武汉市政工程设计研究院有限责任公司
目前，我国市政道路与既有高速公路的立交形式主要有两种：一是上跨桥梁方式，二是下穿桥涵通道方式。
上跨桥梁方式对交通影响最小，但由于需要修建高而长的桥梁，受城市规划、景观及用地等条件的限制，施工总工期长，工程费用高，且上跨桥梁后期养护维修费用高。下穿桥涵通道方式由于用地少，城市景观较好，而逐渐被大量采用，能充分发挥市政工程良好的社会和经济效益。
本次以荆门市华科路下穿襄荆高速公路为例，简要介绍市政道路下穿高速公路的各种方案。
1 工程概况
襄荆高速公路北起襄阳市贾家州，经襄阳、荆门、荆州三市八县（市、区），南止于荆州市龙会桥，全长185.415公里，是国家规划建设的二连浩特至广州高速主干线（G55二广高速）的重要组成部分。襄荆高速公路设计为四车道全立交、全封闭，设计速度100 km/h，路基宽度为26m，现状交通量很大。襄荆高速现状为填方路基形式，路基填高约3.5m。规划华科路道路等级为城市主干路，设计车速50km/h，道路红线40m，双向6车道，与襄荆高速相交角度90°。
2 方案介绍
为尽量减少对襄荆高速公路运营的影响，力求合理的穿越襄荆高速公路，本次共提出四种下穿方案。
（1）方案一：下穿采用四孔闭合框架，高速公路保通采用临时道路导流
为确保高速公路通行安全，下穿路段全幅开挖襄荆高速，襄荆高速双向过往车辆改从导流道路通行。导流道路长约500m，路面宽26m，双向各2车道，中间设双面波形护栏隔开，两侧设置波形防撞护栏，路面两侧波形防撞护栏外设置实体围挡（可利用采光板围挡），路基两侧边沟处设置隔离栅防止行人进入。同时，导流道路需增加相应的交通标志标牌用于警示、指示、诱导交通。
闭合框架施工完毕后，再对高速公路路面进行恢复，恢复高速正常通行。
该方案最大的优点是在高速公路通过导流保持双向4车道通行时，可以对高速公路交叉处进行全断面开挖，施工工艺成熟稳定无风险。
下穿通道结构形式采用钢筋混凝土四孔闭合框架结构。根据道路设计要求，结构总宽40.4m，结构总高8.7m，底板厚1.2m，顶板厚1m，外侧墙1m，中墙0.8m。通道长度约37.0m。通道主体结构横断面图见下图：
图1 下穿通道效果图
具体施工步骤为：
①在高速公路东侧兴建临时道路，为保证通行质量，采用主干路标准；
②临时道路建好后，在既有高速上设置警示、导流标志和防撞设施，将车流引入临时道路，封闭交叉路段的高速车道；
③沿道路中线向两侧进行开挖，挖出道路断面后对边坡坡面采用80mm厚C20砼挂网护面；
④基底处理、浇筑垫层，支设模板现浇闭合框架；
⑤拆模并待闭合框架养护期满后，基坑回填，高速公路路面恢复；
⑥高速公路恢复正常通行，闭合框架内继续进行管道敷设、路面结构施工，照明吸壁顶灯、交通标志等附属设施安装；
⑦临时道路挖除，外部环境进行美化或恢复原貌。
高速公路导流临时道路示意如下：
图2 高速公路导流示意图
（2）方案二：下穿采用闭合框架，高速公路半幅开挖施工、半幅通行
下穿仍然采用框架涵形式，为减少修建高速公路导流道路对环境的影响、节约投资，对高速公路采取半幅开挖施工、半幅通行的方式，即“倒边施工”，半幅施工时开挖的基坑需采用灌注桩+内支撑支护。
具体施工步骤为：
①交通疏解，封闭半幅高速车道，施工围栏，平整场地；
②工程桩、立柱桩施工，部分监测点设置；
③开挖步骤一部分范围内的土，第一次土方开挖至第一道支撑垫层底标高，施工冠梁及第一道支撑，设置内支撑应力监测点；
④待第一道支撑混凝土达到80%设计强度后，继续开挖至第二道支撑垫层底标高，施工腰梁及第二道支撑，设置内支撑应力监测点；
