新建城市道路穿越既有高速公路方案比選研究

殷金象

（南京紫城工程設計有限公司，江蘇 南京 211100）

近年來，隨著城市經濟的發展以及城市空間的擴展，越來越多的城市道路須穿越高速公路，高速公路為交通主動脈，如何盡量減少工程施工對高速公路交通通行的影響，同時確保工程安全性和經濟性，這是筆者研究的重點。目前，應用較為廣泛的穿越方式有2種：橋梁上跨既有高速公路、通道下穿既有高速公路。

1 城市道路上跨穿越

采用橋梁上跨穿越高速公路時，方案階段應重點考慮以下因素：橋梁跨徑、橋型方案及施工方案。考慮到高速公路為交通主干動脈，應優先采用對道路通行影響較小的方案，施工期間應采用安全可靠的交通保障措施。

1.1 一孔跨越

以懸澆連續梁為例，主橋采用懸臂澆筑施工，工藝成熟，為目前常規施工方案，安全質量有保證。為保證懸臂澆筑施工期間不影響行車安全，在懸臂澆筑施工區域搭設型鋼防護棚，兩側安裝防落網，可完全阻隔施工期間的碎石或雜物掉入行車道。懸臂澆筑時須對施工區域高速公路進行交通管制，如適當限速等。

1.1.1 優缺點分析

采用一孔跨越的優點：對高速公路的交通影響小；懸臂施工對高速影響時間一般約3個月，時間長但影響程度小，協調工作小。缺點：橋梁梁高有點高，略顯笨重，經濟性差。

1.2 兩孔跨越

以裝配式預應力混凝土箱梁為例，采用架橋機進行架設安裝，施工工藝成熟，施工安全和質量均能保證。

1.2.1 優缺點分析

優點：1）箱梁集中預制，標準化程度高，施工便捷迅速，質量容易控制；2）施工工期短；3）橋梁建筑高度較低，經濟性好。

缺點：1）中分帶設墩期間須封閉高速公路左右幅超車道，對高速公路的交通有一定影響且時間長；同時，中分帶樁柱施工前須與相關部門協調，對中分帶下通信管線避讓保護；2）跨路孔架梁期間須短期封閉高速公路半幅交通，對高速公路的交通影響較大；3）協調難度較大。

1.2.2 施工期交通組織

施工過程中有2個節點須對高速公路進行交通管制，施工期間累計影響高速公路交通約1個月左右。1）中分帶內施工樁基與墩柱，封閉左、右幅快車道30d，可征用緊急停車帶，以滿足雙向四車道通行；2）當箱梁架設至跨高速公路孔時，考慮安全性，高速公路須采用單幅通行，即封閉高速公路單幅道路，然后架設該幅上跨孔箱梁，通行車輛改道至另一幅通行，保證單幅雙向兩車道通行。架梁一般須封閉高速公路左、右幅道路各1d。

2 城市道路下穿穿越

地方城市道路下穿高速公路一般應選擇在已有橋梁下通過，但橋下道路的填挖施工會對已有橋梁產生不利影響。當選擇從路基段穿越時，可采用路改橋（抬或不抬已有高速縱斷面2種方法）或箱涵頂進穿越。

在小麥檢測中，對于近紅外光譜技術的應用不僅體現在對蛋白質的檢測中，同時對麥麩的成分進行檢測時，對比發現近紅外光譜技術檢測模型可以對小麥中的淀粉、膳食纖維等成分很好地進行測定。直鏈淀粉含量的改變決定了小麥的糯性，與普通的小麥淀粉在一定程度上存在著差異，在生產制作中具有一定的優勢。

2.1 利用已有橋穿越

利用已有橋穿越，可節省投資，但橋下道路在施工以及運營期間對既有橋墩可能造成一定安全隱患，須加強對既有橋梁的驗算、監測，影響主要體現在以下幾個方面：1）橋下道路路基填筑作用于鄰近橋墩樁基產生負摩阻力，該負摩阻力為附加荷載，隨著橋下道路路基的填筑施工而產生，填土高度越高，負摩阻力越大，通車運營后，達到最大并趨于穩定。對軟弱土地基，負摩阻力影響較為明顯。2）橋下道路路基填筑堆土產生作用于既有橋墩的水平土壓力，該荷載導致墩柱彎矩加大，改變既有墩柱的受力狀態，須加強既有橋墩的復核驗算，另外路基填筑方式對水平土壓力影響較大，橋墩兩側路基宜逐層對稱填筑，盡量減少水平土壓力的影響。3）應防止運營期間車輛撞擊橋墩，造成橋梁損壞。須在既有橋墩兩側設置防撞設施，以抵抗車輛撞擊。

2.2 路改橋穿越

2.2.1 路改橋并抬高高速縱斷面

該方案局部抬高既有高速公路路基，具有安全可靠、質量可控以及施工簡單等特點。該方案在加高時須做好縱斷面設計、路基沉降控制、不均勻沉降控制、高速保通等。一般可通過增加路改橋的橋梁長度，減少橋頭路基填土高度，達到控制沉降的要求。保通方案可采用臨時輔道全幅施工或半幅施工半幅通行的方案。半幅施工方案影響高速正常通行約 6個月以上，主要工藝如下：1）中分帶內施工應采用支護措施，防止半幅開挖導致路基塌方。施工過程中須進行交通管制。2）施工橋梁基礎及上下部結構。橋梁施工完畢后，解除半幅路交通管制。3）重復以上步驟施工另半幅橋梁，待橋梁完工后，掏挖下部土體，進行橋下路基路面施工。

