公路工程桥梁桥改隧优化方案.docx

1、公路工程桥梁桥改隧优化方案公路工程桥梁、桥改隧优化方案1、编制目的为使本标段线路减少本标段与其他标段的施工干扰，降低施工安全风险、保证全线工期计划，特编制本线路优化建议方案。2、适用范围本次建议方案针对于二标段里程K10+429 K12+786.373的线路线形及构筑物等的优化设计。3、编制依据 本标段招标文件； 本标段设计文件及设计图纸； 国家颁布的有关规范、规程：公路路线设计规范（JTG D20-006）；公路隧道设计细则（JTG/T D70-2010）；公路隧道施工技术规范（JTG 60-2009）。4、工程概况我单位承建的半角至新村公路工程二标段，位于昆明市禄劝县，该区地段沿河两侧冲沟

2、发育，松散堆积物分布广泛，暴雨季节地质灾害频发，滑坡、泥石流等灾害较多。本标段里程桩号K10+429K20+800，全长10.371km。工程内容包括路基、路面、桥梁涵洞、隧道、安全设施及预埋管线、绿化及环境保护设施等。共5座桥梁，总长584m，其中最长桥梁292m；共4座隧道，总长5540.5m，其中最长隧道2107.5m；钢筋混凝土箱涵9座；路基施工约4.2km。本工程总施工工期为28个月。5、原设计方案5.1、原设计方案概述原线路设计方案为：线路起点大母楚大桥（63m钢筋混凝土拱桥）大母楚隧道（644m）红梁子中桥（320m预应力混凝土组合箱梁）红梁子隧道（2107.5m）打基沟大桥（7

3、5m+130m+75m连续刚构）对门峰隧道（809m）邝家凹子1#中桥（330m预应力混凝土组合箱梁）路基、路面（85m）邝家凹子2#中桥（320m预应力混凝土组合箱梁）路基、路面（4115m）锅圈岩隧道（1977.5m）至线路终点。本次线路优化仅针对大母楚大桥和红梁子中桥提交建议方案。里程5.2、原设计方案分析5.2.1、原设计桥梁概况大母楚大桥起点里程桩号K10+430，终点里程桩号K10+493，桥长63m，钢筋混凝土拱桥，桥梁设计高度约65m，整个桥梁平面位于R=605m的右偏圆曲线上，纵面位于-3%的直坡段上。红梁子中桥起点里程桩号K11+148.201，终点里程桩号K11+210.

4、201，桥长62m，320m预应力混凝土组合箱梁，桥梁设计高度约25m，整个桥梁平面位于直线上，纵面位于-0.4%的下坡段上。图5-1 大母楚大桥立面图图5-2 红梁子中桥立面图5.2.2、安全风险分析 大母楚大桥 大母楚大桥桥梁两侧拱座均为绝壁，且距谷底近70m，属高空作业，拱座开挖采用放坡施工，场地受到限制，机械设备在峭壁上施工存在极大安全风险； 大母楚大桥主拱安装需搭设三铰桁式拱架或架设缆索施工，因场地受限，搭设三铰桁式拱架或架设缆索施工存在较高安全风险； 大母楚大桥两侧地处悬崖，地势陡峭，施工区无既有施工便道，新建施工便道存在较大安全风险；图5-3 大母楚大桥桥址现场 红梁子中桥 红梁

5、子中桥两侧地势陡峭，桥梁施工属高空作业，存在一定安全风险； 红梁子中桥两侧地处悬崖，地势陡峭，施工区无既有施工便道，新建施工便道存在较大安全风险； 桥址在发育冲沟，该冲沟由周边四条冲沟汇聚而成，冲沟陡峭，并拌有泥石流现象，同时，该冲沟在桥梁桥址的纵深较大，山体卸荷强烈，岩体破碎，地表岩体多呈块碎状结构，施工也存在较大的安全隐患。图5-4 红梁子中桥桥址现场5.2.3、后期运营期间存在的隐患实地勘察结果表明，两座桥位置的冲沟有明显的沟壑，沟内流水冲刷痕迹明显。每年都会有不同的变化。车辆通行危险性较大，如桥梁发生损坏，桥梁无法及时恢复，将影响整条公路的通行，无法确保专用公路的正常运行。桥的使用安全

