【《某公路隧道的方案必选分析案例》4100字】

PAGEPAGE13PAGEPAGE20某公路隧道的方案必选分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27074某公路隧道的方案必选分析案例 2012593第1章设计说明 20181261.1区域环境概述 2044571.2设计任务概述 2025011第2章隧道地质情况 22105482.1地形地貌 2239692.2气象、水文 22134092.2.1气象 22214672.2.2地表水 22191442.3隧道工程地质概况 2299522.3.1隧道概况 22197602.3.2地形、地貌 22294172.3.3地层岩性 2277932.3.4水文地质条件及隧道涌水量计算 23209142.3.5不良地质 23129482.3.6特殊性岩土 2329302.3.7围岩分级 233068第3章方案比选 25122543.1方案对比 25161023.2线型指标 2582483.3工程数量 2555583.4施工难度 26232493.5路线功能 2612653.6营运及养护费用 2670833.7生态环境评价 26171843.8设计费用 26181803.9占地拆迁及移民 27第1章设计说明1.1区域环境概述根据所提供的地形，该区域为山区河谷地形，最高山岭海拔约1022米，最低河谷地带海拔787米，地域南北穿过主河流，东西侧分2条支流，沿线分布多个居民村落，主河流及其支流，流域面积大，沿河流低高程区域居住人口较为密集。地势起伏多变，跨越多个主峰和峡谷，隧道选线方案较多，现提供三个路线方案，即A和B和C线路方案，其中A为直线方案，B和C为曲线方案。1.2设计任务概述设计路段的起点为任家院子村落河道右岸，终点为郭家沟村落河流左岸，设计公路等级为高速公路，设计速度为80km/h，设计区域内有较多的山风谷地，起伏变化较大，河水流动区和居民居住地多分布在山谷中，由于隧道选线为夹江布设，针对隧道路线方案，现提供3个路线方案，A、B和C，B和C方案主要沿山谷垭口布设，隧道沿线高程较小，隧道埋深起伏变化不大，工程施工及方案范围较多，隧道和路基路堑工程较多，居民聚居点较多，但由于是平曲线布设方案，路线较长，A方案为直线方案，距离较短，基本为全隧道方案，工程较为单一，但对地形选择度较低，需要应对各种隧道复杂工程问题，如深埋，浅埋，黄土软弱地层，易塌方洞段，隧道技术问题较B和C复杂深入，工程造价较为节约。第2章隧道地质情况2.1地形地貌拟建项目所在区域地处黄土高原，路线走向近南北。区内地势总体特征西高东低，北高南低，地形起伏较大，最高海拔1874m，最低海拔1389m，相对高差约为485m。现将各地貌单元的特征分述如下：2.2气象、水文2.2.1气象工作区地处内陆，属温带半干旱大陆性气候。主要特征是四季分明，雨热同季。春季内气温极不稳定，常受寒流、风沙侵袭，天气冷暖多变，造成霜冻。夏季降雨集中在8、9月份，可占全年降水量的一半。雷阵雨多，常有暴雨和冰雹。秋季受季风影响，易出现阴雨天气。季末降雨减少，天气多晴朗，气温清凉，是四季中最短的一季。冬季气温低，天气寒冷，降水少，多偏北风，是四季中最长的一季。2.2.2地表水工作区河流属某河流域，各沟谷河流均为某河支流以及次级支流。2.3隧道工程地质概况2.3.1隧道概况设计路段的起点为任家院子村落河道右岸，终点为郭家沟村落河流左岸，设计公路等级为高速公路，设计速度为80km/h，隧道采用分离式。