路改橋方案優點是造價較低，施工期交通組織較簡單，施工難度和風險可控。缺點是須開挖高速公路路基施工，施工工序較多，道路交通影響時間較長，工期約為6個月。

類似工程實例：1）蘇州常昆高速公路路改橋。2）南京六合區園東西路下穿寧淮高速公路，3）河南安湯快速路穿越南林高速公路。

2.2.2 路改橋不抬高高速縱斷面

該方案與抬高縱斷面比相對簡單，對高速公路影響小，但橋下道路如果凈高不夠須進行下挖，城市道路視下挖深度不同而采用u槽或擋墻結構。

2.2.3 路改橋設計要點

路改橋設計要點：1）從路基段下穿應選擇地形起伏小，地質條件相對較好對運營影響較小的位置穿越。2） 既有高速公路如存在拓寬規劃，改造的橋梁方案須考慮后期擴寬的可實施性。3）考慮盡量減少施工期對高速公路路基穩定的影響，宜優先選擇開挖量較少的墩臺方案。高速公路兩側橋墩，應考慮美觀，優先采用全鋼護筒護壁施工。4）應查清施工現場的各種管線，合理確定施工方案，做好管線的防護。5）施工期間應加強與高管部門的溝通、協調，做好施工期間的交通組織方案。6）施工期間須加強對高速公路的監控、監測 ，橋下道路開挖宜進行支護并且與橋墩保持一定的安全距離，若變形或應力值失常，應及時采取有效措施，并通知相關部門。

2.3 頂進下穿

2.3.1 箱型結構明頂方案

封閉半幅道路交通，在一條被封閉的道路內敷設鋼梁進行施工，交通車輛轉換改道至外半幅時即可重新通行，待鋼梁全部敷設完畢后即能重新恢復一條道路交通，按以上步驟封閉、架設一條另半幅鋼梁，在整個鋼梁敷設工程完畢后交通即可恢復正常。再將高速公路旁的一個工作道坑內預制好的箱形構造物頂進入至其所預定的位置（以下簡稱“明頂”），最后重新施工高速公路的箱頂、路面。重復以上步驟，直到整個裝配箱體被全部頂進并安裝到位，見圖1所示。經初步估計，施工周期大約1個半月左右[2]。

圖1 明頂方案施工步驟圖

主要優缺點分析：該方案優點是對道路交通影響相對較小，且施工風險相對較小；主要缺點是工程造價相對較高，鋼便梁架設及平移須多次變化圍擋范圍，施工步驟和工序相對較多。

2.3.2 箱型結構暗頂方案

該設計方案將在高速公路道路側開挖工作平臺，在該平臺內部分預制箱型構件，先對高速公路道路基礎采取加固措施（也可以考慮采用大管棚超前灌漿進行加固），再依次將每孔箱形構件頂進至其預定的位置（簡稱"暗頂"），見圖2所示。其中頂進期約為1個月[1]。

圖2 暗頂方案施工步驟圖

主要優缺點分析：該方案的優點是無須開挖既有高速路基，且能保證施工期間道路交通通行，僅需適當交通管制；缺點是造價相對較高，施工難度及施工風險相對較大，對高速公路路基穩定性有一定程度的影響，須對高速公路路基實施適當的監控、監測。明頂與暗頂方案對比分析詳見表1。

表1 明頂與暗頂方案對比表

2.3.3 箱涵半幅開挖快速頂進

箱涵采用半幅明挖頂進施工，該技術工藝直觀，操作簡便，與半幅開挖現澆方案比可有效縮短交通管制時間。通常交通組織方式為半幅交替借道行駛，具體流程如下：1）在高速中分帶打入支護樁，同時預制箱型通道和路基之外的滑板；2）箱型通道預制完成后，開挖掉半幅路基；3）澆筑好剩余的滑板，頂推中間箱通；4）所有箱通頂推就位后，澆筑現澆層混凝土，恢復路面。將高速另外半幅交通轉換至已完成的箱通的半幅，去除高速中分帶的支護樁；5）用同樣的方法施工另外半幅的箱通。

主要優缺點分析：采用半幅明挖快速頂進的施工方藝優點如下。 1）采用半幅開挖，使頂進技術更容易控制，降低了施工質量風險。避免了不開挖頂進時一些潛在的隱患，從而保證了行車的安全性。2）施工工藝直觀性強，操作簡便，利于頂進控制和糾正過程偏差。實現準確就位。3）施工中采用密排鋼板樁防護通車一側路基，確保了重載交通下的路基穩定；降低了施工質量風險。缺點是半幅交替開挖對高速通車影響大，交通管制時間長。

3 結論

新建城市道路與既有高速的交叉方案選擇非常關鍵，也是影響高速路運營安全的重要因素，因此必須做好充分的論證與研究，選擇合理可行的穿越方案。方案的確定需要綜合考慮地形，地質條件，施工難易度，施工風險；對已有高速的影響，對周圍環境的影響，相關各方協調難度及施工進度，后期運營養護費用等要求。