【《某高速公路隧道工程的方案比选说明案例概述》5500字】

第页某高速公路隧道工程的方案比选说明案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u3742某高速公路隧道工程的方案比选说明案例概述 190751.1概述 1270111.2选线原则 1268421.2.1线路方向的选定 163231.2.2决定线路方向的主要因素 2225891.3隧道位置的选定 2251691.3.1地形条件 320961.3.2地质条件 3122101.4线路方案比选 3321251.4.1方案比选的要点 3225571.4.2方案比较及确定最佳方案 41.1概述位于陕西省延安市延川县延川镇的徐家峁高速公路隧道，是修建本段高速公路时的控制性工程，线路设计时速为120km/h，为上、下行分离的双向四车道高速公路分离式隧道。在线路经过的区段，山川交错、沟谷纵横，地势起伏不定，围岩和地质条件复杂多变，线路经过区段的岩石分布主要为微风化花岗岩、泥岩和砂质泥岩。区域内降水量多，大气降水是地下水层的主要补给来源，植物生长覆盖茂密，山体平均海拔较高，山坡陡峭险峻，沟大谷深，地表水流量大且通畅顺达，常见的自然灾害有崩塌、落石、滑坡和泥石流等，会在一定程度上影响线路的施工建设和后期的运营养护。1.2选线原则在选择公路隧道的线路时，必须首先充分调查当地的工程地质、水文条件、气象条件、自然环境等方面，并依据地形地貌特征，结合线路经过区域的气候特点综合确定平纵线性指标，最后选定的方案既要满足节约工程量的预定目标，又要求方便后期的运营和养护。1.2.1线路方向的选定在选择线路方向时，要考虑的内容包括以下几个方面：设计方案对公路隧道起终点的要求，线路必须经过的区域、修建该条线路的作用和意义，还有该条线路会在整个道路交通网中起到什么作用；修建的这条线路完成后预计近期和远期的交通量，还有通过该线路运输的客货流量等基本经济资料；该条线路在运营时，要与与邻近铁路运输、水路运输、飞行运输等运输方式相互配合，并且承担起相应的任务；要求该条线路和国家工况点之间应紧密联系，要求该条线路应满足国防要求；要求认真勘察分析研究该条线路的地形图、地质水文、气象资料、自然灾害和地震发生的可能行。本区段道路从起点到终点的整条线路，沿途首先经过前马沟村，然后通过后马沟村、白家塬村和侯家塬村，接着经过辛家沟村、樊家塬村，最后终点的附近就是安家塬村。在综合考虑确定线路方案前，首先要研究拟修建的道理是否能够促进沿线村庄的经济生活的发展和提高，其次还要估计村庄拆迁时的工程预算，以及房屋拆迁对于线路施工工期的影响，一般来说，线路的施工会对周围的自然环境产生一定的影响或者破坏，要加以考虑。线路的施工修建一定要满足国防的要求，以及现有的施工条件和机械施工设备，还有施工的难易程度等因素，应把这些对线路选定产生影响的各种因素全部考虑后再决定线路的走向。1.2.2决定线路方向的主要因素（1）沿线路走向地形的影响。该线路通过的区段地势起伏不定，山川交错，沟谷纵横，沿着低洼的河谷展开线路，遇到高大山脉即开挖隧道，以此穿越地形上的障碍。（2）确定大型结构物的位置，通常条件下，要遵循“路随大桥长隧”的原则选定重要结构物的位置，设计方案为高等级公路时，首先要考虑整体的路线线性，再进行选定。（3）选定如何通过或经过重要的城镇，研究分析选定的线路是否能给沿线城镇的经济带来提高。（4）选定通过的工况点，选择的线路要求靠近村庄而不进入村庄，估计村庄拆迁时的工程预算，以及房屋拆迁对于线路施工工期的影响。（5）要考虑拟建线路对客货运输的影响以及对于运量的影响。（6）地质地貌对线路选定的影响。要求勘察分析选定的线路沿线的地质情况，考虑可能发生的不良地质情况，如滑坡、崩塌和泥石流等情况，可能会造成隧道施工开挖的难度加大，后期的运营与使用安全均会受到一定的影响。（7）考虑现有的施工条件的限制，及拟建道路的主要技术标准等因素。1.3隧道位置的选定在决定公路隧道的布设位置时，应初步拟定两至三个合理科学的比选方案，然后在考虑各项因素的影响下，研究分析这几个比选方案的优缺点，确定出推荐方案和比较方案，接着按照设计方案中已有的技术资料，在已确定的隧道方案的基础上，进一步详细地分析研究得出隧道位置的最佳方案。1.3.1地形条件在隧道越岭位置的选择确定时，首先应该对设计方案进行大范围的研究分析，隧道可能穿过垭口的时候，要利用山体坡度的不同以及进口和出口标高的差异，分析研究后选出几个不同的展线方法，然后确定出数个越岭隧道的设计方案进行进一步同等的研究计算。