城市建成區高速公路節點方案分析

于西堯，張 強，楊立坡，茹 毅

（天津市政工程設計研究總院有限公司，天津300392）

1 工程概況

海南省文昌—瓊海高速公路位于海南省東北部，北接海文高速公路，南接東線高速公路，是國家高速公路網（編號G9812）和海南省“豐字型”高速路網的組成部分，是文昌市與中、南部市縣連接的快速通道。

文瓊高速公路路線走廊和省道201存在交叉，角度右偏54°。路線走廊帶位于現狀東環高鐵和文城鎮文昌大道之間，需要在合適的位置下穿或者上跨現狀省道201。見圖1。

圖1 高速公路與省道節點位置

1.1 地貌特征

交叉位置為區域的制高點，沿路線方向，地面高程由19 m逐漸變化到26 m，自然坡度接近6°，是典型的微丘地貌。道路中心線縱地面線存在一定的高差，高速公路主線修筑橋梁上跨省道201或者修筑隧道下穿省道201都具備可實施性。

1.2 地質條件

交叉位置土層分布主要為雜填土、砂質黏性土。雜填土主要為粉質黏土、黏土質砂等，松散。砂質黏性土表現為褐黃色、灰黃色，飽和，可塑～硬塑，屬花崗巖殘積土，含較多粗中礫粒，切面稍有光澤，干強度中等，韌性中等，無搖震反應。地層相對穩定，土體性質穩定，適合工程建設。

路線范圍地下水埋深在6.5～8.0 m，主要為第四系覆蓋層中孔隙潛水，賦存于表層黏性土、砂土層中，黏性土中含量一般，砂土層中含量較豐富。接受大氣降雨及就近溝水補給。工程場地地下水變化幅度為1.50～2.00 m/a。

根據GB 18306—2015《中國地震動參數區劃圖》，場地地震動峰值加速度為0.20g，特征周期為0.35 s。

2 方案選擇

對支線縱斷面改造、高速公路主線上跨或者下穿省道進行了詳細的比選論證。

文瓊高速公路屬于新建工程，采用封閉式管理，不允許地方車輛隨意進出，因此高速公路主線上跨和下穿省道201都具備可行性。同時除了施工期間需要臨時導行外，建成后對現狀周邊交通幾乎不造成影響。

2.1 上跨省道

主跨采用30 m裝配式小箱梁結構一跨跨越省道201公路，凈空≥5.0 m，小箱梁梁高為1.6 m，橋面標高33.276 m，橋梁跨徑布置為12×30 m，橋梁設計右偏角60°布置。橋梁外邊線距離西側房屋邊緣最小距離為4.03 m，距離東側房屋最小距離2.51 m。橋梁全寬26 m，與路基同寬，雙幅布置，單幅寬度12.9 m，中間護欄凈距0.2 m。見圖2。

圖2 主線上跨省道方案

根據施工期間交通組織，小箱梁采用工廠預制現場吊裝施工工藝，對省道201日常通行基本無影響。橋梁方案設置全封閉隔音屏，減小噪聲對居民影響。由于橋梁修筑高度（含聲屏障）約14 m，對兩側居民的采光有較大影響。

2.2 下穿省道

高速公路采用矩形斷面隧道方式下穿現狀省道201。在滿足規范要求下對主線硬路肩進行了壓縮，由正常路基段的2.5 m硬路肩調整為1 m，以減小結構物和現狀樓房的凈距。

穿越省道201范圍為90 m封閉式箱體，兩側順接擋土墻，擋土墻總長為250 m。箱體段全長90 m，縱向分4節，為20 m+20 m+30 m+20 m；鋼筋混凝土框架結構，頂板覆土（含路面結構）約0.5 m，頂板厚度為0.8 m，底板厚0.7～1.106 m，底板底面為水平，底板頂設2%橫坡，與道路橫坡一致。箱體內縱斷最高點向兩側設置雙向≮8.8‰的縱坡，隧道箱體位置封閉，雨水不會匯入隧道內部。兩側引路雨水沿著縱向排至低坡位置。

