城市交通節點多層立交隧道設計探討

陸 超

華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000

交通節點主要指城市快速路間及城市快速路與機場、火車站等重要交通設施間的交叉節點。交通節點必須契合有效對接兩條交通線路或交通設施，實現交通線路、設施間高效交通轉換功能，并滿足對地上、地下空間的高效利用等要求。復雜交通節點通常包括地面道路、高架橋梁及地下隧道的設計，是涵蓋地上、地面及地下三部分的立體交通體系，以在有限的空間中實現各交通流線的協調轉換。

1 城市交通節點多層立交隧道設計的重要性

交通節點是城市交通網絡的關鍵，節點交通轉換功能的強弱、效率的高低直接關系到整個路網的通行效率?，F代化城市交通的建設對地面、地上空間已進行了充分挖掘，但在一些復雜的交通節點仍不能解決復雜的交通流線設計問題，需借助地下空間的開發。在我國一些大城市，地下道路建設已逐漸興起，如上海北橫通道、深圳春風隧道、南京內環快速路隧道等。因為路線走廊帶稀缺、地下空間資源有限，城市交通節點建設最困難的部分是地面與地下交通的交匯處，所以需要關注隧道設計中的關鍵技術。

2 城市交通節點的多層立交隧道項目的要點與難點

因為在狹窄的空間內設計了多個隧道及地下建筑物，隧道之間存在多個分隔及融合，所以該項目具有比較復雜的地下結構，設計以及施工比較困難。

2.1 城市交通節點多層立交隧道項目設計的要點

（1）充分利用地下空間。城市交通節點地下隧道路線設計的主要控制因素包括現狀地下結構（建筑物基礎、橋梁樁基）、地下管線等，在綜合考慮上述控制因素的基礎上，優化線形設計，滿足線形指標、視距等要求是地下立交設計的難點。在與其他地下結構物關系處理時一般應保證足夠的凈距，難以滿足距離要求時可考慮共建。

（2）近遠期結合，為未來的項目做好預留。相交隧道及地下隧道與其他地下設施在實施時序上往往不能同步，這就要求對總體實施方案進行合理規劃，做好近遠期結合。對于分期實施技術難度大的節點，建議按遠期方案一次實施到位，預留遠期銜接界面；對于確需分期實施的交叉節點，近期工程應盡量為遠期工程提供實施條件，減少后期工程實施難度及帶來的負面影響。

2.2 城市交通節點多層立交隧道項目的難點

（1）交通流量大，施工期間交通導改困難。復雜城市交通節點大多位于城區范圍，相交道路一般為片區主要道路，交通流量大，不能進行封閉施工。施工期間一般采用利用其他道路繞行與半封閉施工相結合的交通導改方案。復雜交叉節點的交通導改應進行專項設計，空間受限時可考慮在基坑局部范圍設置棧橋板，保證車輛通行。

（2）周圍的建筑物靠近基坑，施工區地下管線眾多。大多數地基是天然基礎，基坑與建筑物之間的距離較近，基坑開挖深度較深，周邊建筑物的沉降控制非常困難。此外，對基坑的建設而言，無法遷改的地上、地下桿管線對施工造成了較大影響，地下管線需做好施工期管線保護，地上桿線尤其是高壓線需保證足夠的安全距離，限制了大型機械的作業，影響基坑建造速度。

3 城市交通節點多層立交隧道設計的應用實例

文章重點研究了市政道路隧道與地鐵車站、區間及現狀高架橋節點的多層立交隧道設計。市政道路隧道與地鐵車站、區間及現狀高架橋節點情況如圖1所示。

圖1 市政道路隧道與地鐵車站、區間及現狀高架橋節點情況

圖1中，市政道路一、市政道路二均為城市快速路，兩路交叉處設置互通式立體交叉。該互通為不完全立體交叉型，市政道路二的直行方向及市政道路二與市政道路一的部分轉向無匝道直接銜接。計劃對該互通功能進行完善，設置兩條直行隧道匝道與兩條轉向隧道匝道進一步完善功能，形成地上、地面及地下立體交通體系。另外，片區有地鐵線路經過，地鐵線路與市政道路一交叉處設有地鐵車站，市政道路一在該結點處為下穿隧道，形成地鐵車站與市政隧道交叉節點；地鐵線路與市政道路二交叉處為地鐵區間與市政隧道交叉節點。