⑤待第二道支撑混凝土达到80%设计强度后，继续开挖至基坑底；
⑥结构底板施工，底板与支护桩空隙处采用C35素砼回填，油毡隔离，待结构达到80%设计强度后，拆除第二道支撑；
⑦结构侧墙、内墙及顶板施工，周边空隙中粗砂回填，待结构达到80%设计强度后，除第一道支撑；
⑧拆除临时立柱，回填覆土，拔出型钢，施工永久路面；
⑨重复上述步序，倒边施工。
高速公路半幅通行示意如下：
图3 高速公路半幅通行示意图
（3）方案三：采用两孔框架涵，顶进法施工
本方案为下穿框架涵顶进施工法，设计采用2×16.75m两孔单箱单室箱。因襄荆高速公路在该段路基为约3.5m填方，需下挖路基施工。采用钢盾构平刃切土支护，中继间法顶进施工。
该方案施工时不需要对高速公路进行封闭，但为确保顶进施工安全，顶进过程中需对既有襄荆高速公路的交通进行临时交通管制，对行车具有一定的影响。
根据本工程现状条件，框架涵采用“钢盾构”法顶进，该方法在保留传统顶涵施工方法工艺的基础上，对框架涵顶进路基支护采用平刃切土，用钢构支撑架来保持公路坡比。框架涵的顶进采用中继间方式，框架涵分为三个节段预制顶进，节与节之间设中继间；基坑及框架涵根据现场实际情况采用井管降水。
施工工艺流程
框架涵预制—试顶—框架涵几何尺寸修整—搭设作业平台与跑道—盾构基地处理—盾构墩柱安装—盾构主梁安装—子盾构箱制作安装—盾构外壳制作安装—盾构内辅助系统安装—子盾构、立柱前土方人工开挖—中心土机械开挖—第一节框架与盾构顶进—第二、三节框架顶进。
顶进施工示意图如下：
图4 框架涵顶进施工示意图
（4）方案四：高速公路路改桥，半幅施工、半幅通行
襄荆高速现处于运营阶段，为求合理的下穿方案，减少对高速运营的影响，还提出盖挖法路改桥的施工方案。
将下穿位置的既有襄荆高速路基挖除，改成2×30m的装配式预应力混凝土小箱梁桥，本次华科路从桥下穿行。与方案二类似采用“倒边施工”，半边开挖采用拉森钢板桩支护。
具体施工步骤为：
①在桥位处对既有高速采取半幅既有交通封闭，车流引至另半幅；
②沿高速道路中心线另侧1m处全桥长范围内设置长12m拉森钢板桩，破除老路面
③在封闭的襄荆高速半幅路基上进行钻孔桩位放线定位，钻孔并灌注水下砼至盖梁底部1m以上部位；
④开挖盖梁部分土体，破桩头，检验合格，浇筑盖梁垫层砼，立模，绑扎盖梁钢筋，浇筑；
⑤开挖梁底部土体至梁底部以下，架设板梁，施工桥面；
⑥待完成砼养生，将襄荆高速另半幅既有交通引至桥梁上通行；
⑦拔出钢板桩，施工剩余一幅桥梁；
⑧解除襄荆高速交通管制，恢复既有交通；
⑨施工位于襄荆高速小箱梁桥下的路基、路面工程，对墩柱进行表面装修。
施工过程示意图如下：
图5 施工效果示意图
3 方案比选
以上四个方案各有利弊，优缺点列表如下：
方案比较表
综合比较，因为方案二、方案四对高速交通运行影响很大、时间很长，易造成堵塞和事故，故不推荐；而方案三因为施工工艺复杂、对施工技术水平要求高，费用也高，故也不推荐。华科路下穿襄荆高速公路暂定采用方案一：即下穿通道采用4孔闭合框架，高速公路通行采用临时道路进行导流。
4 结语
本文所述方案，均为下穿高速公路常用方案，供大家阅读和参考。不同工程、不同条件所采用的方案应不同，不能一概而论。
论文作者:雷云
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/28
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