日本东京中央环状新宿线工程特点

1、日本东京中央环状新宿线工程特点第29卷第4期2009年8月中外公路257文章编号:16712579(2009)o4025703日本东京中央环状新宿线工程特点刘友熳(江苏省交通科学研究院,江苏南京210017)摘要:现有日本首都圈道路网的弱点是3条规划修建中的环状道路不健全,无法承担疏散过境交通的作用,造成既存的都心环状线和都心区域道路交通拥堵现象严重.作为解决的对策,计划修建这3条环状道路,用以连接呈放射状形的9条高速道路,以改善整个首都圈的路网功能.处于中央环状线西段的中央环状新宿线是以地下隧道的形式修建的,它的断面采用双向双洞四车道.在这里,笔者利用在日期间参与日本东京中央环状新宿线部分路

2、段变更设计工作的机会,结合现场勘查和收集到的一些资料,对中央环状线工程特点进行简要的介绍.关键词:道路网;环状道路;交通拥堵;地下隧道;工程特点1项目背景基于以下的原因,包括中央环状道路在内的3条环状道路的修建迫在眉睫,而作为最内侧的环状道路中央环状线最先修建.(1)东京都道路网弱点之一,目前3条环状道路修建不全,使得其承担过境交通的快速通行能力低下.东京首都圈道路网特征是以9条放射线和与之相连接的3条环状道路为主的路网体系(图1).东北道制市,成田市羽田空港/毒亩癌第三京滨,图1东京都道路网概况已建成的9条放射线:常鉴道,东北道,关越道,中央道,东名道,第三京滨,湾岸道,东关道馆山线,东关道

3、水户线.未建成的3条环状线:首都高速道路环状线(简称中央环状线),东京外廓环状道路(外环道),首都圈中收稿日期:20081225央连络自动车道(圈央道),总里程为430多km.其中:环状道:连接东京各区的环状道路,长约47km;外环道:距离都心约15km地区而连接的外环道,长约85km;圈央道:距都心4060km而连接的圈央道,长约300km.(2)东京都道路网弱点之二,目前唯一能起到疏散过境交通作用的都心环状道路处在十分靠近都心的位置,使得过境交通集中到都心区域,造成都心区的道路交通拥堵现象严重.现有连接各放射形高速道路的都心环状公路,设在非常靠近都心位置上,在都心环状线上汇集了大量的交通流

4、,而且行驶在环状线道路上6o的交通车辆,都不是以该环状线上某个地点作为目的地,而是利用它过境驶入其他放射形的高速道路,同时,由于没有别的路径可以利用,因此造成了都心环状线上车辆集中而出现交通拥堵的现象.基于这个原因,不仅使得首都道路网的通行能力低下,而且通往都心来(日本称为上行线)车辆为了躲避交通堵塞而驶入一般干线道路,这样,与首都高速道路接近平行的主干道和部分市内环状道路,经常出现交通混杂拥挤现象,更为严重的是,有些车辆还驶人了小区的生活便道,对社区生活和安全造成了负面的影响.根据调查分析,由于道路产生的交通拥挤与堵塞的问题,年间经济损失约l300亿日元.(3)东京都道路网弱点之三,现有的都

5、心环状线是占据河道和城市主干道修建而成的,严重影响人居258中外公路第29卷及生态环境.现有的都心环状线是采用高架桥的形式修建而成的,一些路段是采取占据都内河道修建,影响生态环境与景观环境,同时,很大一部分的路段都是占据城市主干道修建的,给沿线周边带来了一系列如噪音,震动,污染,空间压抑等方面的问题,严重影响人居环境.因此,要求撤除现有都心环状线的呼声很高,很多市民和团体都认为在3条环状线修建之后,要拆除现有都心环状线,用以构建新的适合于人居环境的基础设施(ig括道路,河川与街道周边).2中央环状新宿线工程的特点(1)穿越建筑与人口最密集而设在2040m深的地下隧道式环状道路,在世界上也是鲜为

6、少见采用地下隧道的方式来修建高速环状道路,主要原因有两点:第一,如果采用地面修建的方案,由于沿线周边分布有密集的建筑群,采取利用现有的山手线这条城市主干道来改扩建方案,或者采取高架桥的方案来修建,不管哪一种方案,征地撤迁与交通干扰都很大,且施工期问与竣工后对沿线周边带来了噪音,震动,污染等环保问题都难以解决;第二,采用浅层地下隧道的方式修建,考虑到地下浅层处埋设有诸多如电线,煤气管道,给排水管,通信线路等公共设施,干扰因素很大,难以解决如何交叉与穿越其他地铁等其他构造物的问题,同时,需要良好的对策来应对地基加固处理等技术问题.(2)首次在日本国内采用明挖法切开地下主体隧道技术主要在5个分合流部

