李妍文 裴 君
中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司 湖北 武漢 430056
2015年9月,第十屆中國(武漢)國際園林博覽會在武漢開幕,昔日垃圾填埋場已變成城市“綠肺”,生動演繹了“生態(tài)回歸、城市變遷”的精彩故事。園博會結(jié)束后,園博園繼續(xù)向市民開放,成為武漢又一處風(fēng)景名勝。
古田四路北延線(現(xiàn)名園博園西路)是園博會配套道路,經(jīng)二環(huán)線轉(zhuǎn)入長豐大道高架后至南泥灣立交橋下橋,約1.8km便可直抵園博園西進(jìn)口。
古田四路北延線位于漢口西部,隸屬于硚口區(qū),呈南北走向,南起長豐大道,北至紫潤北路,路線全長1795m,紅線寬40m。沿線依次與長豐大道、長風(fēng)路、長順路、廣華路、紫潤南路、城華路、紫潤北路等7條道路相交,并下穿地鐵長豐停車場(規(guī)劃)及鐵路走廊帶(包括滬漢蓉鐵路上下行、漢丹客線上下行、漢丹貨線上下行、新墩至漢西聯(lián)絡(luò)線上行以及預(yù)留鐵路新墩至漢西聯(lián)絡(luò)線下行)。
依據(jù)《武漢市城市總體規(guī)劃(2010~2020年)》,古田四路(長豐大道~紫潤北路)規(guī)劃為城市次干路,是古田地區(qū)一條重要的南北向道路,將跨越由漢丹鐵路和漢宜高鐵組成的鐵路走廊,為進(jìn)出園博園及周邊居民出行提供交通服務(wù)功能。
道路等級為城市次干路;設(shè)計車速40km/h,雙向4~6車道;凈空標(biāo)準(zhǔn):機(jī)動車道凈空≥4.5m,非機(jī)動車道、人行道凈空≥2.5m。
古田四路北延線南起長豐大道,北至紫潤北路,路線全長1795m,規(guī)劃為城市次干路,標(biāo)準(zhǔn)段紅線寬度40m。
地面道路為雙向六車道,兩側(cè)設(shè)置非機(jī)動車道和人行道;
車行下穿鐵路通道為雙向四車道,起于長風(fēng)路口南側(cè),止于紫潤南路交叉口南側(cè);采用左、右分離式兩幅車行隧道;左線長733.5m,其中閉口段長度為303.03m;右線長739.162m,其中閉口段長度334.03m;在下穿鐵路通道兩側(cè)設(shè)置地面輔道;新建泵站一座。
地理位置圖
1)鐵路路節(jié)點(diǎn)控制條件多,建設(shè)條件極其苛刻,設(shè)計難度大;
a 橫向交叉的鐵路股數(shù)多(8股),橋墩間距小,通道與鐵路斜交角度大。由于施工期間鐵路不能中斷通行,下穿通道的位置經(jīng)過充分論證,需對規(guī)劃線位進(jìn)行優(yōu)化;
b通道距離鐵路高架橋墩承臺間距較小,且此段地質(zhì)條件較差,基坑開挖及支護(hù)方案設(shè)計難度大;
c 規(guī)劃地鐵長豐停車場尚未進(jìn)行前期設(shè)計,通道設(shè)計需統(tǒng)籌考慮與長豐停車場的合建方案;
2)與園博園總體工程充分對接,與園博園作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,在道路、交通、景觀等方面通盤考慮
3)與武漢三環(huán)線工程的近遠(yuǎn)期結(jié)合。
根據(jù)古田四路的規(guī)劃等級及在路網(wǎng)中的功能定位,根據(jù)交通流量預(yù)測,古田四路下穿通道雙向四車道、地面雙向六車道能滿足遠(yuǎn)期2030年高峰小時流量需要,并對區(qū)域交通起到明顯的改善作用。
起點(diǎn):本項(xiàng)目起點(diǎn)為長豐大道,該交叉口納入長豐大道工程設(shè)計范圍,兩個工程設(shè)計方案進(jìn)行無縫對接。
終點(diǎn):工程設(shè)計終點(diǎn)為紫潤北路,距離三環(huán)線120m。
根據(jù)規(guī)劃,古田四路遠(yuǎn)期上跨三環(huán)線,縱斷面設(shè)計主要受紫潤北路通行機(jī)動車的凈高控制。為減少廢棄工程,設(shè)計在城華路~紫潤北路段設(shè)置中央分隔帶,預(yù)留遠(yuǎn)期橋梁布墩條件。
遠(yuǎn)期上跨三環(huán)線平、縱示意圖
本工程沿線需穿越8股鐵路,其中高架鐵路客運(yùn)專線5股,地面鐵路3股;由于兩側(cè)接線條件限制,只能下穿鐵路。
