公路施工對隧道影響的三維有限元分析

整個三維有限元計算模型共437369個單元，80161個節點，山體、隧道、挖方、填方、公路及隧道模型如圖1、圖2所示。施工步涉及復雜的開挖、填方過程，地層環境也很復雜，公路與隧道為空間斜交狀態，這些都決定了必須用更為復雜的處理方法進行研究，方能得到可信度高的分析結果［8－9］。結合ANSYS軟件的“生死單元”技術及網格自適應功能可有效、準確計算具有復雜幾何邊界及多種介質條件下的巖土、結構等二維、三維力學問題，對非均質地層的復雜三維應力場、位移場進行計算是可靠的。本次分析采用ANSYS軟件中提供的“生死單元”技術及網格自適應功能來進行整體模型上的全施工過程計算。因某一施工步之外的單元不起作用，故首先可直接將未填筑的單元網格“殺死”，然后施加相應邊界條件，進行原狀計算;再將開挖的單元殺死，進行開挖計算;最后把填筑單元“激活”，進行填方計算。通過不斷運用網格自適應功能使系統作出調整，即根據施工步局部調整單元網格的“生死”，相應修正邊界條件后重新計算，直到滿足計算精度要求。本研究采用了參數化設計分析手段進行處理，將變化的參量定義成參數，建立分析過程命令流文件，由計算機自動地完成分析工作。另外，鑒于“生死單元”技術的基本對象是單元，為求得足夠光滑的應力等值線，采用ANSYS的網格自適應功能在挖、填交界附近以及地層變化較大區域進行局部網格加密以適應精度要求。計算模擬施工步驟如圖3所示。明確原狀情況下隧道狀態是進一步評估施工影響和進行判斷的基礎，施加重力進行計算，得到隧道受力情況，同時也得到初始位移，在后續施工步中刨除已經圖3主要施工步完成的這部分位移;而內力結果則在模型中與附加作用進行疊加，分析隧道的綜合受力狀態。工況1計算結果，如圖4～圖7所示。

開挖與填方對隧道影響的綜合分析

分析施工過程整體沉降位移云圖、水平位移云圖，及隧道變形云圖、內力圖等，取典型位置提取結果如(1)從有限元的計算結果來看，公路修筑至隧頂附近時，隧道拱頂與原狀態相比，呈略微的上拱趨勢，為0．438mm左右。這是因為開挖卸荷的作用，且由于隧道埋深超過2倍洞徑，因此上部開挖對下部隧道雖有影響，但其量值并不大。挖方施工引起隧道的最大附加位移在1mm以內，隧道的最大附加應力為1810kN•m/m，小于強度控制標準。(2)填筑其他段路基后，拱頂又產生新的下沉，且不對稱，這是因為單側填土的加載作用。正上方公路施工對隧道的影響要大于較遠處的其他段的影響。公路的橫向影響區域主要在以隧道正上方位置點為中心的40m范圍內，靠山體較高一側隧道的變形最大。(3)公路路塹開挖面沿法線方向位移明顯，最大水平位移為41．0mm左右，位于坡面的最上方，相對是較大的，可能超過了邊坡穩定要求，對鐵路隧道洞口有潛在影響，涉及的邊坡穩定問題需進行專項分析。(4)公路施工對隧道產生的附加應力是有限的，且在極限強度允許值范圍內。但是仍需注意加強臨近隧道部分地基的監測，尤其是洞口邊坡的監測;隧道內部有條件時應布設應力計和收斂觀測儀。

通過對新建新站北路施工對下方贛龍鐵路隧道影響的理論分析，筆者認為，施工對隧道影響總體上不大，在做好有效施工組織和監控量測的前提下，可以確保上跨高速公路順利施工，也可以保證隧道的運營安全。同時建議施工中應盡量分段、分區、分層、對稱地進行路塹開挖，減小一次性大面積卸載引起的既有隧道結構的上抬，同時根據監測數據進行施工步的適當調整，以進一步降低施工帶來的不利影響。為了既能確保下部隧道建筑物的安全，又能檢驗設計的方案，應加強對隧道的監測，及時反饋結果。

