西辽河过河通道工程总体设计分析

胡庆峰 刘美丽

（沈阳市市政工程设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110000）

0 引言

根据《通辽市城市总体规划（2015-2030）》，通辽市城市区域划分为八大片区，分别为老城区、新城区、城北区、城东区、铁南区、建国区、机场物流区和开发区。目前，新老城区间已建主要过河通道有4座大桥，分别为西辽河大桥、胜利路大桥、哲里木大桥和新世纪大桥。近年来，通辽市大力发展新城区，现新城区已具有相当规模，大量企事业、居民入住新城区。随着新城区开发强度逐步加大，老城区与新城区之间的跨河交通联系也越来越紧密，致使已建过河通道交通拥堵日趋严重。为缓解这种状况，通辽市决定启动西辽河过河通道工程，本文就该工程的总体设计进行分析。

1 项目概况

过河隧道整体为南北走向，距离上游胜利路大桥1km，距离下游哲里木大桥约1.1km。工程北起柳荫路与锡林郭勒路路口，自河北路以北入洞，向南依次下穿河北岸文化广场、河北路（防洪堤）、西辽河、辽河公园和通辽大街（防洪堤），在家和花园门前出洞，隧道单洞暗埋段全长1240m，标准断面为双向4车道。根据规划，该工程道路等级为城市主干路，其功能定位为新老城区的过河联系通道，承担着对已建胜利路大桥和哲里木大桥的交通分流作用。工程具体位置见图1所示。

2 建设条件与设计标准

2.1 建设条件

西辽河两岸有防洪堤，北岸防洪堤外有1处文化广场，南岸防洪堤内有辽河公园，且有1处大型雕塑。工程范围内有1处已建的跨辽河慢行通道。

北岸出入口街锡林郭勒路，红线宽56m，现状双向6车道。南岸出入口接交通路，红线宽40m，现状双向4车道。洞口附近住宅密集，南岸洞口距两侧小区围墙最小净距37m。洞口两端接线路范围内存在一定数量的地下管线排迁。

2.2 设计标准

城市地下道路长度分类：长距离地下道路。

道路等级：城市主干路。

设计速度：50km/h。

净空高度：4.5m。

建设规模：双向4车道。

人行横通道和人行疏散通道入口间距：250～300m。

隧道主体结构设计使用年限：100a。

防火设计分类：二类。

3 桥隧方案比选

3.1 优势对比

桥梁方案与隧道方案在完成过河功能上，有各自的特点和优势。较桥梁方案而言，隧道方案主要优点有：

（1）有利于保护河道原有景观和周边环境，运营后对周边环境影响小。

（2）可以做到一洞多用，能将供水、供电、通讯等管道安排在同一洞内过河，并可保证安全稳定。

（3）不侵占航道净空，不影响港口航运，不干扰岸边航务设施，不受气候变化的影响，可以全天候越河通车。

（4）抗震能力与战时抗毁损能力相对较好。

3.2 劣势对比

从设计、施工及运营方面综合考虑，隧道方案与桥梁方案相比主要有以下几点劣势：

（1）从工程设计和建造技术要求上来看，修建过河隧道的技术要求要高于大桥。近年来，随着国内基础设施建设力度的逐步加大，国内已拥有一批水平高、经验丰富、实力雄厚的建设、监理和管理人才，并在过河隧道设计施工和管理方面积累了大量宝贵的经验，同时，施工设备配套，机械设备齐全，完全有能力完成过河隧道建设的要求。

（2）从目前国内外的实践来看，由于隧道施工为地下作业，水文、地质等方面不确定因素多，水下作业的技术难度和施工风险较大，容易追加项目的投资。

（3）从防水角度看，虽然隧道防水技术在不断的发展，但由于施工条件的制约，防水效果不可保证，会存在一定程度的渗漏水现象，施工和运营过程中隧道方案的防水问题将是该方案的弱点和难点。

（4）从安全角度看，水底隧道是一个封闭在水下的建筑物，一旦发生车辆碰撞交通事故或意外火灾就不如在地面上易于疏散人员和车辆。

（5）从运营维护角度看，隧道后期费用较高，几乎为大型桥梁的2～3倍，甚至更多。

3.3 方案比选结果

鉴于现状胜利路大桥和哲里木大桥两桥间距仅为2.1km，如果在两桥之间再建1座大型跨河桥，则严重影响西辽河河道景观和周边生态环境，因此，本次过河通道方案推荐采用隧道过河。

