城市交通节点多层立交隧道设计探讨

陆 超

华设设计集团股份有限公司，江苏 南京 210000

交通节点主要指城市快速路间及城市快速路与机场、火车站等重要交通设施间的交叉节点。交通节点必须契合有效对接两条交通线路或交通设施，实现交通线路、设施间高效交通转换功能，并满足对地上、地下空间的高效利用等要求。复杂交通节点通常包括地面道路、高架桥梁及地下隧道的设计，是涵盖地上、地面及地下三部分的立体交通体系，以在有限的空间中实现各交通流线的协调转换。

1 城市交通节点多层立交隧道设计的重要性

交通节点是城市交通网络的关键，节点交通转换功能的强弱、效率的高低直接关系到整个路网的通行效率。现代化城市交通的建设对地面、地上空间已进行了充分挖掘，但在一些复杂的交通节点仍不能解决复杂的交通流线设计问题，需借助地下空间的开发。在我国一些大城市，地下道路建设已逐渐兴起，如上海北横通道、深圳春风隧道、南京内环快速路隧道等。因为路线走廊带稀缺、地下空间资源有限，城市交通节点建设最困难的部分是地面与地下交通的交汇处，所以需要关注隧道设计中的关键技术。

2 城市交通节点的多层立交隧道项目的要点与难点

因为在狭窄的空间内设计了多个隧道及地下建筑物，隧道之间存在多个分隔及融合，所以该项目具有比较复杂的地下结构，设计以及施工比较困难。

2.1 城市交通节点多层立交隧道项目设计的要点

（1）充分利用地下空间。城市交通节点地下隧道路线设计的主要控制因素包括现状地下结构（建筑物基础、桥梁桩基）、地下管线等，在综合考虑上述控制因素的基础上，优化线形设计，满足线形指标、视距等要求是地下立交设计的难点。在与其他地下结构物关系处理时一般应保证足够的净距，难以满足距离要求时可考虑共建。

（2）近远期结合，为未来的项目做好预留。相交隧道及地下隧道与其他地下设施在实施时序上往往不能同步，这就要求对总体实施方案进行合理规划，做好近远期结合。对于分期实施技术难度大的节点，建议按远期方案一次实施到位，预留远期衔接界面；对于确需分期实施的交叉节点，近期工程应尽量为远期工程提供实施条件，减少后期工程实施难度及带来的负面影响。

2.2 城市交通节点多层立交隧道项目的难点

（1）交通流量大，施工期间交通导改困难。复杂城市交通节点大多位于城区范围，相交道路一般为片区主要道路，交通流量大，不能进行封闭施工。施工期间一般采用利用其他道路绕行与半封闭施工相结合的交通导改方案。复杂交叉节点的交通导改应进行专项设计，空间受限时可考虑在基坑局部范围设置栈桥板，保证车辆通行。

（2）周围的建筑物靠近基坑，施工区地下管线众多。大多数地基是天然基础，基坑与建筑物之间的距离较近，基坑开挖深度较深，周边建筑物的沉降控制非常困难。此外，对基坑的建设而言，无法迁改的地上、地下杆管线对施工造成了较大影响，地下管线需做好施工期管线保护，地上杆线尤其是高压线需保证足够的安全距离，限制了大型机械的作业，影响基坑建造速度。

3 城市交通节点多层立交隧道设计的应用实例

文章重点研究了市政道路隧道与地铁车站、区间及现状高架桥节点的多层立交隧道设计。市政道路隧道与地铁车站、区间及现状高架桥节点情况如图1所示。

图1 市政道路隧道与地铁车站、区间及现状高架桥节点情况

图1中，市政道路一、市政道路二均为城市快速路，两路交叉处设置互通式立体交叉。该互通为不完全立体交叉型，市政道路二的直行方向及市政道路二与市政道路一的部分转向无匝道直接衔接。计划对该互通功能进行完善，设置两条直行隧道匝道与两条转向隧道匝道进一步完善功能，形成地上、地面及地下立体交通体系。另外，片区有地铁线路经过，地铁线路与市政道路一交叉处设有地铁车站，市政道路一在该结点处为下穿隧道，形成地铁车站与市政隧道交叉节点；地铁线路与市政道路二交叉处为地铁区间与市政隧道交叉节点。

