公路工程开挖路堑及中短隧道方案可代换性的分析研究

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1、公路工程开挖路堑及中短隧道方案可代换性的分析研究1绪论1.1研究背景及研究意义公路工程建设伴随着人类社会的发展，公路是联接城市之间的纽带，自古以来公路工程的发展和地方经济建设的发展是紧密相关的，我国一直以来也十分注重公路工程建设。1906年中国第一条公路广西镇南关至龙州间公路问世，自此揭开了中国公路发展的历史[2]。自1949年新中国建国以来，尤其是1980年改革开放以后，中国公路建设的发展可谓是日新月异，同时也取得了非常巨大的成就，到目前为止我国公路总里程数已经达了386万多公里，其中高速公路总里程

2、6.5万多公里，在全世界排名仅次于美国居第二位，根据有关专家的预测，到2020年我国的公路总长度量将会超过600万公里[2]；另外在货运量方面公路运输要占到总运输量的94%以上，在客运量方面公路运输占到总运输量的75%以上，由此可见公路建设的发展对国民经济建设发展的基础性和重要性。中国是一个多山的国家，其中山地占全国陆地总面积的比重为51.9%，高平丘陵占全国陆地总面积的11.7%[1]，由此可见山丘面积占中国陆地总面积的2/3左右。1999年国家党中央为了加快中西部地区经济的发展，促进东西部地区的交

3、流，实施了西部大开发战略；十一五期间国家交通部又提出了十三纵十五横的公路建设规划[2]，规划建设公路7.3万公里，其中西部地区的公路建设里程3.8万公里，占到了总数目的一半以上，由此可见国家对西北地区公路发展的重视程度，然而西部地区以山区丘陵居多，因此西部公路建设必然面临着大量的高山深壑，与平原地区公路工程相比，山区公路工程建设有着更高的要求。1.2工程方案优选国内外研究现状由于设计者之间的差异，考虑的因素也往往存在差异，所以不同的设计者根据彼此认识的不同针对一个工程会设计出不同的方案，施工方案优选的

4、基本含义就是在可以备选的方案之中选择出一个相对造价低，较安全，对周围生态环境影响相对较小的施工方案。随着施工方案优选的发展，经历了早期的单凭一个或者几个专家的经验评选之后，随着数学方法在各个领域的发展和应用，施工方案优选的定量分析问题渐渐的取得一定的理论基础。经过大量的学者和专家的分析和研究，到目前为止最常用的施工方案优选方法主要有以下几种。定性分析法主要是根据设计人员和施工人员的施工经验，评价分析各个备选方案的优势和劣势，结合具体工程的特点，根据少数服从多数的基本原则，以此来确定较为优势的施工方案。

5、由于这种方法简单易行，而且非常容易掌握，所以即使在计算机高度发达的今天这种方法在很多领域依然还在使用。施工方案综合评价法主要是考虑施工方案的工程造价问题，单纯的以经济性指标为出发点，分析每一个备选方案的综合造价建立起一个系统模型，通过分析比较每个方案的盈亏问题，以此来确定每一个备选方案的经济性指标范围，以节约工程造价为主要目标，根据每个方案的工程造价高低来优选施工方案。2深挖路堑方案与中短隧道方案2.1深挖路堑方案的特点和施工方法本文主要是重庆金山大道西延段花沟隧道为主要依托展开分析与研究的，根据重庆

6、市的地质地貌和地质条件的特点，研究所涉及的主要是岩石深挖路堑与中短隧道可替代方案的优选问题。深挖路堑方案的工程挖方量一般较大，但是整个工程当中需要填方的地方一般远远小于挖方的数量，所以工程开挖过程中的弃石方量比较大，而且山岭地区受到交通路线的影响，同时弃石方地点的选择也受到地形的影响，这些客观因素无形之中在弃石方运输方面一定程度上增加了工程的造价。另外路堑开挖全部都是外部作业，并且工程施工的工期一般都比较长，所以受到雨季和外部环境的影响会比较大。深挖路堑工程占用的土地量非常大，工程占地主要包括两个方面

7、：挖方占地和弃方占地，其中挖方占地主要是指工程主体占地面积，弃石方占地主要是指多余的土石方丢弃放置所占用的土地面积，两部分加起来占地面积相当巨大，丢弃的土石方需要分层压实，如果压实不够均匀，非常容易引起严重的水土流失现象甚至诱发严重的地质灾害。深挖路堑对自然景观破坏严重，深挖路堑一般是将山体从中间刨开，一分为二，公路从山体中间穿过，严重的破坏了山体的原有地质地貌，原先的绿化覆盖层受到了严重的破坏，在一定程度上破坏了原先自然山体的美观性。深挖路堑必然伴随着高边坡的出现，高边坡的存在必然伴随着很多不稳定的

8、因素与危险性的存在，为了保持高边坡的稳定性，需要人工结构加固，采取一定的加固措施才能维持边坡的稳定。如果处理不当容易诱发地质灾害，引起二次投资和交通事故；另外深挖路堑留下了光秃秃的石质边坡形成了一道灰色景观，与周围的绿色山体显得格格不入，严重影响了视觉景观[6]；随着生态路概念的提出，边坡复垦渐渐地得到了广泛的推广，然而岩石高边坡的植被复垦存在一定的难度，技术要求非常高，所以高边坡的后期维护与治理需要一定的经济投入，而且由于受到土层厚度的限制，植被复垦存