2.3.2地形、地貌隧址区属剥蚀黄土丘陵地貌，由于耕种及开荒，呈阶梯状，坡面植被不发育，主要为农作物及林木。2.3.3地层岩性根据工程地质调绘、钻探揭示，各层工程地质特征由分述如下：（1）马兰黄土①（Q3eol）：分布于整个隧道段表层，揭露厚度12.70-15.10m。浅黄色，稍湿，稍密～中密，主要颗粒成分为粉粘粒，表层可见植物根茎，具虫孔、大孔发育，结构疏松，土质均匀，含白色钙质条纹。该层具中等湿陷性，湿陷系数平均值=0.066，局部具强烈湿陷性。承载力基本容许值[fa0］=150KPa、摩阻力标准值qik=-15Kpa。（2）古土壤（粉质粘土）②（Q3el）:分布于整个隧道段中部，揭露厚度3.10-5.90m。红褐色～褐红色，稍湿，硬塑～坚硬，主要颗粒成分为粉粘粒，孔隙不发育，团块状结构，土质较密，土质不均匀，含白色钙质条纹，底部可见少量姜石颗粒。该层具中等湿陷性，湿陷系数平均值=0.031，上部土层具强烈湿陷性。承载力基本容许值[fa0］=200KPa、摩阻力标准值qik=-15Kpa。（3）离石黄土③（Q2al+pl）：该层分布在马兰黄土的下部中心地带，厚度较大，钻孔深度范围内未穿透，最大揭露厚度47.30m。黄褐色，稍湿，中密～密实，主要颗粒成分以粉粒为主，孔隙不发育，结构较紧密，土质均匀，含白色钙质条纹，干强度较高。该层根据孔隙及湿陷性可划分为③1、③2层，③1层具中等湿陷性，湿陷系数平均值=0.031。2.3.4水文地质条件及隧道涌水量计算水文地质条件：隧址区水文地质条件较简单，图幅内地表未见泉水出露，钻孔揭露深度内未见地下水。=1\*GB3①地表水勘察期间未见有长流水河沟，对隧道安全无影响。=2\*GB3②地下水隧址区地下水主要为孔隙裂隙水。孔隙裂隙水：主要分为黄土孔隙-裂隙潜水，主要赋存于黄土残塬沟壑地貌中上部的黄土层中，主要接受农田灌溉、大气降水的补给。隧道区钻孔未揭露地下水，孔隙裂隙水对施工的影响在于围岩体局部有滴水或小股渗流现象。2.3.5不良地质本次勘察期间未见不良地质现象。2.3.6特殊性岩土按陇西地区计算各探井黄土试样的湿陷量、自重湿陷量，隧道进出口段黄土具Ⅳ级（很严重）自重湿陷性。2.3.7围岩分级（1）围岩特征隧址区的土体主要为马兰黄土、离石黄土。马兰黄土主要分布于整个隧道山体表层，厚度较大，垂直节理发育，抗冲蚀能力差，作为隧道洞口仰坡土体，易产生冲刷变形破坏，水土流失，施工时易产生滑塌事故。离石黄土主要分布于隧道洞身中下部，结构致密，整体性较好。（2）隧道围岩分级按照分段定性评价隧道围岩级别的技术要求，本隧道围岩分级采用现行《公路隧道设计规范》（JTG3370.1-2018）第3.6.5条规定土体隧道中的土体类型、密实状态等定性特征，确定隧道的围岩级别为Ⅴ级。

第3章方案比选3.1方案对比图3-1方案比选A和B和C两套方案如上图所示。B和C方案路线全长460和445m，线路长，基本沿河道展线，包括隧道（多座短隧道，小于500m）+路基+桥梁（1座，河叉位置，难度大），隧道埋深基本较浅，偏压及洞口不稳定因素较多，隧道高程基本为位于870～940m之间，地形起伏变化不大，隧道高差不明显，可以充分利用地堑边坡明挖法施工，但由于处于支流山谷地带，坡脚岩土体稳定性差，暴雨期雨水汇集区可导致各个隧道洞口泥石流或不稳定性因素增加，河谷区处于河漫滩软土区域，滑坡地质灾害和边坡治理成本较高，浅埋隧道的地表坍塌和坡面治理成本也将增大，而且后续维护监测费用也将增加，虽然施工单一，但路线较长，不予推荐；A方案为直线方案，为隧道（2座长隧道，460+380m）+路基段（70m，难度小），基本为全隧方案，隧道起伏变化多端，最大高程达到953m，隧道此时最大埋深约174m，高应力现象较为明显，隧道挖掘过程中可能遇到塌方，靠近河道侧的黄土隧道将面临诸如地下水湿陷性隧道大变形及流变稳定性不利问题，地质处理较为复杂，需要增加支护强度，如超前注浆，管棚小导管等预加固措施。