本文作者：姚捷工作單位：中鐵第四勘察設計院集團有限公司

跨渠橋梁對總干渠襯砌結構和地基穩定的影響

跨渠橋梁在布置橋墩時應注意對渠道襯砌和地基穩定的影響。對于填方渠道，除滿足橋梁主跨跨越過水斷面以外，還應滿足《堤防工程設計規范》（GB50286-98）中橋墩不應布置在堤身設計斷面以內的規定，當需要布置在堤身背水坡時，必須滿足堤身設計抗滑和滲流穩定的要求。對于挖方渠道，橋墩布置在加大水面線與一級馬道之間時，應根據《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》（SLT255-98）做好渠道復合土工膜與橋墩立柱之間的結合處理。基坑開挖、回填的應按照《碾壓式土石壩設計規范》（SL274-2001）的有關要求處理，過水斷面以下部位開挖邊坡一般不陡于1:3，過水斷面以上的開挖邊坡應滿足穩定要求，回填土料應滿足總干渠在相應渠段的設計標準，壓實度不小于0.98，以滿足渠坡防滲和穩定的要求。

跨渠橋梁對總干渠水質安全的影響

為確保實現一庫清水北送，南水北調工程把治污和環保工作放在了與工程建設同等重要的位置。南水北調工程的成敗關鍵在水質，水質的關鍵在治污和環保。為保護總干渠水質，國務院南水北調辦、國家環保總局、水利部、國土資源部以《關于劃定南水北調中線一期工程總干渠兩側水源保護區工作的通知》（國調辦環移[2006]134號）劃定了總干渠兩側一、二級水源保護區范圍，通知要求：“穿越總干渠的橋梁，必須設有遺灑和泄露收集設施，并采取交通事故帶來的水質安全風險防范措施。”為防止橋面雨污水進入總干渠，一般采取兩種工程措施：一種是在人行道下設置橋面排水溝，通過橋面橫坡將雨污水匯入橋面排水溝，然后通過橋梁縱坡引出橋面，匯入道路排水系統。第二種是在橋梁兩側設置橫向排水孔，縱向采用排水管與排水孔連接，橋面雨污水通過橫向排水孔匯流至縱向排水管，然后由縱向排水管引出橋面，匯入道路排水系統。排水孔及排水管的管材應具有一定的耐久性，連接應緊密。為防止拋灑物進入總干渠，在橋梁兩側設置防拋落物網，在城市區域內可采用聲屏障替代，高度一般為2.0m。為防止交通事故車輛進入總干渠，在橋梁兩側設置鋼筋混凝土防撞護欄，護欄高度0.75~1.0m。5.跨渠橋梁對總干渠防洪安全的影響南水北調中線工程為Ⅰ等工程，總干渠渠道及各類交叉建筑物和控制工程等主要建筑物為1級建筑物。總干渠的防洪安全通過河渠交叉建筑物保證，集水面積>20km2的河渠交叉建筑物防洪標準按100年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核；集水面積<20km2的左岸排水建筑物防洪標準按50年一遇洪水設計，200年一遇洪水校核。為防止外水侵入，總干渠外側設有截流溝和防洪堤。橋梁引道及道路分割了河渠交叉建筑物的原流域面積，可能對河渠交叉建筑物規模和總干渠防洪安全產生影響。通過在橋梁引道下設置過水涵洞，消除對匯流面積分割的影響，涵洞的規模根據水文及水力學計算確定。截流溝通過橋梁引道時，采用涵洞（管）等型式，保證排水通暢，涵洞（管）尺寸根據水力學計算確定。跨渠橋梁對總干渠運行維護道路的影響總干渠左、右岸均設有5m寬運行維護道路，以滿足運行管理、養護的需要，運行道路布置在左、右岸挖方渠道一級馬道和填方渠道渠頂。跨渠橋梁與運行道路的交叉形式根據總干渠斷面特點分為立交和平交兩種，為減少相互影響，優先選用立交形式。橋梁與運行維護道路立交。依據《公路工程技術標準》（JTGB01-2003），橋梁梁底與運行道路之間的凈空應不小于4.5m，若總干渠兩岸設有防洪堤，橋梁梁底應至少高于防洪堤堤頂0.5m，以滿足橋梁施工及檢修維護的需要，兩者相比取大值。橋梁與運行道路平交。為避免影響被交公路的行車安全，盡量不在橋頭直接平交，可在橋頭以外一定距離與公路平交，并設置平交道口，平交道口處須設有防護措施；橋梁建成通車后，應加強交通管理，優先服從防汛搶險和工程管理需要。

