苏锡常南部高速公路穿太湖工程方案研究

苏锡常南部高速公路穿太湖工程方案研究

陈国佳

江苏森尚工程设计研究院有限公司,江苏 南京 210000

摘要：在满足路线总体走向的前提下，高速公路工程方案需要满足太湖建设条件的基本特点。本文以苏锡常南部高速公路工程为研究对象，考虑了环境适应性、景观协调性、行车安全性、防洪影响与工程经济性等多目标决策因素，提出了全隧道方案、全桥梁方案及桥隧组合方案进行方案比选。在多目标综合决策的基础上推荐出最优方案，为其他同类型工程实践提供了参考价值。

关键词：高速公路；太湖工程；多目标决策；方案比选

1 工程概况

苏锡常南部高速公路全线长约43.8km，采用六车道高速公路标准建设。穿太湖工程位于太湖梅梁湖地区，线路全长超过10km。太湖属于国家级风景名胜区和生态保护区，同时也是流域重要的调蓄湖泊。工程方案对比研究必须立足于景观、环保、防洪等综合因素。同时，由于项目规模宏大，工程方案也必须考虑建成后运行，尤其是交通运行安全问题。

从总体设计角度出发，考虑到地区特点，拟定了三大工程方案，为全隧道方案、全桥梁方案、桥隧组合方案。

2 太湖工程方案

（1）全隧道方案

本工程从马山穿越太湖至南泉，推荐采用围堰施工的明挖法隧道。越湖段隧道长度为11000m，路线在马山侧避让太湖金色水岸别墅区，于其南侧下穿既有的陆马公路，在梅梁路近大堤处穿越进入太湖，路线在湖中采用组合的平曲线，在避让了南泉侧太湖沿岸的粮河渚和小庙渚后，于玉兔山和横港的空档处穿越接地顺接陆域主线接线道路。陆域主线平行太湖岸线拐向东北，在避让了南泉镇后接上既有的环太湖高速公路并设置环太湖互通枢纽。如图1所示。

图1  全湖底隧道路线示意图

（2）全桥梁方案

太湖大桥全桥方案桥梁全长10700m，像丝带一样蜿蜒于太湖湖面，按桥梁所处区域，可划分为马山陆域桥梁、湖区桥梁、南泉陆域桥梁。马山陆域桥梁长640m（包括跨十里明珠堤桥梁与跨陆马公路桥梁），南泉陆域桥梁长390m，其余湖区桥梁长9670m，湖区长度占到全桥总长的90.4%，因此太湖大桥主要由湖区桥梁组成。从桥梁景观、通航安全出发，太湖大桥在湖区距离两侧堤岸一定位置各设置了一座通航孔桥梁，分别为马山侧通航孔桥梁、南泉侧通航孔桥梁。太湖大桥规模宏大，桥梁跨径以中等跨径为主，桥下大部分区域均满足四级航道通航要求，非通航孔桥梁为全桥工期控制点；通航孔桥梁主要为景观点缀作用，同时为船舶通行起到定位、方向标的作用。

图2 独塔斜拉桥方案

图3 连续梁桥方案

（3）桥隧组合方案

西桥东隧组合方案相对全桥方案减少了桥梁长度,维持了南泉河湾区、近湖岸区的景观原貌，避免了桥梁构造物对湾渚景观可能产生负面影响的风险。西桥东隧组合方案相对全隧方案减少了约53%的隧道长度，较大提高了通道通行能力，大大减小了突发事故的发生概率与事故次生灾害的危害程度，更利于隧道内行车安全、事故救援、日后营运管理；从隧道全寿命成本来看，不仅节省了前期工程造价，也大大减少了后期运营费用以及灾害损失；由于马山登录侧城镇道路复杂，采用桥梁跨越，更利于地方路网联接。桥隧结合部人工岛的布置实现了桥梁段与隧道段的连接，提供隧道救援、养护的场所，布置隧道运营的必要设备、以及安全救援设施，若条件允许可以兼以观光的功能。湖区桥梁长约5.7km，隧道长约4.9km，人工岛路线方向长0.85km左右。

图4 桥隧组合方案线位

3 方案对比

3.1比较原则

由于本项目跨越太湖湖区，距离长且环境景观要求高，存在多种方案的比选。不同跨越方式各有利弊，本次在比选时必须遵从一定原则，将从以上几个方面对工程方案进行综合比较，进行多目标决策，从而提出经济合理、技术可行的推荐方案。