古田四路主要控制節(jié)點(diǎn)平面圖
對路線走向影響最大的節(jié)點(diǎn)為滬漢蓉鐵路。滬漢蓉鐵路為高架橋梁,鐵路部門要求通道盡量遠(yuǎn)離鐵路橋墩,施工期間鐵路不能中斷運(yùn)行,因此總體設(shè)計必須要先確定下穿通道的設(shè)計和施工方案,解決在哪里穿越鐵路、如何安全穿越鐵路的問題。
現(xiàn)狀滬漢蓉鐵路橋跨徑30m,如采用雙向四車道整幅布置,通道總寬度達(dá)到18.5m,交角64°,通道外邊緣與承臺沖突,因此通道采用左右分幅布置,單幅兩車道。
下穿通道與高架鐵路橋的關(guān)系圖
路線走向方案綜合考慮地面鐵路位置和相交角度、高架鐵路橋跨徑和橋墩位置、通道距現(xiàn)狀鐵路橋承臺凈距及施工開挖深度限制等因素,保證開挖基坑滿足鐵路安全要求,盡量采取高標(biāo)準(zhǔn)的平面線形,對兩個線位方案進(jìn)行比較。
(1)方案一
道路以50度角,分左右兩幅通道斜穿規(guī)劃的地鐵7號線長豐停車場,同時也斜穿現(xiàn)狀的滬漢蓉鐵路上下行、漢丹客線上下行、漢丹貨線上下行。車行通道的平曲線半徑為300~500m,調(diào)整后左、右側(cè)通道距鐵路橋墩的最小凈距分別4.16m、3.61m。
地下通道段平面示意圖(方案一)
(2)方案二
道路從起點(diǎn)左偏,過長風(fēng)路、天順園小區(qū)后以70度左右角度,分左右兩幅通道斜穿規(guī)劃的地鐵7號線長豐停車場,同時也斜穿現(xiàn)狀的滬漢蓉鐵路上下行、漢丹客線上下行、漢丹貨線上下行、新墩至漢西聯(lián)絡(luò)線上行。車行通道的平曲線半徑為300m,車行通道與現(xiàn)狀高架鐵路橋墩樁基間凈距為4.7~8.9m。
地下通道段平面示意圖(方案二)
(3)方案比較
方案一優(yōu)點(diǎn):線形較流暢,基本在規(guī)劃紅線范圍內(nèi);缺點(diǎn):與鐵路斜交角度大,通道與橋墩距離近,設(shè)計、施工難度大于方案二。
方案二優(yōu)點(diǎn):與鐵路斜交角度小,車行通道與現(xiàn)狀高架鐵路橋墩樁基間凈距比方案一大,設(shè)計、施工難度略小。缺點(diǎn):偏離規(guī)劃紅線多,對規(guī)劃路網(wǎng)影響大,引道段均為7層~8層的新建居民區(qū),拆遷量巨大,實(shí)施難度大。
方案一在規(guī)劃走向、路線線形、社會影響等方面均優(yōu)于方案二。雖然其下穿通道的技術(shù)難度大,但經(jīng)充分論證后方案可行,并通過了鐵路部門的評審;綜合分析后推薦方案一。
下穿鐵路通道除下穿漢丹貨線鐵路采用頂進(jìn)法施工,其余均采用支護(hù)明挖法現(xiàn)澆施工。
以控制工程走向的下穿滬漢蓉鐵路橋?yàn)槔?,通道基坑深度約8~10m,基坑寬度為12.5m,通道邊緣離橋梁承臺的邊緣最小水平凈距約3.6m。
由于基坑周邊環(huán)境十分嚴(yán)峻,坑壁土層基本以①層雜填土、③層粘土和④層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土粉砂為主,側(cè)壁大部分土層自穩(wěn)性均較差,地下承壓水對通道施工有較大影響。
方案采用排樁+內(nèi)支撐支護(hù)開挖,排樁深25m。排樁直徑1.0m,間距1.2m,內(nèi)支撐采用直徑609mm的鋼管支撐,壁厚16mm;基坑底部5m深的被動區(qū)進(jìn)行攪拌樁加固;同時對承臺周邊土體,以及承臺下部的部分土體預(yù)先進(jìn)行加固。
為了解基坑開挖對橋墩的影響,結(jié)構(gòu)專業(yè)工程師采用MIDAS GTS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬分析。在采取以上工程措施后,相鄰橋墩之間的沉降差限值、墩臺橫向水平位移所引起的水平折角均小于規(guī)定限值,滿足規(guī)范要求。
通道段縱斷面設(shè)計的主要控制因素有:通道下穿長順路受長順路規(guī)劃標(biāo)高限制、下穿漢丹貨線上下行受軌頂標(biāo)高限制、下穿地鐵7號線長豐停車場處受軌頂標(biāo)高限制、下穿廣華路受廣華路規(guī)劃標(biāo)高限制。
由于地鐵7號線長豐停車場與本工程合建或分建對通道段開挖深度影響較大,對兩種方案進(jìn)行比較。
