需穿越泥巖層，水下段施工風險極大。

（2）為確保隧道與曲海大橋橋墩保持安全距離，礦山法隧道與已開工的軌道交通1號線之間的最小間距僅約1 m，并且軌道交通盾構(gòu)已經(jīng)開始推進，線路調(diào)整極為困難，幾乎不具備實施性。

（3）鑒于水域下隧道對覆土厚度的嚴格要求，以及開挖寬度達到約16 m的實際情況，所需的最小覆土厚度將超過15 m，這不僅導致道路縱坡較大，還會使道路線形變得復雜。

（4）受曲海大橋橋墩布局限制，礦山法隧道需斜向穿越大橋橋墩的主跨和邊跨，與橋墩的結(jié)構(gòu)凈距離僅為6～8 m。由于隧道埋深較大，所以其施工區(qū)域可能深入橋樁基的持力層以下，位于隧道施工破裂角范圍內(nèi)，這將對施工期間曲海大橋的變形控制構(gòu)成挑戰(zhàn)，安全風險較大。礦山法施工中隧道與曲海大橋樁基關(guān)系圖見圖8。

4 結(jié)語

本文通過對東莞市總體規(guī)劃、三江六岸片區(qū)規(guī)劃以及項目周邊相關(guān)控制因素進行梳理，對建設(shè)鴻福西路—銀龍路跨江通道的必要性進行了綜合分析。項目建設(shè)不僅考慮了城市發(fā)展的宏觀需求，還細致考察了區(qū)域的工程地質(zhì)條件、水文條件及環(huán)境保護要求等。本文采用對比分析法，對多種隧道工法進行比選，并因地制宜地評估這些工法的優(yōu)勢和劣勢，確保設(shè)計方案的科學性和可行性。鴻福西路—銀龍路跨江通道的實施，不僅契合了規(guī)劃中構(gòu)建城區(qū)“內(nèi)外雙環(huán)”功能布局的目標，而且串聯(lián)了行政中心區(qū)、龍灣片區(qū)、汽車總站片區(qū)、萬江新中心區(qū)及北部副中心片區(qū)，形成完整的山水城市風貌?？缃ǖ赖慕ㄔO(shè)不僅可以極大地提升中心城區(qū)的互聯(lián)互通、城市的運行效率和居民的生活便利性，還可以促進沿線區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。通過改善交通條件，吸引更多的投資和商業(yè)活動，進一步提升土地價值和城市吸引力。總之，鴻福西路—銀龍路跨江通道的建設(shè)是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵步驟，對提升城市綜合競爭力具有重要意義。

5 參考文獻

［1］王洪剛，徐瑩暉.汕頭灣跨江通道工程路線總體設(shè)計［J］.天津建設(shè)科技，2020，30（2）：67-71.

［2］肖明清，凌漢東，孫文昊.武漢三陽路公鐵合建長江隧道總體設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014，51（4）：161-167.

［3］徐國平，黃清飛.深圳至中山跨江通道工程總體設(shè)計［J］.隧道建設(shè)（中英文），2018，38（4）：627-637.

［4］徐安寧.深圳媽灣跨海通道總體方案設(shè)計［J］.關(guān)鍵技術(shù)研究.城市道橋與防洪，2018（10）：5-8，258.

［5］王明峰.和燕路過江通道南段工程品質(zhì)工程創(chuàng)建實踐分析［J］.運輸經(jīng)理世界，2022（2）：60-62.

［6］高雅婷，盧毅，吳穎，等.長沙市過江通道的建設(shè)問題與對策研究［J］.公路與汽運，2018（6）：15-18.