因为地质地貌和水文情况对山区河谷造成了较大的影响，地质地貌复杂多变的情况普遍发生，在山区河谷地区中，这种现象发生的尤其显著，在这些地区，时常出现蜿蜒曲折的河流和发育良好的沟谷，并且水流湍急、支沟密布，在山区河谷地形的岸边，分布着对称或不对称的台阶地型，两岸山坡陡峭险峻，植被覆盖茂密，裸露的岩体风化程度较深，因此在山区的气候状况较差时，常常会发生各种不良地质灾害，如落石、崩塌、滑坡、泥石流等。沿河谷展线的时候，在沿河傍山的线路区段，由于山体陡峭、发育显著，且地形地质状况非常复杂，大多采用隧道穿越山体通过。采用隧道形式通过的时候，可能会出现线路内靠不够的情况，这导致很多隧道发生洞壁较薄、浅埋和隧道偏压的问题，很多时候还需要增加洞口段的明洞工程，从而增加隧道施工的工程量；另外，水流的冲刷也会给隧道带来较大的危害，以及隧道会穿越各种不良地质地段。这就会导致很多问题的出现，如线路扭曲、隧道数量大且长度短、桥隧相连时桥梁工程增多、支挡构造物增加等，而且又不能从根本上避免塌方落石的危险。根据隧道工程规范中的相关规定，路线以隧道形式通过时，路线要向山体内侧移动。1.3.2地质条件在隧道具体位置的选定时，起决定性作用的大多是地质情况。隧道位置的选择，要求隧道穿过岩层岩性好和稳定性高的的地段，与之相反，如果隧道的位置选定在岩层围岩破碎松软、节理发育且有断层的地段，隧道的施工及运营都会受到很大的影响，选择地质条件好的地段也可以起到节约工程经费的作用。要求尽量避免穿过岩层岩体特性不好的地段，以及断层破碎带或者地下含水层，一般来说，这些地段的水文地质状况较为复杂，工程特性很差，穿越这些地段时往往会给隧道设计和施工运营带来极大的困难，同时隧道的使用性能和安全状况都会受到一定程度的影响，隧道洞室出现病害的可能性也会增加。假如必须穿越这些地段而不能绕过，可以考虑减小隧道长度，使用的隧道施工方法也要更加安全和可靠，从而得以保证隧道作业的顺利和后期隧道营运使用时的安全。1.4线路方案比选1.4.1方案比选的要点（1）线性的设计应该顺应地形的走向，适当减少工程量；（2）线路的工程投资要经济合理，避免不必要的投资；（3）线路工程的稳定性较好，驾乘人员的行车安全性高；（4）线路的施工作业难度不大，且后期的养护比较简单；（5）线路的设计和当地的自然景观相协调，驾驶员行车舒适安全；（6）施工时用地节省，对附近居民的生活影响较小：（7）线路的施工和运营能够带动周围城镇的经济，同时还具有一定的政治意义。要求参考上述几条要点，综合分析后再进行方案比选。1.4.2方案比较及确定最佳方案该条线路的修建能够有效地缓解当地的交通运输问题，使地区间的交流更加密切，线路贯通后，客货运输成本也将减少，运输时间将大大缩短，同时能够带动沿线地区的经济发展。在勘察设计和综合计算分析后选定三个比选方案。方案如下：方案一：隧道群方案。该条路线的主体部分是隧道（隧道总体长度6660m，隧道占路线总长的比例为61.52%）和桥梁（桥梁总体长度2915m，占路线全长的比重为26.93%），该方案中线路由于隧道和桥梁数很多，大大增加了施工作业的难度，工程量和造价也急剧升高。该条线路的起点在下驿村附近，途中经过下驿村、后马沟村、白家塬村和樊家塬村，最终到达靠近安家塬村的地方，线路中共设计有七条隧道，其长度分别为650m，1000m，435m，2650m，1350m，550m，675m。该条线路的线性从整体上看平滑、顺直，路线中仅有一个圆曲线，。方案二：绕线桥隧结合路基方案。该条线路的主体部分为隧道（隧道群的总体长度6605m，占路线全长的比重为59.82%），该条线路共设计有三条长隧道，分别设置一条长隧道于线路起点与终点的位置，另一条长隧道设置于线路的中间。起点附近的魁星楼隧道的设计长度为1345m，终点处的安家塬隧道的设计长度为2315m。路线中间的白家塬隧道长度为2945m，该条隧道为本线路的控制性工程。除此之外，本方案中剩余线路结合桥梁，沿着平顺的山区沟谷展线，进行填方或者挖方，修建路基，方案中桥梁总体长度为1620m，该条线路设置的圆曲线不多，整体线性平顺直达。方案三：绕线隧道结合路基方案。在线路设计时，线路方案大量设计为路基，从起点开始到终点，沿着地形图上的等高线尽可能多地在山区沟谷地区展线，线路上设计有两条长隧道和一条短隧道，包括了庙塬隧道、安家塬隧道和辛家沟隧道，其中庙塬隧道长度为2300m，安家塬隧道长度为1625m，辛家沟隧道长度为425m，桥梁数量少，且桥梁长度占线路总长的比重很小，仅有1.82%。