（1）环境适应性分析：首要考虑的是工程项目对周边生态环境的影响，比较工程方案施工阶段和运营阶段对周边地区环境的影响。

（2）景观适宜性分析：考虑不同工程方案建成后的美观性和景观性；比较工程方案实施对周边地区环境的影响。

（3）运行安全性分析：比较工程方案运行期间的行车条件、交通安全风险，以及交通事故下应急救援条件。

（4）防洪影响分析：比较工程方案对太湖湖流的影响，以及对太湖库容的影响，分析不同工程方案对太湖防洪的影响。

（5）建设条件分析：结合地区建设条件，考虑所处的地质条件，比较不同工程方案对建设条件的适应性和工程可实施性。

（6）工程技术风险分析：比较不同工程方案的施工安全性和工程技术风险程度。

（7）工程经济性分析：比较在相同起讫点范围内，不同工程方案的经济性。

（8）运营养护分析：比较营运和养护维修条件。

（9）其他方面的影响：运营期对渔业等方面的影响。

3.2方案比选

通过上述各种因素的分析，进行综合比较，比较因素可分为两类，刚性因素和弹性因素，刚性因素有生态环境适应性、景观影响、防洪影响三个方面，其余方面均为弹性因素。

生态环境适应性方面，全隧道方案仅施工期，对太湖湖流产生影响，建成后对湖流不产生影响，尾气需集中排放，排放总量较大；全桥梁方案施工及建成后，对太湖湖流产生一定影响，从而影响太湖自净，建成后桥面水需集中处理，处理量较大；桥隧组合方案施工期间对太湖湖流影响小于全隧方案，建成后桥面水及隧道部分尾气需集中处理与排放，总量较小。

景观适宜性方面，全隧道方案保持原有太湖的自然风貌，不产生人工痕迹，对景观影响的风险较小；全桥梁方案难以掩饰人工的痕迹，虽然可能产生新的景观，但对景观影响的风险较大；桥隧组合方案结合了桥梁和隧道的长处，既降低了影响景观的风险，又增加了观赏风景功能。

防洪影响方面，三个方案对太湖水位影响均不超过0.1cm，全隧道、全桥梁、桥隧组合方案分别需占湖面面积27亩、5.7亩、258亩。

注：“★”最优，“√”可接受，“×”不可接受。

注：“★★★”最优，“★★”良好，“★”一般。

考虑到太湖不仅是著名的风景旅游区，也是重要的保护水体，无论在景观和谐方面还是环境保护方面均应是决定工程方案的重要因素，本项目作为太湖地区的特大型工程项目更应注重对环境的保护和生态的和谐，尤其作为“百年大计”的工程，对今后这一地区的环境保护更应着眼长远。根据项目地区特点的要求和相关法律规定，工程方案必须同时满足生态环境适应性、景观影响以及防洪影响等要求，根据风景、水利和环保等部门行政许可意见，以及方案比较结果来看，只有全隧方案可以同时满足生态环境、景观影响和防洪影响的刚性要求。经过综合比选，越湖工程方案推荐采用全隧方案。

4结语

经过多方面综合比选，最终以全隧道方案设计，但是全隧方案在运营安全风险最大，因此，需要在工程方案和管理设施中充分考虑应对措施，同时，未来运营管理对策和预案也需要充分考虑。

目前，该项目已部分通车，在沪宁间新增了一条高速通道，缓解目前沪宁高速无锡、苏州段的拥堵，对促进沿线苏锡常城市发展、加快推动长三角一体化具有重要意义。

参考文献：

[1]陈国佳,彭广银. BIM技术在苏锡常南部高速公路工程设计应用[J]               城市道桥与防洪，2022,(01):221-225.

[2]王梦恕,深广中通道东隧西桥方案和全隧方案比选[J].隧道建设,2015,35(05): 387-395

[3]林志良,泉州湾跨海通道工程桥隧组合方案介绍[J]. 公路交通技术. 2006,(05): 97-101

[4] 戴玥,太湖隧道风塔景观设计前期研究[J]. 绿色环保建材. 2017,(03): 65-66

作者简介：

陈国佳（1985-），男，高级工程师，工学硕士，从事高等级公路设计工作。

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