箱體長度的確定主要考慮省道201遠期拓寬的需要，同時考慮盡量降低修筑下穿框架橋對周邊環境的影響。

地下連續墻支護作為箱體側墻。為最大程度減少對現狀交通的影響，采用施工完地下連續墻之后，先施工箱體頂板的逆作法工藝，以盡快恢復地面交通。地下連續墻墻體距離西側樓房最小距離為5.23 m，距離東側樓房最小距離為3.71 m。見圖3。

圖3 主線下穿省道方案

由于隧道施工中需要對現狀省道開挖，對公路日常通行影響很大。故對隧道的施工方案進行了深入研究，確定了臨時導行路+地下連續墻蓋挖逆作法施工方案[1]。

施工期間，先在省道201西側修建臨時導行路，再進行地下連續墻支護施工，然后施工箱體的頂板，使地下連續墻和頂板連為整體，以保證周邊建筑的安全。待箱體施工完畢后，再將省道導行至已施工箱體上方，順序施工剩余的隧道箱體。

2.3 方案比選

主線上跨和下穿省道方案均可實施。主線上跨的橋梁方案需要修筑高大的橋梁結構，對居民有很大的噪聲影響，同時影響居民樓的采光且投資較大；相對而言，主線下穿的隧道方案對周邊居民幾乎沒有噪聲影響，不改變現有交通出行習慣。

經多方論證，最終采取主線下穿的隧道方案。

3 施工工藝

隧道開挖采用了地下連續墻蓋挖及“兩墻合一”的結構體系[2]。地下連續墻蓋挖逆作法多用于地鐵車站和高層建筑地下工程，高速公路隧道工程方面國內沒有類似工程實例。

現狀省道201標高約為25.5 m，兩側建筑地坪高25.0 m。高速公路主線縱段設計高程20 m，基坑開挖標高19.2 m，開挖深度6.3 m。基坑采用地下連續墻支護，厚度為0.8 m，地下連續墻作為箱體的側墻增加支護與周邊建筑的距離并節省工程造價。在地下連續墻施工完成后，施工箱體頂板不用常規順作法施工的支架搭設，直接在原地表下挖后綁扎鋼筋澆筑頂板。頂板施工完成后，即可將省道交通恢復。

頂板作為支護結構的內支承，在箱體內開挖土方。基坑開挖完成后再澆筑箱體底板。箱體底板通過接駁器與預埋在地下連續墻內的鋼筋進行連接。箱體施工完成后，施工地道內部路基、路面。

具體施工工序：施工地下連續墻導墻；地下連續墻成槽；吊放鋼筋籠、澆筑混凝土；土模施工箱體頂板；自兩側逐段分步開挖至坑底指定標高，施工墊層及底板；綁扎鋼筋澆筑檢修道；綁扎鋼筋澆筑地下連續墻內側襯砌；全部箱體澆筑完成后，鋪設地道底板鋪裝層及其他附屬設施。

4 基坑周邊建筑物監測

隧道距離現狀樓房最近不足3 m，施工過程中，對墻頂水平位移、支撐軸力監測、墻的土壓力、墻中的鋼筋應力監測、基底變形觀測、基坑周圍建筑物的變形觀測均應重點觀測[3～4]，共設置了10個監控點。見圖4和圖5。

圖4 監測點布置

圖5 建筑物地表沉降監測

由圖5可知，在基坑開挖期間共監測30期，其中累計變化最大的是L5和D4，累積沉降量分別為-16.3、-8 mm，未達到預警值，監測成果穩定，監測數據表明隧道基坑開挖期間建筑物無異常，工程處于安全可控狀態。

5 結語

工程實踐表明，蓋挖逆作法施工工藝是高速公路隧道下穿高度建成區道路的重要選擇方案之一。文城隧道節點成功采用了地下連續墻的蓋挖逆作法施工工藝，既是文瓊高速公路設計中的一個難點，同時也是一個亮點，減少了對地面繁忙交通的影響，獲得了良好的社會效益。對國內外類似工程建設提供了有益的借鑒，尤其在等級公路在城鎮高度建成區，地面交通繁忙的路段，具有推廣價值。