楊明哲

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

1 概 述

北京廣渠路是市區(qū)通往副中心的一條主要通道，是僅次于長(zhǎng)安街的一條東西向城市連廊，將打造成景觀大道，從東二環(huán)至東六環(huán)，道路全長(zhǎng)約23 km（見圖 1）。

圖1 工程位置示意圖

廣渠路東延（怡樂(lè)西路—東六環(huán)路）是廣渠路的一部分，道路規(guī)劃為城市主干路，道路紅線寬度為60 m，長(zhǎng)約7.6 km；是中心城與城市副中心、行政副中心的重要聯(lián)系通道，是通州城區(qū)與中心城的重要聯(lián)系通道，是公共交通骨干網(wǎng)絡(luò)東西向通道，是快速公交的重要走廊。

廣渠路東延道路工程按地面、地下兩套系統(tǒng)設(shè)置。規(guī)劃為城市主干路（預(yù)留遠(yuǎn)期提級(jí)為快速的條件）；道路紅線寬度為60 m；設(shè)計(jì)車速地下道路為80 km/h，地面道路為60 km/h。

2 隧道方案比選

2.1 比選原則

為充分利用地下空間，綜合考量了市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況、施工工期、施工的環(huán)境影響等諸多因素。此次設(shè)計(jì)針對(duì)全線明挖方案、蓋挖方案、蓋挖與盾構(gòu)相結(jié)合的方案進(jìn)行了綜合研究。

考慮該工程的具體情況，決定地下道路結(jié)構(gòu)形式和施工方法的主要有以下四個(gè)因素：

（1）是否有利于與城市地下空間（綜合管廊等）相結(jié)合。

（2）施工期間盡量減少對(duì)現(xiàn)況交通、自然和社會(huì)環(huán)境的影響。

（3）新建地面道路的竣工時(shí)間和景觀需求；新建地下道路的竣工時(shí)間。

（4）如何妥善解決現(xiàn)況地面道路管線不滿足規(guī)劃要求的問(wèn)題（例如現(xiàn)況雨、污水是合流的）。

2.2 工程及水文地質(zhì)狀況

2.2.1 地質(zhì)條件

該工程沿線第四紀(jì)沉積物主要由古金溝河及古潮白河沖積形成。沿線地層主要為黏性土、粉土與砂卵石互層沉積為主。地層沉積物的組構(gòu)、空間相變規(guī)律具有較為明顯的區(qū)域性特征和過(guò)渡、漸變性，并具有典型的多沉積旋回的特征。

2.2.2 水文條件

地面下埋深7～15 m的砂類土層中分布有潛水，地面下埋深15～30 m的砂類土層中分布有層間水，地面下埋深30 m以下的砂類土層中分布有承壓水，其水位年變幅一般為1～3 m。

地質(zhì)縱斷面如圖2所示。

圖2 地質(zhì)縱斷面示意圖

2.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：城市主干路（預(yù)留遠(yuǎn)期提級(jí)為快速的條件），主路60 km/h（平縱橫線形按80 km/h）。

（2）道路斷面：小客車+小客車+公交專用道，凈高4.5 m，行車道2×3.50 m+3.75 m，路緣帶為0.5 m，安全帶為0.25 m。

2.4 比選方案

現(xiàn)狀地面道路交通流量大，管線錯(cuò)綜復(fù)雜，地下道路的施工將對(duì)其帶來(lái)較大影響。為充分利用、開發(fā)地下空間，該次地下道路的設(shè)計(jì)結(jié)合明挖法、盾構(gòu)法、蓋挖法進(jìn)行比選研究，充分考慮地下綜合管廊的設(shè)置條件。結(jié)合工程實(shí)際情況，該工程進(jìn)行過(guò)如下方案的設(shè)計(jì)（由于該工程所在地段地下水豐富，且土質(zhì)滲透能力較強(qiáng)、降水難度大，不適宜大范圍暗挖施工，因此未考慮暗挖法施工）。

2.4.1 明挖法

明挖法施工質(zhì)量有保證，結(jié)構(gòu)斷面布置靈活且適用性強(qiáng)，并可將管廊和車行隧道等有效結(jié)合。但明挖施工隊(duì)現(xiàn)狀交通影響較大，受現(xiàn)場(chǎng)施工條件制約?？紤]到現(xiàn)狀地面道路交通流量大，管線錯(cuò)綜復(fù)雜等因素，可分別采用半鋪蓋法及分幅施工法。明挖法典型斷面如圖3所示。明挖隧道設(shè)置見表1。