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4 隧道总体方案

鉴于工程影响范围内，有防洪堤、文化广场、辽河公园（大型雕塑2 处）和过河慢行通道。根据施工工法不同，初步拟定两个隧道过河方案。北岸洞口效果图如图2所示，南岸洞口效果图如图3所示，施工工法及其效益比较见表1。

表1 方案比选表

图2 北岸洞口效果图

图3 南岸洞口效果图

4.1 方案一（明挖）

隧道全线采用明挖施工，然后对西辽河两岸防洪堤、河北岸文化广场和河南岸辽河公园进行恢复。

4.1.1 工程总体布置

工程北起柳荫路与锡林郭勒路路口，自河北路以北入洞，向南依次下穿河北岸文化广场、河北路（防洪堤）、西辽河、辽河公园和通辽大街（防洪堤），在家和花园门前出洞，隧道单洞暗埋段全长1240m，北岸敞口段长80m，南岸敞口段长140m，标准断面为双向4车道。

4.1.2 横断布置

过河隧道断面布置可分为三段：北岸洞口敞口段位于文化广场内，两侧无机动车出行需求，敞口段断面采用双向6车道，洞口两侧不设置辅路；隧道闭口段位于河道内，断面采用双向4车道；南岸洞口敞口段位于居住区内，两侧有机动车出行需求，敞口段断面双向4车道，洞口两侧设置辅路及人行道，辅路断面采用双向2车道。

4.1.3 纵断面设计

控制因素为河道冲刷线。隧道纵断整体呈U形，全线最大纵坡3%，最小纵坡为0.5%。

4.2 方案二（明挖+暗挖）

隧道过河段采用明挖施工，隧道下穿两岸防洪堤、辽河公园和文化广场段采用暗挖施工。为满足暗挖覆土要求，隧道需加大埋深，河北路（防洪堤）、辽河公园、通辽大街（防洪堤）等主要控制点最小埋深不小于4.5m。全线最大纵坡5%，最小纵坡0.3%。纵断线形指标较差，局部敞口段需要罩棚。

4.2.1 工程总体布置

工程北起柳荫路与锡林郭勒路路口，自河北路以北入洞，向南依次下穿河北岸文化广场、河北路（防洪堤）、西辽河、辽河公园和通辽大街（防洪堤），在家和花园门前出洞，隧道单洞暗埋段全长1200m（明挖段900m，暗挖段长300m），北岸敞口段长80m，南岸敞口段长110m，标准断面为双向4车道。由于隧道下穿辽河公园内，本次设计采用暗挖施工，鉴于双线隧道对覆土要求更低，因此，辽河公园内推荐采用双线方案，同时对工程范围内的过河慢行通道、雕塑进行加固。

4.2.2 横断布置

过河隧道断面布置可分为五段：北岸洞口敞口段位于文化广场内，两侧无机动车出行需求，敞口段断面采用双向6车道，洞口两侧不设置辅路；隧道闭口段位于河道内，断面采用双向4车道；南岸洞口敞口段位于居住区内，两侧有机动车出行需求，敞口段断面双向4车道，洞口两侧设置辅路及人行道，辅路断面采用双向2车道。

4.2.3 纵断面设计

控制因素为河道冲刷线、两岸防洪堤、辽河公园等。隧道纵断整体呈W 形，全线最大纵坡5%，最小纵坡为0.5%。

4.3 施工工法

4.3.1 明挖法

陆上场地开阔段可采取放坡明挖施工，河道内可采用围堰明挖施工。场地条件受限可采取支护明挖施工。降水方案需根据地质勘察报告确定。

优点：工期短、造价低、施工安全隐患少。缺点：破坏河北岸文化广场和辽河公园及公园内部大型雕塑，社会影响大。

4.3.2 暗挖法

暗挖段双连拱断面开挖尺寸21.21m×10.47m，双线单洞净跨9.25m，净高9.77m，主体结构采用复合式衬砌，初衬采用350mm厚喷射混凝土，二次衬砌采用现浇混凝土，超前支护采用Φ108大管棚加小导管支护。

综上所述，本次设计推荐采用方案一，即全线采用明挖法。

5 结束语

西辽河过河隧道地处寒冷的冻土地区，作为通辽市一项大型的综合市政工程，也是下穿西辽河的第一条水底隧道，设计过程中需统筹兼顾施工、后期运营等因素。工程前期通过优化选线规避不必要的拆迁，同时加强宣传以降低施工期的不利社会影响。作为北方地区鲜有的过河隧道，其前期论证过程可为类似项目提供宝贵经验和参考价值。