由于隧道有一定的埋深，隧道设计一般均为深埋，施工难度较大，但考虑到隧道直线布设，为最小距离路线，仅为410m，隧道工程量及周期均可大大缩短，只要提前做好工程施工预案，基本可以顺利完成，因此将A方案作为推荐方案。3.2线型指标从平面线型指标来看，A方案平面线型为直线，B和C方案平面线型为半径为1500m的圆曲线，与两端路基的接线难度大，施工技术复杂，路线长度增加，费用较高。从纵断面线型指标来看，A方案线型为起伏基本不变的竖直线，而B和C方案由于浅埋，基本处于起伏不断的山谷山峰交错布设路线中，隧道的设计难度较大，工程难度复杂程度性高。3.3工程数量从路面工程来看，A、B和C方案路线长度相差较大大，B和C方案的隧道里程约为A方案的1.8倍，且沿线浅埋段，隧道进出口段，及河漫滩滑坡治理及边坡支护监测运营费用均较高，不如A方案单纯采用全隧道方案经济，且后续的B和C方案的路堑与路基路面工程较大，A方案基本为隧道，由于其路基路堑边坡工作量较少，所以坡面防护、路基路面排水工程量较小；因此推荐A方案。3.4施工难度A方案的施工难度主要在于施工埋深变化较大，设计断面的支护措施根据地质类型变化较大，设计方案和难度差异明显，施工复杂多变，且埋深较大时的高地应力下的黄土湿陷性稳定问题及流变大变形问题较为突出，工程处理难度较大；然而，B和C方案的施工难度主要在于工程方案项目度多，设计隧道、路基填筑、路堑边坡治理，河道河漫滩软土不稳定，且一座桥梁位于河叉，技术难度很大等，更且，此方案沿山谷河漫滩埋深较浅段布设，易产生隧道偏压、滑坡及隧道整体性稳定问题，工程处理范围不但是隧道，还有高海拔下的高陡黄土边坡工程坡脚的滑坡治理问题，并且靠近河道的洪水期浸泡路基土石料的不稳定性因素均较为明显，后续维护和管理难度较大。综合考虑，B和C线路方案多，施工难度最大，A路线，方案单一，施工难度可以克服，作为推荐方案。3.5路线功能从路线的功能来看，A方案路线穿越的山谷腹地，地带人迹罕至，离居民的居住地较远，对于当地交通的影响不大，主要作用是降低起点与终点的距离，追求短捷直畅，社会效益不大；B和C方案路线沿河道布设，可能会与原始路线相结合利用，路线穿越居民居住地，对当地的交通有较大的影响，一方面可以方便方便人们的出行，另一方面可以吸引外地游客，充分发挥和利用当地旅游资源的优势，社会经济效益较好。3.6营运及养护费用从营运角度来看，由于B和C方案穿过了居民居住区，可以吸引更多的交通量，营运收益更大。从养护费用来看，B和C方案隧道规模相差不大，隧道养护费用相差不多，但涉及到的浅埋隧道进出口边坡，路基路堑边坡加固，后续边坡治理和监测费用均较高，而A方案均为长隧道，需要更加完备的配套设施，要求有完备的监视、信号指挥、报警、消防、自救避难等配套设施，养护管理的成本相对B和C方案较低。3.7生态环境评价A方案直捷的线型对于环境的影响较大，一方面在建设过程中会大填大挖，破坏环境，另一方面在运营过程中也会对环境产生较大的影响，特别对于连续的特长隧道施工，通风难度大，需要通风竖井，对环境的影响较大。B和C方案在建设时期由于路堑及浅埋方案较多，没有大填