前橫路過江隧道方案研究

董 帥

(福州市規劃設計研究院集團有限公司，福建 福州 350000)

1 概述

福州市城區內閩江上已建成10座跨江大橋聯系兩岸交通，但因老城區的城市功能相對聚集，功能布局不平衡，加大了閩江兩岸過江交通需求。位于城區東二環路的鰲峰大橋既承擔城市環路快速交通系統的功能，也承擔區域內兩側過江的雙重功能，現狀交通流量已接近飽和。隨著閩江南岸福州自貿區、江南CBD的不斷建設，東部片區內閩江上的過江通道亟須擴容。

前橫路地處市區東部組團，東二環路與三環快速路之間，總體上呈南北走向，聯系晉安區、臺江區及鼓樓區三個行政區域，是城區重要的南北向交通性主干路。地鐵4號線與前橫路在過閩江處共線，結合地鐵過江隧道，本次不考慮橋梁跨江方案，僅對隧道方案進行論證分析。

北岸為鰲峰片區，主要地塊有海峽金融街、三十八中、亞峰社區、海潤花園、錦江新村等，主要相交道路有鰲光路、鰲峰路、北江濱中大道等。南岸主要地塊有福州自貿區會展片區、江南CBD等，主要相交道路為南江濱大道及片區規劃路，終點接規劃林浦路,見圖1。

2 功能定位及規模論證

根據福州市綜合交通規劃，中心城區內規劃主干路網保持環+放射狀結構，總體上呈“兩環十射”的城市快速通道系統。前橫路位于二環路和三環路兩個環路系統之間，南北向貫穿整個東部片區，因此前橫路過江隧道屬區域性過江通道，項目主要功能為連接閩江南北兩岸的海峽金融街及福州自貿區，分流東二環鰲峰大橋區域過江交通。

前橫路道路等級為城市主干路，設計速度50 km/h，交通量預測結果見表1。

表1 遠景年高峰小時路段服務水平(雙向)

綜上，前橫路過江隧道功能定位為區域交通性主干道，根據交通量預測結果，過江隧道車道規模采用雙向六車道，以加強閩江兩岸車輛交通聯系為主。

3 常見工法比選

常見的過江隧道施工工法有明挖法、沉管法、盾構法等，根據該項目選址處具體情況對施工工法進行分析比選。

3.1 圍堰明挖法

圍堰明挖法是在水中施設圍堰結構，然后將圍堰內水抽干進行放坡開挖，完成隧道結構施工后再回填土、回灌水并拆除圍堰的一種隧道施工方法。適用于河床較平穩、水位較低、水流速度較慢的河流和湖泊內。

本項目選址處閩江航道可通航1 000 t級船舶，且水深還處于沖刷調整中，不推薦采用圍堰明挖法。

3.2 沉管法

沉管法是預制管段沉放法的簡稱，是將預制管段沉放在已浚挖好的基槽內，以水力壓接法連接而成的隧道。沉管法管段在干塢預制，隧道施工質量有保證，且現場施工期短，適用于大斷面、多車道隧道[1]。

沉管隧道包括岸壁保護結構、干塢、沉管段結構、暗埋段結構等分項工程，干塢的選址是沉管隧道的難點，也是關鍵。經估算，前橫路過江隧道若采用沉管法施工，沉管段全長600 m，分5個節管段，干塢占地面積約7.8萬m2，存在以下問題：

1)閩江內河通航標準Ⅲ級，通航凈寬110 m。沉管施工期間，不可避免的將影響河道的短期通航，影響期約半年。

2)項目選址周邊水口電站1993年蓄水及解放大橋1994年拆除重建，改變了夾沙條件及水力條件，使漸趨穩定的河床發生新的調整，目前水深還處于沖刷調整中，未穩定。

3)由于閩江河床斷面呈北低南高形式，最大高差約有22 m，沉管隧道基槽開挖及疏浚難度較大。

結合本項目閩江河道及周邊用地受限的實際情況，不推薦采用沉管法。

3.3 盾構法

采用盾構機掘進，并在盾構機內拼裝預制襯砌修建隧道的施工方法，是軟土地層中進行暗挖隧道施工的主要方法。盾構法在施工過程中能夠最大限度地減少對地面交通及建構筑物的影響，且有多種斷面形式，可適應不同規模及要求的隧道[2]。

