赖远秋
上海市隧道工程轨道交通设计研究院 上海 200235
摘要：深圳地处粤港澳大湾区核心，对标世界级湾区的发展路径，经济融合发展是以基础设施互联互通为前提，深圳在逐步加强地下道路建设，提高人员出行效率和资源流通整合。正在建设中的望海路地下快速路工程规模大、技术难度高，代表着国内地下快速路建设的最高水平，引领者国内城市地下道路建设的发展方向。
关键词：地下快速路；城市核心区；交通；出入口；大盾构；隧道工法
1 概述
1.1 项目背景
望海路快速化改造工程位于深圳市南山区招商蛇口、后海城市核心区，工程西起兴海大道，向东经太子湾、海上世界、东角头、后海及深圳湾口岸片区至东滨路-沙河西路立交南端终止，服务后海、蛇口、赤湾和前海等功能组团。工程改造全长8.24km，含新建地下道路与地面道路改造 ，同步新建兴海大道综合管廊。地下快速路全长 7.64km，微波山以西段采用明挖法施工，长0.96km，矩形单层断面；以东段采用明挖+盾构法施工，其中明挖段长1.41km，为矩形双层断面，盾构段长5.27km，为单洞圆形双层断面，管片外径15.7m。
望海路快速化改造后为复合通道，构建南山半岛“U形”快速环路，地下快速路作为南山组团快速环路系统的重要组成部分，主要承担前海蛇口自贸区对外快速交通服务。
1.2 主要技术标准
根据《城市地下道路工程设计规范》（CJJ 221-2015），结合道路的功能需求，确定道路标准为城市快速路，小客车专用道，60km/h，双向4-6车道单车道，宽3.25m，2.5m连续式应急车道，净高3.5m。
2 建设条件
2.1 现状用地及路网
现状道路红线宽度仅30～36m，场地狭窄，交通疏解困难；两侧有大量建构筑物（高层住宅、地下室、商业小区、学校、公园），环境敏感；沿线管线众多，改迁难度大。部分道路为蛇口老城区主干路，曲线半径仅200~400m，16m级大盾构线路布置局促。
2.2 沿线建构筑筑物及重大管线
沿线分布轨道12号线及出入段线、2号线、13号线等，同时沿线分布有较多环境敏感点及建（构）筑物，如深圳湾口岸、歌剧院、南海酒店、希尔顿酒店、双喜花园、南海玫瑰园、招商局大厦、蛇口艺术博物馆、伍兹公寓等。
2.3 工程地质及水文地质条件
沿线地层从上至下有素填土、填石层、杂填土、填砂、淤泥层、淤泥质粘土、砂层、黏土层、砾质黏性土、全～微风化花岗岩、混合花岗岩等，地质条件复杂，岩面起伏大。隧道穿越的岩土层种类多、强度差别大，在大部分里程段中、微风化岩隆起进入盾构开挖断面，上软下硬特点突出，存在富水性砂层、断层、基岩突起等不良地质。
3 工程设计方案
3.1 平纵横设计
主线西起兴海大道，在松湖二路北侧入地，沿兴海大道至望海路向东，依次下穿南海大道、太子湾核心区、微波山、海上世界、后海大道、中心路河、深圳湾公园，在东滨路立交前接地。盾构段平面最小半径520m，半径520～600m长度共2.7km，小半径曲线占盾构全长48%，明挖段最小半径159m。主线盾构段最大纵坡5%一处，明挖段最大纵坡4.7%。横断面布置为0.5m路缘带+（3.25×3）m机动车道+0.5m路缘带，主要为上下层单洞圆形和矩形叠层隧道。
3.1-1 地下快速路平纵横布置图
3.2 隧道工法选择
对明挖法、矿山法、盾构法的技术特点深入分析，从技术可实施性、周边环境影响、交通疏解及管线迁改、施工风险、施工效率及工期等方面分三段进行隧道工法适应性分析，推荐以各方面均具有明显优势的盾构法为主，盾构隧道占比70%，极大减少了明挖影响范围。
3.3 隧道出入口设计
望海路为“地下快速路+地面主干路”复合快速系统，结合路网功能定位及交通流量预测，沿线共设赤湾六路、太子湾、海上世界和后海大道4对隧道出入口，在太子湾预留一车道妈湾方向接口，在后海大道增加联络道连接歌剧院地下车库，总体实现地下与地面交通转换。
