城市复杂条件下过江通道桥隧方案比选研究——以宁波市四明路跨奉化江通道为例.pdf

第6 期（总第2 9 0 期）2023年6 月D01:10.16799/ki.csdqyfh.2023.06.006城市道桥与防洪URBANROADSBRIDGES&FLOOD CONTROL道路交通城市复杂条件下过江通道桥隧方案比选研究以宁波市四明路跨奉化江通道为例龙腾同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司，上海市2 0 0 0 8 2 摘要：随着城市化进程的加快，城市过江通道规划的数量越来越多。在城市建成区内，过江通道的建设条件越来越复杂，通常要处理好过江通道与交通路网、地块开发、地铁建设、河道通航等重要制约因素的之间的关系。过江通道在桥隧形式上各有利弊，以宁波市四明路跨奉化江通道为例，分别研究了桥梁、隧道过江方案的总体布置，桥隧方案与地铁的关系，通过对桥隧方案各自的优缺点进行对比分析，得出了采用桥梁方式过江为最优方案，为类似过江通道工程提供借鉴。关键词：过江通道；桥隧方案；地铁；沉管中图分类号：U412.32文献标志码：B文章编号：1 0 0 9-7 7 1 6(2 0 2 3)0 6-0 0 2 0-0 30 引言从古至今，我国很多大城市是依托大江大河建设兴起的，如长江沿线的重庆、武汉等，黄浦江边的上海，钱塘江边的杭州，姚江、甬江、奉化江交汇的宁波等。随着城市化进程的加快，江河这个天然的屏障对城市发展的阻隔作用愈发显现。为解决被江河分隔的城市区之间的沟通，城市规划过江通道的数量逐渐增多。随着城市对景观要求越来越高，桥梁不再是跨江通道唯一的选择。随着盾构、顶管、沉管等隧道工程技术的发展，基于隧道在穿越山体、铁路、公路、江河等屏障物的优越性，隧道在城市区的应用越来越广泛。本文以宁波市四明路跨奉化江通道工程为例，在城市区地块开发景观要求高、河道通航要求高、与地铁线路及车站协同难度大等复杂情况下，对过江通道桥隧方案的比选进行研究。1工程概况四明路是横贯宁波主城区东西向的一条重要主干路，位于环城南路与鄞州大道快速路之间，距芝兰桥1.6 km，距鄞县大桥1.2 km，交通功能仅次于县大道（见图1）。本次研究的路段是四明路中段跨奉化江工程，西起雅戈尔大道，东至广德湖路，是连接钟公庙片区收稿日期：2 0 2 2-0 8-0 9作者简介：龙腾（1 9 9 0 一），男，硕士，工程师，从事道路设计工作。兰桥杭州湾环线高速轨道首9 号线西岸丁家地块大头WY80樟溪北路石地段一家街4.85km路路四明通道奉化江道8 号鄞县大道邹县大桥图1 四明通道地理位置及丁家地块重要的过江通道。2建设条件分析2.1两岸用地情况西岸为丁家地块，目前正在进行城市设计中，规划目标定位为超级总部湾，以商业、文化、商住用地为主，重点围绕时尚标杆产业、专业服务产业和公共服务三大产业。因此，丁家地块对景观要求较高。本工程桥隧方案选择时应予以重点考虑。东岸为钟公庙地段，以居住、办公、教育用地为主，基本已按规划实施到位，发展较成熟。2.2两岸路网衔接本工程西岸主干路有雅戈尔大道，次干路有丁家街等。东岸主干路有广德湖路、宁南北路等。四明通道西岸近江交通可直接与大河头路沟通，通过丁家街、雅戈尔大道进行集散。东岸近江交通可直接与广德湖路沟通，中短距离交通可通过保丰路、宁南北路进行集散。20奉化江大桥东岸钟公庙地段百梁光路个保南北路龙腾：城市复杂条件下过江通道桥隧方案比选研究2023年第6 期一以宁波市四明路跨奉化江通道为例城市道桥与防洪2.3轨道交通线路轨道交通8 号线与轨道交通9 号线规划在四明路交叉，对四明通道的建设形式、建设时序影响重大。本工程桥隧形式选择时，需重点考虑与轨道交通线路及站点的衔接。轨道交通8 号线（在建)沿樟溪北路敷设，盾构区间下穿四明路，与四明路通道存在交叉。轨道交通9 号线（规划）与四明路通道共线，与轨道交通8 号线在堇山西路站换乘。3过江形式的选择及方案比选要素3.1过江形式常用过江形式有两种，一种为桥梁形式过江，一种为隧道形式过江。