3.1 高架與隧道互通節點

該節點為在現狀高架互通下施工市政隧道，且市政隧道最深處為地下兩層結構，隧道結構距離現狀橋梁樁基距離較近，地下結構的施工會引起現狀橋梁結構沉降、位移等風險。建議該節點采用逆作法施工。

第一步：施工鉆孔灌注樁及樁間止水帷幕MJS工法樁，施工立柱樁及格構柱，掏槽開挖土方施工第一道鋼筋砼支撐及頂圈梁。

第二步：開挖土方至隧道頂板底，逆作隧道頂板。

第三步：開挖土方至第二道鋼支撐底部，澆筑鋼筋砼腰梁，架設鋼支撐并施加預應力，腰梁后期不拆除，上下預留隧道側墻鋼筋接駁器。

第四步：開挖土方至隧道中板底部，逆作隧道中板。

第五步：開挖土方至第三道鋼支撐底部；澆筑鋼筋砼腰梁，架設鋼支撐并施加預應力。

第六步：開挖土方至隧道底板底，澆筑隧道底板墊層、隧道底板砼。

第七步：從下至上依次澆筑下層隧道及上層隧道側墻及中隔墻。

第八步：隧道砼達到設計強度后拆除剛支撐、第一道砼支撐及格構柱；回填土方至原地面，恢復路面，節點隧道結構施工完成。

3.2 地鐵車站與市政隧道節點

該節點為市政隧道與地鐵車站交叉節點，無論哪一方先實施，均將導致另一方后期無法實施，故建議市政隧道與地鐵車站共建，由地鐵車站代建市政隧道。

3.3 地鐵區間與市政隧道節點

地鐵區間與市政隧道交叉剖面如圖2所示。該節點為地鐵區間與市政隧道交叉節點，建議先實施市政隧道，并為遠期地鐵盾構穿越做好預留，地鐵盾構范圍內圍護樁采用玻璃纖維材料筋。

圖2 地鐵區間與市政隧道交叉剖面

4 城市交通節點的多層立交隧道設計中的關鍵技術

4.1 互通完善設計

（1）互通功能分析。通過對互通各交通流向作流量分析，理清功能主次。對于主要交通流向的匝道必須建，對于次要的交通流向匝道酌情建。同時，合理控制工程規模，滿足通行需求。

（2）雙層立交設計。地下立交匝道的布置是影響工程規模的關鍵。不過分追求右出右進的出入口布置，部分交通流向通過左出左入的出入口布置可降低立交層數，減小工程規模。但應提前做好交通標志、標線預告設施，且隨著汽車導航的普及應用，出入口誤入的情況將會減少。

4.2 市政隧道與地鐵車站共建設計

通過市政隧道與地鐵車站共建，滿足其各自的功能需求。市政車輛利用車站上部的地下空間，采用“上下重疊”的設計方案，實現車輛和人流的疏散緩解，節約地下空間資源和建設成本。

4.3 地鐵的預留設計

為了地鐵安全地通過線路的盾構隧道，其圍護結構為1000mm厚的地下墻，其下使用玻璃纖維材料筋之類的結構，在距離地鐵站外輪廓不超過3.5m的范圍內進行加固操作。

5 結束語

綜上所述，隨著城市的不斷發展，原來的城市道路已無法滿足城市化的發展需求，尤其是汽車保有量的增加，導致城市道路經常擁堵，對城市交通產生了較大的影響。為了減輕城市的交通壓力，有必要在建設城市道路環節進一步考量地下道路的建設，實現城市路網的擴容。城市交通節點多層立交隧道設計的實質是考慮地下空間的開發利用將部分交通流向轉向地下，進而提升整個交通節點的通行能力。為此，需要改善設計城市道路交叉點的多層立交隧道的關鍵技術，緩解城市交通的運輸壓力，暢通交通線路。