3.4 隧道结构设计
3.4.1 明挖主体结构设计
暗埋段为单层或多层现浇钢筋混凝土箱型结构，结构外包宽度8.5~46.7m，结构外包高度6.5~31.7m；侧墙、顶、底板厚度主要为0.7~1.6m，中板厚度主要为0.55~0.7m；抗浮不满足要求时在底板下设置抗拔桩。
3.4.2 盾构法隧道结构设计
盾构管片外径为15.7m，内径为14.4m，管片厚度0.65m。鉴于存在较多小半径曲线，推荐1.5m及2m两种环宽管片。推荐采用1封顶块、2邻接块和7标准块的分块方式，采用斜螺栓连接。
3.5 隧道通风系统
隧道采用射流风机诱导型纵向通风分段纵向排烟方式，通过工作井将隧道分为三段，每段通风区段长度均不大于3km。火灾时烟气在射流风机的作用下，从火灾点开始，沿指定方向（一般是行车方向）以大于临界风速的速度流动，至隧道洞口排出。西侧洞口附近为多处住宅，东侧洞口附近为生态公园，两侧洞口对空气质量均有较高要求，故采用空气净化方式设计。
4 工程技术特点
本工程建设条件复杂，通过深入研究技术方案，结合施工实际，制定了技术经济合理可行的工程方案，具有以下特点：
（1）大盾构线位布置及单侧叠层匝道
隧道线位适当借用公共用地，以满足大盾构掘进转弯半径要求；海上世界出入口匝道采用单侧叠层布置，通过优化交通组织措施，满足匝道左入交通需求及行车安全。
图4-1 优化后匝道左入交通组织图
（2）管廊与隧道集约布置
为充分开发与利用地下空间及减少二次开挖及实施难度，同步新建兴海大道综合管廊，部分管廊与隧道结构共基坑开挖合建，部分管廊与隧道匝道地层布置。
（3）道路红线网格密集路段出入口布置
网格密集路段空间局促，为避免隧道出入口接地距离交叉口过近产生拥堵，接地后渠化段由单车道调整为双车道，增加了车辆排队长度；利用大数据手段调整该路口的绿信比，提高隧道出口绿灯时间，确保路口不拥堵。
（4）复杂建设条件下选择合适的工法
综合研究周边建设条件增加盾构实施范围，可有效降低交通疏解及管线迁改工程量，降低社会影响。
（5）超大直径盾构选型、上软下硬地层及长距离硬岩掘进设计关键技术应用
盾构机选型从刀盘刀具、刀盘驱动装置、盾构壳体、推进系统、泥水输送系统、碴土改良系统、盾尾密封油脂系统、自动测量系统等多方面改良，从而适应本工程地质条件，保持开挖面稳定。在盾构参数的设计与选型、刀具配置选择与组合、同步注浆的控制等方面着手，制定合理的掘进方案。
（6）长大隧道防灾疏散与救援管理
在工程的安全性、隧道建筑防灾体系、通风安全保障体系、给排水、消防体系、监控系统、应急照明系统、隧道管理中心等方面系统考虑灾害情况下人员疏散、救援的便捷与可能。
（7）隧道运营管理中心合建
本隧道运营管理中心拟与深圳湾枢纽控制中心合建，以节约用地及工程投资。区域重大交通设施应在规划阶段统筹考虑预留，更好地发挥规划先行作用，从源头上节约建设成本。
5 结束语
本文通过结合工程建设条件、交通功能需求、隧道施工安全及风险等因素，对望海路地下快速路平纵横断面设计、隧道工法选择、出入口设计、隧道明挖及盾构结构设计、通风系统等总体设计方案进行研究分析，最终确定适合城市核心区、技术经济合理可行、施工安全风险可控的超大直径盾构隧道设计方案。本文通过介绍其思路以及工程特点，供类似工程设计参考与借鉴。
参考文献
[1]刘韵.城市地下快速道路建设动因分析[J].地下空间与工程学报，2006，2（8）：1293-1296.
[2]深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司.望海路快速化改造交通详细规划[R].深圳：深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司，2018.
[3] CJJ 221—2015，城市地下道路工程设计规范[S].