圖3 明挖法典型斷面圖（單位：cm）

2.4.2 盾構(gòu)法

盾構(gòu)法施工車行隧道對(duì)現(xiàn)狀道路交通影響小，但對(duì)于該工程有以下問(wèn)題：該工程綜合管廊長(zhǎng)度約6.5 km，如果采用盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)直徑7.5 m；地面100 m需設(shè)置一處出線井；下方的道路大直徑盾構(gòu)每1 000 m需設(shè)置一處車行橫通道井；再加上地面道路的景觀升級(jí)改造；施工期間地面的交通影響、社會(huì)影響并沒(méi)有顯著改善。而且管廊、八通線以西、車行橫通道、空氣凈化用房等仍需要明挖，對(duì)比其他方案施工周期明顯增加，因此盾構(gòu)方案無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。

表1 明挖設(shè)置一覽表

相關(guān)圖表如圖4、圖5所示，見表2、表3。

圖4 盾構(gòu)法平面圖

圖5 明挖結(jié)合盾構(gòu)縱斷圖

表2 蓋挖結(jié)合盾構(gòu)設(shè)置一覽表

表3 明挖結(jié)合盾構(gòu)設(shè)置一覽表

2.4.3蓋挖法

蓋挖法施工結(jié)構(gòu)斷面布置靈活且適用性強(qiáng)，并可將管廊和車行隧道等有效結(jié)合，地下空間施工時(shí)上部交通影響時(shí)間短。但蓋挖法施工有以下問(wèn)題：

（1）蓋挖法的頂板、中板、底板與地下連續(xù)墻的節(jié)點(diǎn)難以處理，防水問(wèn)題突出。

（2）蓋挖法施工工期較長(zhǎng)，工程造價(jià)高。

（3）為加快施工速度需設(shè)置大量出土口，出土口的設(shè)置對(duì)交通及道路景觀等影響較大。

相關(guān)圖表如圖6、圖7所示，見表4。

圖6 蓋挖隧道典型橫斷面圖（單位：cm）

圖7 蓋挖隧道平面圖

2.4.4 推薦方案

廣渠路東延隧道考慮地下道路施工工藝，綜合管廊及地下空間和車行隧道一起實(shí)施，綜合考慮各方案，最終推薦選用明挖方案。各方案對(duì)比見表5。

表4 蓋挖設(shè)置一覽表

3 基坑方案比選

隧道全段擬采用明挖法施工，局部地段采用鋪蓋法?；訃o(hù)形式的選擇根據(jù)基坑開挖深度、寬度、地質(zhì)條件、場(chǎng)地條件、地下水情況、邊坡穩(wěn)定條件及周邊建（構(gòu)）筑物變形控制、環(huán)境保護(hù)、水土保持、交通導(dǎo)改等要求，遵循“安全、環(huán)保、適用、經(jīng)濟(jì)”的原則，通過(guò)多方案比選確定。

該工程基坑寬度約30.1 m，含管廊的標(biāo)準(zhǔn)基坑斷面深度在17～28 m，平均深度約20 m。工程沿線上部的粉土層及砂類土層具有賦存上層滯水的條件。工程場(chǎng)區(qū)深部砂、卵礫石層內(nèi)分布有多層承壓水。

該工程基坑位于繁華鬧市區(qū)，周邊建筑物密集；場(chǎng)地地下水位較高，因此基坑等級(jí)按一級(jí)考慮。結(jié)合北京地區(qū)常見的基坑施工工藝，現(xiàn)對(duì)基坑方案進(jìn)行比較，具體比較見表6。

經(jīng)綜合比較，該工程基坑支護(hù)形式主要采用

0.8～1 .2 m厚鋼筋混凝土地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系，內(nèi)支撐根據(jù)需要可在第一道撐采用鋼筋混凝土撐，其余均采用鋼管支撐。局部地段采用排樁或咬合樁+內(nèi)支撐體系（見圖8）。

表5 各方案對(duì)比表

表6 基坑方案綜合比較表

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)北京廣渠路東延道路城市隧道結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行比選研究，對(duì)比了明挖法、盾構(gòu)法、蓋挖法的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)為明挖法施工質(zhì)量有保證，結(jié)構(gòu)斷面布置靈活且適用性強(qiáng)，并可將管廊和車行隧道等有效結(jié)合，更適合該工程的實(shí)際情況?；拥拈_挖方案選取地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系。

隧道方案比選應(yīng)充分利用地下空間，綜合考量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求、現(xiàn)況條件、施工組織、環(huán)境影響等諸多因素，以求發(fā)揮城市地下道路服務(wù)城市的最大功能。

圖8 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)典型斷面圖（單位：cm）