盾构法道路隧道工程中出入口匝道的设置

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1、地下工程与隧道2013年第3期2013No．3UNDEＲGＲOUNDENGINEEＲINGANDTUNNELS盾构法道路隧道工程中出入口匝道的设置曹文宏，申伟强(上海市隧道工程轨道交通设计研究院)摘要:用盾构暗挖法建设地下道路的工程越来越多，但其出入口匝道、尤以分合流车道拓宽段的设置却成了难题。介绍了国外已有的全暗挖施工方法，如在主线和匝道隧道间以横向弧形管幕+冻结法和沿隧道纵向的管幕法，构筑新的横向椭圆形结构来建造两者间分合流拓宽段。作者还结合工程，对局部明挖法的方案设计作了尝试———结合沿线工作井，在

2、井内以明挖法完成不同隧道主线、匝道间的分合流拓宽段建设。通过不同工法的比较，希望能以此有助于拓宽设计思路，为盾构法道路隧道工程建设提供参考与借鉴。关键词:盾构法道路隧道出入口匝道分合流车道拓宽段纵观相关工程，从施工方法上来看，盾构法隧道出入口设置有全暗挖和工作井段局部明挖+暗挖两种。从布置方式上看有两类，A类———地下道路出入口设置在道路两侧;B类———出入口设置在道路中央或中央分隔带。一般B类适用于地面道路狭窄、二侧建筑物非常密集、街坊出入通道较多、地下道路出入口坡道与地面道路连接的敞开段会严重阻碍沿线

3、车辆的通行的情况，在日本，已有不少采用暗挖成功的工程实例。另外，根据主线盾构隧道的构成，又可分为双管单层隧道出入口设置和单管双层隧道出入口设置。对此，结合国内现有的交通模式也作了一些相关的研究与探讨。1引言随着城市经济的快速发展和人口的增加，地面道路交通越来越拥堵，建设地下道路工程已成为解决城市交通问题的必由之路。但是，在繁华、拥挤的城市中，采用全明挖法施工长距离或较长距离地下道路的困难非常大。道路红线狭窄、两侧建构筑物林立、拆迁维稳艰难;地下管线纵横交错，搬迁改线不易;沿线已投入运营的、待建的地下轨交的

4、保护和预留要求高;地面河道避让、穿越的制约等等。故往往推荐采用以暗挖的盾构法来修建地下道路。既然是道路工程，为充分发挥其缓解地面交通压力、方便交通集散的功能，就必须按需设置符合区域交通需求和路网交通流向的出入口匝道，以沟通地面、地下交通，形成一个有机、高效的立体道路交通模式。出入口匝道的设置，对全线进行明挖施工的工程而言是简单易行的，但在盾构法道路隧道建设中却成了一个难题。满足交通需求的盾构法隧道一般都按设计要求，采用一定直径的盾构来进行掘进施工，如何满足出入口匝道加、减速车道渐变加宽的要求?如何来实施出

5、入口匝道?这一问题得不到妥善解决，将从根本上制约盾构法在地下道路工程中的应用，难以发挥暗挖隧道在减少对周边环境综合影响方面的优势。2盾构法隧道匝道设置的研究与实践2．12．1．1用暗挖法建出入口匝道的方法用管幕+冻结法建主隧道与匝道盾构隧道间分合流拓宽段(AW－1工法)1)施工方法。在盾构法隧道主线完成后，再以小直径的盾构施工匝道隧道至分合流点，然后施工主隧道和匝道隧道间的分合流段。日本某工程根据现有技术和施工条件，对分合流段车道拓宽段(以下简称“拓宽段”)进行了如下3种施工方法(见表1)的比较。其中，以

6、弧形管幕+冻结防水方法为最优(AW－1方案)。—1—设计与研究曹文宏，等:盾构法道路隧道工程中出入口匝道的设置第3期表1分合流车道拓宽段施工方法2)匝道分合流段横断面设计。沿道路方向分合流段横断面设计尺寸在不断变化(见图1)。图1分合流段横断面图—2—曹文宏，等:盾构法道路隧道工程中出入口匝道的设置第3期框架横断面宽度第一段最大，加减速段(第二段)和逐渐变窄段(第三段)内部空间逐步减少，第三段已不再有匝道隧道，只需施工弧形管幕来保证框架内所需的空间即可。2．1．2构筑椭圆形衬砌环满足盾构法隧道、匝道间分合

7、流段的建设(AW－2工法)图2地下扩大段简图日本横滨环线道路北段为二管平行的盾构法隧道(Φ12．49)，其间共设置了4个分合流区段，地下拓宽段(见图2)为建造耐久、防水的扩大段结构，在分合流段沿隧道纵向以管幕法建椭圆形断面的衬砌环(见图3)。施工步骤见图4。2．1．3利用竖井构筑二主线隧道间管幕再暗挖出入口车道间拓宽段(AW－3工法)日本新宿线对明挖施工会严重影响地面交通或地下构筑物的不易处理区段，采用了利用竖井、图3工程分合流段结构图4施工步骤图(AW－2工法)—3—曹文宏，等:盾构法道路隧道工程中出入

8、口匝道的设置第3期通过管幕支撑上部土体，然后开挖2条隧道间的土体，最后完成出入口的非明挖施工方法。该工法施工过程中，结构受力体系会发生重大变化，可能出现管幕、地面沉降、隧道变形、隧道上浮等问题(见图5)，应对不同工况下临时挡土墙、竖井、隧道管片、隧道内部支撑、管幕梁进行三维整体分析后进行设计，并辅以必要的施工监测来确保安全。图5非明挖法施工及可能产生的问题示意图(AW－3工法)2．2通过工作井内明挖施工完成主线隧道与匝道隧道间