桥梁根据桥型可分为斜拉桥、悬索桥、拱桥等。隧道按施工工法可分为明挖、沉管、盾构等。本工程跨越奉化江（V级航道），通航要求较高，隧道方案无法采用明挖施工。故本工程拟采用桥梁与沉管、盾构进行方案比选。3.2桥隧方案比选要素分析通过梳理现状及规划条件，结合本工程功能定位，拟从以下方面对桥隧方案进行比选。(1)交通功能。本工程为主干路,应以交通功能为主，主要承担中短距离的沟通，同时还需兼顾对两岸地块的服务。桥隧方案在两岸路网衔接上存在差别，会影响通道交通功能的发挥。（2)两岸地块影响。本工程西岸规划为丁家地块，对景观要求较高，隧道过江为优选方案。东岸以居住用地为主，对景观要求相对较低，桥隧方案对地块的影响相差不大。（3)轨道交通的衔接。本工程与轨道交通8 号线交叉，与轨道交通9 号线共线，同时在东岸道路正下方规划有轨道交通9 号线的地铁站。轨道交通线路及站点对桥隧方案的制约较大，对建设时序、工程投资带来重大影响。（4）投资造价。桥隧方案在工程投资上存在倍数级的差别，也是工程方案选择应重点考虑的因素4桥隧过江方案研究4.1设计条件奉化江河底最低标高-7.8 m，需要一跨过江。本工程参考轨道交通5号线跨奉化江工程，隧址处100a一遇冲刷深度为5.2 ml。奉化江为V级航道，通航净高按不小于5.8 m控制。4.2桥梁过江方案4.2.1总体方案布置桥梁西起滨江路西侧，跨越奉化江、樟溪北路在百梁北路东侧落地，与广德湖路平交。桥梁全长约491m，其中主桥长约2 0 0 m，西侧引桥1 50 m,东侧引桥1 4 1 m，采用下承式一跨简支系杆拱桥。主桥横断面为双向6 车道+两侧人非通道，全宽4 6.0 m。人行随桥接人滨江绿地系统，非机动车道随桥接人市政道路。桥梁过江方案总体布置和横断面布置见图2、图3。大河头路轨道9 号线四明路桥梁落四明路主桥2 0 0前塘河西引桥主桥规划路大河头路地铁9 号线图2 桥梁过江方案总体布置463,3.5511.250.5511.2553.53十索塔或，拱肋区(a)主桥标准横断面图3 桥梁横断面布置4.2.2路轨关系桥墩实施时，应充分考虑为轨道交通9 号线预留正线区间的平面路由，优先采用单柱墩。若桥梁工程先于轨道交通9 号线（区间正线)实施，则地铁站与桥梁采用共建的形式，并且考虑到将来区间盾构推进时，该车站应考虑作为接收工作井。轨道交通9 号线车站站厅埋深约2 4 m，桥梁桩基距离轨道交通9 号线盾构净距为4.0 m。轨道交通8 号线盾构区间位于四明桥墩台之间,盾构与桩基之间的最小净距为4.0 m。4.2.3桥梁方案总结若采用桥梁方案过江，西岸引桥可在大河头路以东落地，东岸引桥广德湖路以西落地，能很好地实现与两岸路网的交通转换功能。且桥梁方案与在建轨道交通8 号线关系相对关系简单，桥墩直接跨越轨道交通8 号线盾构区间即可。但由于西岸丁家地块对城市景观要求较高，若采用桥梁方案，需在桥型选择及桥型方案上与丁家地块的城市设计相结合，如桥梁可以通过人行系统与滨江绿地融合、桥下空间亮化改造、慢行系统与城市超级走廊衔接等措施21N、印象外滩山西桥梁落地点百梨北印象外雅小区东引桥点滨1 50200m1.4%江3.5%2.5%路通航净空8 m通航水位1.83m高压管沟合素塔惑拱肋区日广德湖路路1413.4%路地铁9 号线(b)引桥标准横断面1.18%地铁9 号线南北路龙腾：城市复杂条件下过江通道桥隧方案比选研究城市道桥与防洪一以宁波市四明路跨奉化江通道为例减少城市景观影响。4.3隧道过江方案4.3.1沉管方案沉管隧道主要受江底冲刷深度（取5.2 m）影响，东岸隧道按照最大纵坡5%依然无法在广德湖路以西出地，需下穿广德湖路后出地，与保丰路平交，隧道全长约1 6 0 3 m，其中暗埋段1 1 58 m（含沉管段170 m)(见图 4)。北滨江路河隧道出地头路210m隧道做开段雅戈尔大道南塘河该方案的主要问题是沉管施工过程中有3 个施工工序对航道影响较大，即航道疏浚、基槽浚挖和管段沉放。