方案一:按長豐停車場與本工程合建,停車場上蓋車棚立柱可以直接以通道頂板作為基礎(chǔ),其結(jié)構(gòu)圖如下所示:
地下通道與長豐停車場上蓋結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖(方案一)
方案二:按長豐停車場軌頂與本工程分建,保證車行通道能順利斜穿規(guī)劃長豐車場的柱網(wǎng),可采取“梁抬柱”的車場柱網(wǎng)處理方式,以避免車場柱網(wǎng)基礎(chǔ)與下穿通道相互干擾。其結(jié)構(gòu)處理如下圖示意:
地下通道與長豐停車場上蓋結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖(方案二)
通道左線縱斷面圖
通道右線縱斷面圖
方案比較:
方案一
優(yōu)點(diǎn):基坑開挖深度較淺,基坑的支護(hù)和加固難度也相應(yīng)減少。施工安全度高,工程投資相對較??;陡坡段的坡長較短,車輛行駛較順適。
缺點(diǎn):需協(xié)調(diào)好長豐車場棚架與下穿通道設(shè)計的銜接,正確布設(shè)好預(yù)留錨栓或預(yù)留鋼筋的位置,并預(yù)留適當(dāng)?shù)膫溆梦恢谩?/p>
方案二
優(yōu)點(diǎn):預(yù)留停車場上蓋結(jié)構(gòu)處理的較大空間,設(shè)計協(xié)調(diào)量小。
缺點(diǎn):由于預(yù)留通道頂覆土高度較大,使得下穿通道埋深較方案一深約1.6m,導(dǎo)致基坑開挖深度較大,基坑的支護(hù)和加固難度也相應(yīng)增大,投資增大,尤其對于既有滬漢蓉鐵路高架橋橋墩的影響較大;且陡坡段坡長長于方案一。
經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,與相關(guān)部門協(xié)調(diào)后報主管部門批準(zhǔn),設(shè)計推薦采用方案一。
1)長豐大道~長風(fēng)路段,紅線寬度40m,標(biāo)準(zhǔn)斷面布置為:
21m機(jī)動車道+2×4.5m非機(jī)動車道(含樹穴)+2×5m人行道(含樹穴)。
2)長風(fēng)路~長順路段,橫斷面由西向東布置為:
5m人行道(含樹穴)+3m非機(jī)動車道+7m機(jī)動車道+綠化帶+U型槽(雙向四車道,寬度不等)+7m車行道(含非機(jī)動車)+4m人行道(含樹穴)。
3)長順路~漢丹鐵路~長豐車輛段~廣華路
機(jī)動車道采用左右分離式路線,設(shè)置敞開段和閉口段,雙向四車道。
敞開段采用U型槽結(jié)構(gòu)和擋墻結(jié)構(gòu),閉口段采用單孔鋼筋混凝土箱體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)凈寬度為9m,橫斷面布置為0.5m(檢修道)+0.75m(路緣帶、水溝寬度)+7m(機(jī)動車車行帶寬度)+0.25m(路緣帶)+0.5m(檢修道)=9m。
4)廣華路~紫潤南路,橫斷面由西向東布置為:
4m人行道+7m地面輔道+ U型槽(雙向四車道,寬度不等)+7m地面輔道+2.5m人行道。
5)紫潤南路~城華路段,橫斷面布置與長豐大道~長風(fēng)路段相同。
6)城華路~紫潤北路段,具體斷面布置為:
9m中央綠化帶+2×10.5m車行道(含非機(jī)動車)+2×5m人行道(含樹穴)。
古田四路是園博園西側(cè)的主要道路,要為園博園服好務(wù),起到良好的交通疏解功能,應(yīng)對開放期間的大客流,與周邊交通設(shè)施做到無縫銜接。
在園博會組委會及交管部門的組織協(xié)調(diào)下,與園博園出入口、周邊停車場、公交站點(diǎn)進(jìn)行了多次對接。根據(jù)園博會總體交通組織方案,進(jìn)行交通組織設(shè)計,增加臨時交通組織路線指引標(biāo)志、臨時停車場指路標(biāo)志等;完善交通監(jiān)控設(shè)施。
落實(shí)公交優(yōu)先理念,公交??空静捎酶蹫呈剑O(shè)置于園博園入口附近,便于公交出行、換乘。
古田四路作為園博園配套道路, 具有建設(shè)難度大、工程復(fù)雜、工期壓力大等特點(diǎn),該工程已經(jīng)竣工三年有余,運(yùn)行效果良好,為園博園和周邊地塊出行提供了一條便捷通道。