跨渠橋梁對總干渠右側電力線路的影響

南水北調總干渠右側防護林帶內布置有一條35kV供電專線，采用水泥線桿架設，架設高度一般為12m。橋梁建設后，橋面高程將高于原地面，總干渠供電專線與橋面之間的凈空若不能滿足規范要求，線桿的高度及間距應進行調整。調整方案應依據《66kV及以下架空電力線路設計規范》（GB-50061-97）的有關規定以及對相鄰線桿的影響確定。8.跨渠橋梁對總干渠施工的影響國務院南水北調建設委員會第五次全體會議確定了南水北調中線一期工程2013年底完成主體工程，2014年汛后通水的總體建設目標。國務院南水北調辦制定了2013年12月底前建成黃河以北全部渠道工程，完成黃河以南渠道一級馬道以下工程和所有渠道交叉建筑物（包括河渠、渠渠、鐵路、公路交叉建筑物）的建設進度計劃。新建橋梁的建設工期須服從于渠道工程，根據橋位處總干渠的斷面型式、施工方式、施工工期等因素確定橋梁設計方案和施工方案。橋梁施工對渠道工程施工有影響但可提前完工的。橋梁設計方案按照上述7條原則確定后，須提前渠道工程6個月完工，用于臨時繞行道路和橋梁占壓段渠道的施工。若橋梁工程無法提前并保證渠道工程按期完工，應選用橋梁主跨跨越總干渠運行道路的設計方案，避免對運行道路及渠坡襯砌施工產生影響，橋梁施工方式采用懸臂掛籃法施工。

各鎮人民政府、街道辦事處，區政府有關部門，有關單位：

為切實解決農村百姓出行難、出行快問題，推動“暢通”建設和我區農村小康建設步伐，現就進一步加快推進村村通客車工程建設有關事宜通知如下：

一、村村通客車工程的目標任務

年11月底前，我區所有通行客運車輛的公路全部達到安全要求；全區所有行政村實現村村通客車。

二、村村通客車工程的道路通行條件

凡擬通行農村短途客運車輛的公路，必須達到以下技術要求：

農村調研報告

4月23日至25日，總理在四川大巴山區視察時說，公益事業要靠群眾自己議，自己定，自己干。農民以自己的雙手改善與生活息息相關的、直接受益的、像鄉村道路這樣的公益設施，不能算增加農民負擔。農村公路建設要學會用民主協商的辦法，從為貧困地區服務的實際出發來解決。

序言

公路，是一個地區、一個城市的基礎設施，靠它來連接城市與鄉村、靠它通過運輸（僅指公路運輸）工具這一載體來實現人和物的流動，以達到人暢其行，貨暢其流。而其中的農村公路是一項重要的基礎設施，在一定意義上事關農村穩定和農村經濟發展大局，是解決好“三農”問題的一個重要方面。目前，中央正在加大西部大開發的力度，集中力量組織實施縣際和農村公路建設，因此，要實現大安交通發展新跨越，就必須整合道路資源，在2005-2010年期間，抓住機遇、大力開展農村公路建設。

一、xx區農村公路的現狀和優勢

（一）公路現狀

摘要：隨著我國科學技術水平的提高，高速公路也不斷向山區延伸。由于山區交通閉塞，施工便道便成了山區高速公路施工階段的生命線。但是目前施工便道的修建與管理經常是在施工或者使用過程中遇到問題才進行解決，沒有形成一套完整的選線與建設管理體系。文章針對施工便道選線和建設管理中存在選線不合理、建設成本高、缺乏維護管理等問題，探討施工便道選線與建設管理的方法，其結論對今后山區高速公路施工便道的修建具有一定的指導意義。