6、性，便道掉东西5.2.4、工期进度分析 大母楚大桥 大母楚大桥桥梁施工区无既有施工便道，桥梁两侧地势陡峭，便道修建距离长、修建难度高，初步估计施工便道修建时间在6个月以上，影响施工工期；总工期多长时间能完，主体工期受气候等影响 两岸绝壁上拱座施工，为保证安全，进度较常规施工慢； 搭设三铰桁式拱架或架设缆索施工受地形限制，拱桥施工工序复杂，工期将会受到拖延。 红梁子中桥 红梁子中桥桥梁施工区无既有施工便道，桥梁两侧地势陡峭，便道修建距离长、修建难度高，影响施工工期； 施工工序繁杂，在地形与雨季的影响下，工期预计将会受到拖延； 根据现场实际情况以及招标文件二标半角至新村桥梁桥招标2013.01，红

7、梁子中桥施工区无开阔场地修建桥梁预制场，若等待红梁子隧道、打基沟大桥、对门峰隧道施工完毕，再从远处梁场运送箱梁，对本标全线道路贯通影响极大，便道施工干扰，工期难以保证（红梁子隧道为本工程工期关键线路）。综上所述，原设计方案中以大母楚大桥和红梁子中桥的安全风险高、工期受制约，因此建议对原设计方案进行优化。6、建议优化方案6.1、建议优化方案概述我单位根据原设计方案，结合现场实际情况，建议将大母楚大桥和红梁子中桥取消，将相应里程的线路向附近的山体改移，以隧道结构形式代替原有桥梁结构形式。由于本标段大母楚大桥与1标段窑缝沟隧道相连，故1标段窑缝沟隧道线形需做改变。本标段内对大母楚大桥、大母楚隧道、红

8、梁子中桥、红梁子隧道线路线形有改变。线路线形改变后，1标段窑缝沟隧道与本标段大母楚隧道、红梁子隧道整体连为一座隧道。为了保证工期，对施工支洞位置做相应的调整，设在修改后的线路里程K11+395.63处，施工支洞长289.66m，以施工支洞及红梁子出口同时开工，即可满足工期要求。另外，为保证隧道运营期间通风的需要，待隧道施工后期，在原里程K10+429附近，由里向外施做一条辅助支洞用以通风。6.2、建议方案优势分析6.2.1、安全优势分析根据建议方案，取消大母楚大桥和红梁子中桥后，可避免高空作业，降低安全隐患，而隧道以新奥法施工相对安全；两座桥梁地处发育冲沟，山体卸荷强烈，岩体破碎，受自然灾害威

9、胁较大，而隧道施工可有效避免此安全隐患，安全优势进一步凸显。6.2.2、工期优势分析根据建议方案，取消大母楚大桥和红梁子中桥后，可相应减少施工便道的修建，有效缩短工期；桥梁施工，工序相对复杂，受雨期、冷热期施工影响大，施工工期长，而改为隧道施工则可进一步缩短工期；红梁子中桥箱梁需要等待红梁子隧道贯通后方可运输架设，占用工期关键线路，而改为隧道施工后则可保证整个标段工期顺利完成。6.3、建议方案具体内容6.3.1、方案优化依据公路路线设计规范（JTG D20-006）、公路隧道设计细则（JTG/T D70-2010）、公路隧道施工技术规范（JTG 60-2009）和施工图纸线形组合及纵断面设计。

10、6.3.2、平面设计调整由于本标段大母楚大桥与1标段窑缝沟隧道相连，如取消大母楚大桥、红梁子中桥，则平面线形的改动将涉及1标段窑缝沟隧道，以及本标段大母楚大桥、大母楚隧道、红梁子中桥、红梁子隧道。原设计窑缝沟隧道至红梁子隧道，平曲线线形为：圆曲线（JD19）直线圆曲线（JD20）直线圆曲线（JD21）直线圆曲线（JD22）直线。优化后的平曲线，JD19的曲线要素未作改变，改线的起始里程位于K9+911.224，为新JD20的ZY点。优化后的线路比原设计线路减少45.403m，因此在新JD20的YZ点处设置短链，即K10+568.239=K10+613.642，短链长度45.403m。改线的结束

11、里程位于K12+786.373，为新JD22的YZ点。平曲线线形图详见附图二标段线路优化方案平曲线图（K10+429 K12+786.373）。改线后平曲线要素对比如下表所示：表6-1 改线后平曲线要素对比表交点号交点坐标交点桩号转角值曲线要素值（m）X（N）Y(E)半径缓和曲线长度切线长度曲线长度外距校正值JD20（原设计）2904373.774550368.819 K10+405.202632042.8（Y）605373.256668.878105.8877.635JD20（优化）2904266.548 550439.028 K10+277.037624425.2（Y）600365.813