3.1 高架与隧道互通节点

该节点为在现状高架互通下施工市政隧道，且市政隧道最深处为地下两层结构，隧道结构距离现状桥梁桩基距离较近，地下结构的施工会引起现状桥梁结构沉降、位移等风险。建议该节点采用逆作法施工。

第一步：施工钻孔灌注桩及桩间止水帷幕MJS工法桩，施工立柱桩及格构柱，掏槽开挖土方施工第一道钢筋砼支撑及顶圈梁。

第二步：开挖土方至隧道顶板底，逆作隧道顶板。

第三步：开挖土方至第二道钢支撑底部，浇筑钢筋砼腰梁，架设钢支撑并施加预应力，腰梁后期不拆除，上下预留隧道侧墙钢筋接驳器。

第四步：开挖土方至隧道中板底部，逆作隧道中板。

第五步：开挖土方至第三道钢支撑底部；浇筑钢筋砼腰梁，架设钢支撑并施加预应力。

第六步：开挖土方至隧道底板底，浇筑隧道底板垫层、隧道底板砼。

第七步：从下至上依次浇筑下层隧道及上层隧道侧墙及中隔墙。

第八步：隧道砼达到设计强度后拆除刚支撑、第一道砼支撑及格构柱；回填土方至原地面，恢复路面，节点隧道结构施工完成。

3.2 地铁车站与市政隧道节点

该节点为市政隧道与地铁车站交叉节点，无论哪一方先实施，均将导致另一方后期无法实施，故建议市政隧道与地铁车站共建，由地铁车站代建市政隧道。

3.3 地铁区间与市政隧道节点

地铁区间与市政隧道交叉剖面如图2所示。该节点为地铁区间与市政隧道交叉节点，建议先实施市政隧道，并为远期地铁盾构穿越做好预留，地铁盾构范围内围护桩采用玻璃纤维材料筋。

图2 地铁区间与市政隧道交叉剖面

4 城市交通节点的多层立交隧道设计中的关键技术

4.1 互通完善设计

（1）互通功能分析。通过对互通各交通流向作流量分析，理清功能主次。对于主要交通流向的匝道必须建，对于次要的交通流向匝道酌情建。同时，合理控制工程规模，满足通行需求。

（2）双层立交设计。地下立交匝道的布置是影响工程规模的关键。不过分追求右出右进的出入口布置，部分交通流向通过左出左入的出入口布置可降低立交层数，减小工程规模。但应提前做好交通标志、标线预告设施，且随着汽车导航的普及应用，出入口误入的情况将会减少。

4.2 市政隧道与地铁车站共建设计

通过市政隧道与地铁车站共建，满足其各自的功能需求。市政车辆利用车站上部的地下空间，采用“上下重叠”的设计方案，实现车辆和人流的疏散缓解，节约地下空间资源和建设成本。

4.3 地铁的预留设计

为了地铁安全地通过线路的盾构隧道，其围护结构为1000mm厚的地下墙，其下使用玻璃纤维材料筋之类的结构，在距离地铁站外轮廓不超过3.5m的范围内进行加固操作。

5 结束语

综上所述，随着城市的不断发展，原来的城市道路已无法满足城市化的发展需求，尤其是汽车保有量的增加，导致城市道路经常拥堵，对城市交通产生了较大的影响。为了减轻城市的交通压力，有必要在建设城市道路环节进一步考量地下道路的建设，实现城市路网的扩容。城市交通节点多层立交隧道设计的实质是考虑地下空间的开发利用将部分交通流向转向地下，进而提升整个交通节点的通行能力。为此，需要改善设计城市道路交叉点的多层立交隧道的关键技术，缓解城市交通的运输压力，畅通交通线路。