關鍵詞：高速公路；施工便道；選線；建設管理

山區高速公路建設過程中經常需要修建施工便道輔助公路主體施工建設。盡管施工便道屬于臨時性的輔助施工設施，但它關系到施工機械和材料的運輸、土石方的調配、地方關系等諸多因素，其線路的特點和使用的情況嚴重影響公路主體施工與管理。以往施工便道選線的原則是在滿足施工機械和工程車輛通行的情況下，采用低等級公路的建設標準修建，在施工或使用過程中遇到問題時才想辦法解決，高速公路建設完成后即拆除或者廢棄，沒有整理形成一套系統選線和建設管理體系。然而施工便道是高速公路建設資源運輸的通行保障，唯有科學合理的選線和建設管理才能確保高速公路順利建設，實現施工便道經濟適用、安全合理、保護環境和便于維護的目標。

一、施工便道的特點

山區高速公路施工便道作為輔助公路主體建設的臨時性設施，具有以下幾個特點：其一、使用周期相對短，只有在公路主體施工階段才使用，具有一定的臨時性；其二、通行車輛以大型施工機械、土石方調配車、材料運輸車為主；其三、氣候嚴重影響便道施工和運行，被破壞可能性大，風險系數高；其四、便道僅能滿足基本的通行，難以保證人們對行車的舒適性要求；其五、施工便道決定了公路主體工程施工過程中各類生產要素輸入與輸出的流通效率，因此施工便道的選線與建設管理顯得特別的重要。

二、施工便道選線原則

摘要:對哈爾濱繞城高速公路某路段加筋土擋土墻的檢測情況進行了介紹，分析了該路段加筋土擋土墻產生病害的原因，提出對該路段的路基加筋土擋土墻采用水平鉆孔對拉錨索+鋼板豎梁的加固方案，對該路段橋臺處的加筋土擋土墻采用扶壁式擋土墻加固方案。

關鍵詞:加筋土擋土墻，加固方案，對拉錨索

目前在我國公路建設的支檔構造物中廣泛應用加筋土擋土墻和重力擋土墻。加筋土擋土墻在工程建設中普遍廣泛的應用。隨著時間的推移由于多方面原因，擋土墻會產生不同程度的損壞和失穩等現象。

1項目研究概況

哈爾濱繞城高速公路(G1001)瓦盆窯至秦家段于2004年10月竣工通車，有加筋土擋土墻18段，總長5355km，已維修加固3段，本次擬維修加固加筋土擋土墻設計樁號K41+800～K41+938段、K42+024～K42+401段、K42+920～K43+555段及哈伊高速互通A匝道AK0+000～AK0+258段、AK0+341～AK0+460段，維修加固全長1．527km。原有加筋土擋土墻設計采用漿砌片石和水泥混凝土基礎，基底采用40cm天然砂礫換填;擋土墻面板采用C25水泥混凝土預制塊;筋帶采用CAT30020B型，從面板預留孔中穿過，折回另一端對齊鋪設，最長筋帶長15．5m，最短筋帶長7m;擋土墻面板內側設置100cm砂礫防凍層;擋土墻墻頂采用現澆混凝土找齊，設置鋼筋混凝土護輪帶、鑄鐵泄水管。

2加筋土擋土墻檢測情況

為美化縣城區水環境，加快推進縣生態文明建設，保障經濟社會可持續發展，現就縣新建縣城擋水工程及縣城水環境整治，提出如下實施方案。

一、目的意義

是縣城經過縣城唯一的河流，它的好壞直接影響著縣城環境。為改善縣城市水環境、保障廣大群眾身體健康，非常有必要對河進行環境整治并修建若干個擋水工程對縣城進行水環境美化。

二、工程建設及水環境整治任務

1、新建3個擋水工程。

2、對縣城段河道進行清淤整理。

近幾年來，*省公路事業發展較快，在全省經濟建設和社會事業中發揮了重要作用。但是也要看到，由于對緊靠公路兩側的建筑缺乏統一規劃和有效管理，法制意識淡薄，使倚路建房，違章搭蓋，隨意占用公路等問題相當突出。這些不僅嚴重影響公路暢通和行車安全，而且阻礙公路的進一步改建、擴建和公路效益的充分發揮，同時也影響了村鎮的建設規劃和合理布局，給社會治安、工商、環保和交通安全等管理都帶來了新的問題。為了確保公路安全暢通，根據《中華人民共和國公路管理條例》、《中華人民共和國公路管理條例實施細則》、《*省公路路政管理規定》和有關規定，現對加強公路兩側建筑管理的有關事項規定如下：