7、和4个换气塔部实施切开隧道技术.为了防止切开主隧道而对构造受力与变形的影响,地下水生成等问题,在隧道内部先设置钢构支护后再切开隧道拱圈(图2,3).这样,在设计时,就需要进行反复论证,精心设计,同时需要采取合理的施工方图2隧道与出入口通道布设示意图公界钢构主拱圈切割部smw(部分钢板桩)smw.(内设置h钢)图3隧道主拱圈切割部位(单位:m)案及有效的安全管理措施.(3)在盾构法施工中,首次在日本采用回头挖掘施工技术(180.转弯)由于每台机器需要开挖1km才能够满足成本核算,要解决中央环状新宿线内很多的工区(标段)长度不及1km的问题,就需要让挖掘机来回开挖,使得每台挖掘机能够开挖2个并行的

8、主干隧道,采用这样的双洞开挖技术来提高效率,实现长距离开挖是没有前例的.为了实现让直径13m,重量约3000t的挖掘机180.转弯,要根据不同的地点,采取不同的回转技术,有的在挖掘机的底部,配置大量的铜球,有的设置带有钢球算盘式的活动支座来实施.不仅在水平区段,而且在大桥互通附近的标段,还存在上下移动的情况.盾构法施工掘进机回头转弯图如图4所示.图4盾构法施工掘进机回头转弯图(设置带钢球算盘式活动底座)(4)与其他地下构造物近距离交叉处理对策在新宿线区间内,地下既有构造物无处不在,仅地铁就有9条,其他的如电线,煤气管道,给排水管道等设置的数量很大,为了尽可能减少对这些埋设物的影响,调查,核实,

9、测量工作要精益求精.作为例子,在中野坂上交叉点附近的开挖工程,地上有山手线主干道和青梅街道交叉口,且交通量大,同时,在地下有东京地铁丸内线和都营大江户线在其下穿过,其中丸内2009年第4期刘友媛:日本东京中央环状新宿线工程特点259线在本线上方2.0m处穿过,都营大江户线在本线下方6.0m通过,特别是丸内线,其下部构造物底部与本线构造物异常接近,施工而产生的沉降量要求控制在1.5mm以内,这样,还需要对丸内线下部基础实施地基改良处理,采用4o个门形支撑结构,并把桩基布设到本线下方大江户线的侧部.对于在开挖过程中遇到生活设施管道,可采取吊装加固的办法来应对(图5).图5地面下3.sm处设置的生活

10、管道吊装情况(下水管道直径为2.4m)(5)在设计上采取良好的环境与安全对策不仅在地下,而且在地上与既有高速公路相连接的立体交叉桥部分,都采用很多新的工法.例1,在西新宿jct,首都高速中央环状线新宿线和4号新宿线相连接,同时在此处,甲州街道和山手大街也互相交叉,这样,就形成多路交叉复杂的立体构造,由于交通量大,安全施工受到严重的威胁,另外,针对环境保护问题,在新建的连接线两侧设置声屏障(隔音板),在桥下设置吸音板来降低来自其他道路的噪音,另外,对联络线的路面采用降噪沥青路面结构.例2,在大桥jct,设置2层螺旋状匝道,实现中央环状(涉谷线)与高速3号线涉谷线相连接,外观上采用封闭型无窗构造,

11、像一幢圆形的建筑物,实现与周围环境的协调(图6),同时,采用这样的构造,减少了图6大桥jet封闭型螺旋状匝道对外界的噪音扩散影响,加上对构造物顶部进行了绿化,对本段道路的环境改善与优化起到了良好的效果.其他环境配套设施有,配备有给气与排气设施,不仅承担输送新鲜空气,而且担负汽车尾气收集处理等方面的功能.这些隧道内的尾气经过脱硫,除尘等处理后由9个排气塔排出(图7),由于排气塔的高度大于100m,废气排放对沿线的环境不会造成影响.图7排气塔设置情况配备有最新的低浓度脱硫装置和电器集尘机,可以处理9o以上的no.和8o以上的浮游粒子物(smp)有害气体.而且带有消音装置的这些设备,在运转时对周边比如噪音,震动方面的影响几乎可以忽略不计.另外,隧道内的事故及消防等安全系统配备得十分完善.该环状道路建成后,将是一条功能较为齐全,安全性能良好,环境优美的道路.3结论(1)通过完善以放射线形道路为主,环状道路为辅的城市路网结构的方法,可为解决我国类似路网结构的城市交通拥挤问题提供良好的借鉴与对策.(2)为避免穿越人口与建筑密集地区而修建地下隧道的方式,解决了修建地上高架桥所带来的噪音,震动,污染,