从整体上看，线路的线性较差，圆曲线半径均接近极限最小半径，由于该地的地形地质条件差，以及路基工程量大，导致填挖方工程量急剧增加，经济指标较差。路线方案比选表表2-1项目方案一方案二方案三线性指标交点个数（个）134小于一般最小半径（个）003最小半径（米）55001000810平均半径（米）55001233858最大纵坡（%）1.201.151.32工程数量线路总长（米）108251102112414隧道数（条）733隧道总长（米）666066054350桥梁数（座）622桥隧总长所占比例（%）88.4573.7237.86施工难度围岩级别ⅣⅤⅣⅢⅣⅤⅤⅣ断层数（个）211填挖方小中大施工进度慢中快弃渣很不方便方便方便营运及养护费用高较低低旧路利用无部分部分环境保护填挖方量不多，能保持较稳定的边坡和仰坡，隧道穿过山体时，存在很多浅埋段，产生较大的山体扰动，总体上来说，对当地的自然环境影响小。填挖方工程量较少，无大刷大挖情况，能保持较稳定的边坡和仰坡，隧道穿过山体时，基本无浅埋段，围岩情况良好，有着稳定良好的生态环境。由于地形条件差且路基数量巨大，导致填挖方工程量急剧增加，有着大量的高填深挖的路堑路基，施工时会对对当地的生态环境造成很大的破坏。工程病害较多的地段靠近陡峭的边坡，发生崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害的可能性很大。路线方案的长隧道较多，占全长的比重大，高填深挖的工程量较小，对山体原本的边坡和自然环境影响较小。路基工程量巨大，且路线大多存在有陡峭的山嘴，泥石流、崩塌和滑坡等自然灾害频发，影响着道路质量和行车安全。隧道功能从整体上看路线线性平顺、直达，而且总长度最小，驾驶员行车的安全性和舒适性都很好；客货运输的成本和时间都大大降低；客货运输时具有很好的隐蔽性、受自然条件的影响较小，同时能够满足国防需要。但隧道和桥梁数量多，路线造价太高从整体上看，整条线路顺畅、直达；路线的交点数量不多，线性指标好，驾驶员行车的安全性和舒适性都很好客货运输的成本和时间都大大降低，线路施工完成后能够有力的带动附近城镇的经济增长，且路线整体造价较低。但线路施工时需要拆迁大量的房屋。整条路线造价较低，但交点数目多，曲线半径大多小于一般最小半径，路线线性指标差，填挖方量多，导致边坡工程巨大，驾驶员行车的安全性和舒适性都不好，不能满足行车速度的要求，容易受到自然条件的影响；但能够拉动周围城镇经济的增长。总结1.从线性指标来看，方案1的交点数量最少、小于一般最小半径的个数为0，且最大纵坡最小，整体上看线性指标最好；方案2的交点数量适中，路线纵坡适中，而且圆曲线半径均大于一般最小半径，从整体上来看，方案2的线性指标也比较好；但方案3的交点数量较多，且有3条圆曲线的半径小于一般最小半径，整体线性很差。1.从工程数量上看，方案1设计了包含七条隧道的隧道群，路线的总体长度虽然最小，但桥梁和隧道工程量巨大，占比达到了路线全长的88.45%，导致整条线路的造价急剧升高；方案3设计的隧道总体长度最短，但也设计了两座桥，由于沿等高线展线建造大量路基，导致高填深挖的路堑和路基工程量巨大，从整体上看方案3的工程数量以及造价也较大；对比来说，方案2设计的路线总体长度虽然较长，但总工程量不是太大，可以认为是较优方案。3.从施工难度上看，方案2设计地段的围岩条件最好，填挖方的工程量比较小，施工作业进度快，弃渣较为方便，是较优方案；方案1和方案3的围岩等级大多为以Ⅴ、Ⅵ级，较差，且方案1设计路线经过的地段存在不少的断层，弃渣很不方便，而且方案3由于施工大量路基，填挖方量巨大，相比较而言，方案2为较优方案。4.对于营运及养护费用，对于方案1，由于施工的工程量大且桥隧比例高，导致后期的运营和养护的成本也随之升高，而方案2和方案3较低。5.旧路利用，方案1几乎没有利用旧路，而方案2和方案3均有旧路利用。6.从环境保护上来看，方案2比较环保，能够较好的保护原有的植被和野生动物。方案1的路线设计因为存在长大隧道，对山体的扰动更加明显，对环境的影响更大，方案3设计的路基填挖量巨大，对自然环境的影响也很大。7.从工程病害上看，方案3的路线将会出现较多、较严重的病害，方案1和方案2病害较少，可能会出现少量隐患。8.隧