一、嚴格控制公路兩側建筑紅線范圍

（一）公路兩側的建筑設施（包括房屋、灌溉渠道、管線、電纜、電桿、磚瓦窯等）靠公路一側的邊緣與公路邊溝（或截水溝）外緣的間距為公路兩側建筑紅線范圍，其中國道不少于20米，省道不少于15米，縣道不少于10米，鄉道不少于5米。在建筑紅線范圍內，不得新建永久性建筑物。

（二）今后任何單位和個人不得在公路兩側建筑紅線范圍內批準新建永久性建筑物及設施。違者除責令其限期清除外，并按照“誰批準誰負責”的原則，由批準者負責賠償損失。

（三）未經交通公路管理部門同意，不得在公路兩側建筑紅線范圍內修建（包括新建、改建、擴建）臨時性建筑物及設施。

（四）對擅自在公路兩側建筑紅線范圍內擺攤的，工商行政管理部門不予核發營業執照。

1現有吐烏大高速公路路面結構及現狀

1.1現有路面結構組成及運營維修情況

本段高速公路現有路面結構為：面層為瀝青混凝土，基層為水泥穩定砂礫，底基層為天然砂礫，路面結構層厚度總體較薄。截止到2009年，本段高速公路已運營了十余年，在長期交通荷載和氣候環境因素作用下，路面普遍出現了縱向裂縫、橫向裂縫、沉陷、泛油與車轍等病害。2009年9月~2010年10月，完成了該段高速公路舊路面病害處理及罩面施工。隨著2010～2012年交通量的迅猛增長，路面又出現了新的裂縫、沉陷、泛油、車轍等病害，養護部門已對其做過細致的修補，目前使用狀況良好。

1.2現有路面破損狀況

對本段高速公路路面進行調查與檢測，內容包括：路面病害調查、回彈彎沉檢測、平整度檢測、探地雷達檢測、路面取芯與試驗。在調查檢測與試驗的基礎上，依據《公路技術狀況評定標準》對各項指標進行評價分析。現有路面檢測與評價結果為：使用狀況良好，整體強度高，但局部病害嚴重；路面面層2013年5月第9期HighwayEngineering道路工程病害較為普遍，典型病害有裂縫、龜裂、泛油等，PCI評價為中、差的路段較多；路面彎沉檢測結果較好，路面結構層強度高，PSSI評價為良；探地雷達檢測和路面鉆芯取樣試驗表明，沿線各層厚度均勻，整體強度較好，但是全線的瀝青中、下面層礦料級配波動較大。結合現有路面檢測與評價結果以及管理單位提供的相關材料，認為現有路面的主要病害為：橫向裂縫、平整度不足、泛油。

1.3路面病害原因分析

今年以來，我局在市委、市政府的正確領導下，堅持以“三個代表”重要思想為指導，以科學發展觀為統領，緊緊圍繞建設“中等城市，和諧遵化”的目標，搶抓機遇，攻堅克難，扎實工作，圓滿完成了上半年各項交通工作任務，為全年任務目標順利完成奠定了堅實基礎。

一、上半年交通工作完成情況

（一）公路工程建設

20年，我局共計劃實施公路工程建設項目19項，新改建、大中修公路227.5公里，總投資17.8億元，計劃年內完成建設里程190.8公里，完成投資4.1億元。

1、國道112線城區段南延改建工程。工程北起國道112線城區段與省道遵寶線交叉口處，南與現112線相接，全長1.98公里，一級公路標準，路基寬24.5米，路面寬23.5米，建設技術復雜的矮塔斜拉大橋一座，橋跨結構為8孔30米，工程總投資6128萬元，20*年7月16日開工，現已完成路基1.96公里，路面1.7公里，黎河大橋已完成下部結構，正在進行上部結構施工，預計7月底竣工通車。

2、國道112線黎河橋南段西半幅大修工程。工程北起黎河橋，南至豐潤交界，全長25公里，一級公路標準，總投資9286萬元。20*年完成了9.2公里大修，今年進行剩余15.8公里路段施工，3月5日開工，目前主體工程已經完工，正在進行附屬工程施工，6月20日全部竣工。