12、657.015102.72274.611JD21（原设计）2905378.203 550951.754 K11+488.899113627.9（Z）1500152.467303.897.72881.044JD21（优化）2905335.894 551044.647 K11+476.82316342.5（Z）1500211.636420.49714.8562.775JD22（原设计）2906455.638 551312.711 K12+624.145133322（Y）1500178.281354.89810.5581.665JD22（优化）2906455.638 551312.711 K12+6

13、25.37183654.2（Y）1000163.891324.89413.3412.888根据公路隧道设计细则JTG/T D70-2010要求，路拱坡度小于等于2.0%，设计时速为30Km/h的公路，最小圆曲线半径为350m。本优化方案最小曲线半径为600m，满足设计要求。根据公路路线设计规范JTG/T D20-2006要求，当转角值大于7时，平曲线最小长度一般值为150m。本优化方案最小平曲线长度为324.894m，满足设计要求。6.3.3、总曲线调整方案优化后，里程K9+488.531 K11+133.293段的线路纵向坡度设计为-3.00%，在K11+133.293及K11+267.89

14、0设置变坡点，里程K11+133.293K11+267.890段的线路纵向坡度设计为-0.5349%，里程K11+267.890K14+807.89段的线路纵向坡度设计为-3.00%。其余线路纵向坡度不做改变。优化后隧道覆盖层均大于两倍隧道洞径，在原红娘子中桥冲沟处的最小覆盖层为41.843m，满足设计要求。竖曲线线形图详见附图二标段线路优化方案竖曲线图（K10+429 K12+786.373）。改线后的竖曲线要素如表6-2所示：根据公路隧道设计细则JTG/T D70-2010要求，设计时速为30Km/h的公路，最小竖曲线半径一般值为400m，竖曲线长度最小值为25m。本方案中竖曲线半径为30

15、00m，竖曲线长度为73.926m，满足上述设计规范要求。根据公路桥隧设计细则JTG/T D70-2010，特长隧道、长隧道最大纵坡宜控制在3%以内。本优化方案中最小纵坡为-3%，满足设计规范要求。表6-2 改线后竖曲线要素表序 号变坡点桩号变坡点高程竖 曲 线纵 坡 (%)变坡点间距竖曲线间备 注凸半径(m)凹半径(m)切线长(m)外距(m)+-(m)直坡段长(m)1234567891011141K9+488.5311957.78300039.0000.253短链45.403m3.0001599.3591523.4042K11+133.2931909.799300036.9650.2280.

16、5349134.59760.6673K11+267.8901909.079300036.9650.2283.0003540.0003454.2294K14+807.8901802.879300048.8060.39756.3.4、施工支洞设计线路线形改变后，1标段窑缝沟隧道与本标段大母楚隧道、红梁子隧道整体连为一座隧道。为了保证工期，对原设计施工支洞位置做相应调整，施工支洞设在修改后的线路里程K11+395.63处。施工支洞贯通后双向开挖，向小里程方向开挖921.227m，向大里程方向开挖924.87m，原红梁子隧道出口向小里程方向开挖1000m，即可满足工期要求。施工支洞全长289.66m，

17、与主洞相交里程K11+395.63，为便于施工排水设置3%的上坡。施工支洞的横断面与原设计施工支洞相同。为保证施工支洞的顺利进行，计划接原有地方公路修建施工便道至施工支洞，便道全长约3580m，坡度控制在-10%。图6-1 优化后施工支洞洞口位置图另外，为保证隧道运营期间通风的需要，待隧道施工后期，在里程K10+429附近，由里向外施做一条辅助支洞用以通风。通风支洞全长82.913m，由里向外3%坡度。7、方案工程量对比根据上述方案的优化，本优化方案工程量对比如下表所示：表7-1 优化后工程量对比表序 号项 目 名 称单位数量备注优化前优化后差值1桥梁、涵洞m/座125/20-125/-21.1大母楚大桥m630-63优化取消1.2红梁子中桥m620-62优化取消2隧道m/座2217.373/22311.97/194.597/-12.1大母楚隧道m6442311.9794.597优化后隧道增长94.597米2.2红梁子隧道m1573.3732.3洞口工程及明洞处30-3优化后减少3个洞口工程及明洞3支洞m91.76289.66197.9优化后支洞增长197.9米。说明：本次计算里程桩号为：K10+429-K12+786.373。