通過對圍堰明挖法、沉管法及盾構法的分析比較，本項目施工工法推薦采用盾構法。

4 總體設計方案

4.1 設計思路

1)考慮對閩江兩岸海峽金融街、福州自貿區、東部行政中心的服務功能。

2)統籌考慮隧道和地鐵4號線在本通道內的布置、車站設置及規模。

3)隧道下穿閩江的埋深、沖刷影響。

4)隧道及地面道路對道路紅線及兩側地塊的影響。

5)工程造價。

4.2 方案一：與地鐵分建

過江隧道采用單孔上下疊層布置，每層布置三車道，每車道寬度為3.5 m，通行凈高為4.5 m，盾構直徑16.7 m。地鐵4號線隧道位于東側，采用兩孔6.2 m直徑盾構，如圖2所示。

隧道北側接地點采用錯位布置，上層進口和下層出口分別設置在鰲光路南北兩側。北側工作井設置在鰲峰路南側約130 m處。南側工作井設置在南江濱路南側約30 m，下穿友誼河后出入口轉為并列布置，與林浦路銜接。

北側敞開段采用錯位布置，道路需按48 m紅線寬度進行辟筑，影響三十八中操場及亞峰教工宿舍圍墻。南側敞開段采用并列布置，前橫南路紅線需拓寬56 m，主要影響金浦小區部分房屋及圍墻(見圖3)。

隧道段最大縱坡為5%。江中盾構段埋深考慮0.7D+3 m沖刷深度(>14.7 m)(見圖4)。

該方案隧道全長2 290 m，隧道盾構段長820 m，北側上層暗埋段405 m，敞開段150 m；北側下層暗埋段515 m，敞開段140 m；南側暗埋段645 m，敞開段170 m。

4號線獨立下穿閩江，盾構直徑較小，江底隧道埋深較淺。北側鰲峰路站軌面埋深約-15 m，為地下二層車站。南側金浦站軌面埋深約-13 m，為地下二層車站。

4.3 方案二：與地鐵合建

越閩江段采用雙管15 m直徑盾構，雙管均布置三車道，每車道3.5 m，通行凈高4.5 m，道路與軌道交通布置在一孔內。上層布置單向三車道，下層布置軌道交通(B型車)，見圖5。

北側接地點位于鰲光路北側，在24 m規劃路北側設置洞口，北側工作井設置在江濱大道北側。北側鰲江路紅線需拓寬8 m，主要影響三十八中操場及亞峰教工宿舍圍墻。南側工作井設置在閩江南江濱大道南側，下穿友誼河之后設置洞口，在林浦路北側約220 m處接地。兩岸敞開段均布置雙向四車道地面道路考慮，紅線需拓寬至56 m。南側前橫南路紅線需拓寬16 m，主要影響金浦小區部分房屋(見圖6)。

盾構段受軌道交通縱坡控制，最大縱坡為2.9%，隧道最大縱坡5%。江中盾構段埋深考慮0.7D+2 m沖刷深度(>12.64 m)(見圖7)。

該方案隧道全長2 313 m，隧道盾構段長745 m，北側暗埋段539 m，敞開段154 m；南側暗埋段660 m，敞開段165 m。軌道交通受江底覆土控制，且位于盾構下層，江中段埋深較深，影響兩側車站埋深。北側鰲峰路站軌面埋深約26.5 m, 為地下四層站，南側金浦站軌面埋深約25 m，為地下三層半車站。

5 方案比較與總結

對方案一和方案二進行綜合比較，詳見表2。

表2 方案比較

兩種設計方案對道路紅線、周邊地塊的影響基本一致，隧道長度及工程投資相差不大，主要考慮地鐵兩端站點的埋深及施工難度，前橫路過江隧道推薦采用方案一，即隧道與軌道分建方案。為避免項目施工期間的相互影響，前橫路的建設應結合地鐵4號線的建設合理安排工期[3]。