在基槽浚挖阶段，施工船占用水域宽（8 0 m），剩余通航水域仅有3 0 m，无法满足通航净宽要求（见图5）。汛期，基槽浚挖对奉化江行洪安全影响大。沉管管段沉放阶段，需临时封航4 5d，影响奉化江通航。50m西岸图例：施工占用剩余航道宽度无法疏浚区域图5沉管方案施工航道剖面图综上所述，沉管隧道方案对河道水利及通航产生极大影响，基本不具备实施条件。4.3.2盾构方案（1)盾构断面选择。由于轨道交通9 号线与四明路共线，在盾构方案选择时应充分考虑轨道交通与四明路隧道共建的可能。在断面选择上，考虑到隧道与轨道交通共建的盾构断面利用率高、不存在两次掘进的相互不利影响，且造价相对更低，因此推荐采用轨道交通与隧道共建的盾构形式。盾构直径1 5.2 m，车行隧道位于上方，轨道交通9 号线位于下方。（2)盾构总体方案布置（见图6）。隧道总长度1805m，其中盾构段6 0 0 m，明挖暗埋段7 8 5m，地面开段4 2 0 m。分别在西岸滨江路以东和东岸百梁北路以东设置盾构工作井。盾构段车行隧道与地铁隧道共建，最大纵坡控制在3.5%。（3)盾构方案路轨关系。轨道交通8 号线盾构区2023年第6 期8号线带N山西路站隧道出地始发#辉溪北路推大河头路滨构戈尔规划路9号线正线区间9号线与四明路隧道合建段图6 盾构隧道过江方案总体布置间位于四明路隧道之上，盾构之间的最小垂直距离为6.0 m。四明路隧道与轨道交通9 号线过江段和轨路樟溪北路路1158m1235m.75m,光隧道暗理段隧道散开段距离交叉口冲刷深度按规划路大河头滨5.2m考虑5%路路3%5.2ml2m4.8号线9地铁9 号线图4 沉管隧道方案总体布置30m880m（东半幅施工占用）80m（正常航道宽）河道中心线航道中心线德游路路受井梁北路江苑盾构接受路发常号线23m#9号线厅层5%3.5%4601.5%0.3%409号线站台摩9号线车站为地下三至四层道交通9 号线站台共建，轨道交通9 号线站厅由于隧道出地路路T钟公庙路广德湖11%路30m保地道埋段路广德湖路保世路9号线正线区间合建，其埋深将达到4 0 m。（4）盾构方案总结。盾构方案过江从技术上是可行的，能很好地保证丁家地块的景观效果，但也存在一定的问题。首先是交通功能上，东岸隧道出地在广德湖以东，过江交通无法与广德湖路直接沟通，不能很好地服务东岸近江地块，且人非交通无法在盾构隧道内解决，需另外新建一座人非桥。此外，隧道与轨道交通9 号线需共建，东岸轨道交通9 号线站台埋深大，造价高，车站使用功能差。4.4桥隧方案比选通过以上对桥梁方案、沉管隧道方案、盾构隧道方案几种过江形式的研究，本文分别从交通功能、地块影响、路轨关系、航道影响、投资造价等方面对桥东岸隧方案进行比选，详见表1。表1 桥隧方案综合比选比选要素桥梁方案交通功能兼具交通和服务功能地块影响对商业地块有一定影响路轨关系对地铁影响小航道影响顶推施工，航道影响小投资造价元桥梁6 亿+地铁2.5亿盾构1 2 亿+地铁3.5亿经比选，桥梁方案最主要的是在近江地块的交通功能和地铁施工影响上有着明显的优势，虽然引桥段对西岸滨江建筑底层有一定视觉影响，但可以通过景观手段尽量消解。综合考虑，四明路过江通道采用桥梁过江形式更优。5结语本文以宁波市四明路跨奉化江通道为例，研究了在城市复杂条件下过江通道桥隧方案布置，通过（下转第2 9 页）22钟公庙盾构隧道方案对近江地块服务差利于滨江景观塑造需与地铁站共建基本无影响宁南2023年第6 期朱晓煜：济南黄河凤凰大桥慢行系统设置研究城市道桥与防洪机动车上路人排下字-2.95%/593.864跨跨2.95%/604.016南-2.95%-0.35%/124.8130.8%/231.7470.8%/188.83图1 0 凤凰路跨南水北调渠非机引桥骑行纵断面梯道+坡道（1：1 2)上下桥。近期非机动车也可利用现状乡道0 2 8 桥梁骑行过南水北调渠。3.4人行系统交通组织全线道路两侧设有人行道，在交叉口实施人行横道线穿越马路，且同步实施无障碍设施。本工程跨黄河特大桥主桥上设