[12-11 16:59:40] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3378次
摘要：对高填方与高架桥和深路堑与隧道两个典型技术方案，进行了费用分析，寻找方案选择的工程临界值，以提高工程设计的经济性和合理性。重点提出了工程可替代方案间填挖高判断值，对工程可行性研究阶段山岭重丘区的公路工程技术方案的选择有一定参考价值。
关键词：山岭重丘，公路，技术比选方案，费用分析
中图分类号：U442，l 文献标识码：A
1 概述
技术比选方案指工程在满足某一目标的前提下，有着不同的实现方式。如改善一个区域的交通通行条件，可以新修一条道路，也可以在现有道路基础上改建，或者修建铁路等等。工程的目标往往从全社会的角度来确定，在工程整个寿命期内来考察。广义的工程可替代方案实质j二也包括“无为”方案，当“有为”在工程寿命期内预计所耗费的成本大于其在寿命期内所带来的效益时，还不如选择“无为”方案。在公路某一单项工程中，在满足机动车通行的功能要求的目标下，其实也有着不同的工程实现措施，存在满足同一功能要求的不同实现方案问的竞争，如高填方与高架桥方案之间、深挖方路堑与隧道方案之间的方案竞争。这种单项工程方案之间的可替代性竞争普遍存在于山岭重丘区公路的建设中。
2 技术比选方案竞争比选的一般原则
技术比选方案应从技术的可行性、经济的合理性、运营维护的难易程度、环境保护、其他需特殊考虑的目标因子(如建筑景观、耕地资源等)等五个大的方面综合进行方案比选。经济的合理性主要指工程建设的货币成本；运营维护的难易程度可以转换为费用的形式货币量化；环境保护更多的表现在工程对环境的损害，较难以货币量化。目前，工程可替代方案的比选主要考察经济的合理性及营运费用。在营运费用相差不大的情况下，以建设的成本来决定方案的竞争优越性。
3 技术比选方案的技术经济分析
3．1 高填方与高架桥方案技术经济分析
3．1．1 高填方路堤与高架桥的费用分高填方路堤方案与高架桥方案首先从建设的经济成本进行分析比较。为简化起见，考察方案的直接工程费与间接费之和以及与占地费用的合计。以费率定额计算的其他费用多以直接工程费与间接费之和为基数。高填方方案主要包含路基土石方(费用代号以T1表示)、排水防护工程(T2)、地基处理(T3)、路面工程(T4)、路基桥涵工程(T5)、交叉工程(T6)、安全设施(T7)、拆迁及占地(T8)。
表不为：T：T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8。高架桥方案主要包含桥梁上部构造(Q1)、下部构造(Q2)、基
础(Q3)、拆迁及占地(Q4)。表示为：Q=Q1+Q2+Q3+Q4。影响填土路堤方案造价的主要因素是填土价格、地基处理及土地补偿价格，影响高架桥造价的主要因素是跨径的选择，而墩、台高度对造价的影响相对较弱。以下以24 m宽的路基为研究对象，假设填土高为h m，现计算1 km长的路堤的建设费用，然后与预应力空心板高架桥费用进行比较。若高填方方案与高架桥方案费用相等，即T=Q时，可得：
(h)×948×p／lO 000+160+330+460+140+120+85+
120+(h×6．3×1．4—39)=3 700+50 (1)
简化为： (h)×P+h×6．3×1．4=2 374×10 000／948。
其中： (h)=24×8+1．5×8×8+52×(h一8)+1．75×(h
一8)2(h>8)(假设地面线水平)。
土石方综合平均价P取22元／rm 时，应用逼近算法，计算得I临界填土高h=19．6 m；当声取30元／m3时，h=16．2 m。
以上为存在有软土地基处理情况。若无T3项，则：X(h)x P+h x 6．3 x 1．4=2 704×10 000／948 (2)土石方综合平均价P取22元／m3时，h=21．3 m；P取
30元 时，h=17．6 m。若无T3项，同时T2考虑高边坡防护额外增加的费用，T、2一般在350万元／kin左右，则：
x(h)x P+h x6．3×1．4=2 514×10 000／948 (3)土石方综合平均价P取22元／m3时；h：20．4 m；P取30元／m3时，h=16．8 m。
3．1．2 临界填土高与土石方单价间的关系
随着P值增加，l临界填土高h值迅速下降，h表现出对P的变化敏感性很强；当P增至一定值后，h下降幅度开始逐渐减弱，h对P的变化敏感性下降。
3．1．3 l临界填土高与占地补偿标准问的关系取P为27元／m3，设占地补偿标准为C(万元信)，同时不考虑地基处理费用T3，T2按高边坡防护考虑，式(1)可改写为：X(h)x948×27／10 000+350十460+140+120+85+88×C+(h一4．4)x6．3×C二3 700+37×C；变换为：X(h)×948×27／10 000+51×C+6．3×C×h一27．72×C=2 545。www.tmgc8.com
当C取0．4万元信时，h=17．9 m；当C取1．0万元信时，h=17．5 m：C取1．6万元庙时，h=17．2 m；C取2．2万元肩时，h=16．8 m。考察C与h之间的关系，近似得一线性直线。对比P～h曲线，可以看出，临界填土高h对占地补偿标准C值变化的敏感性远低于对填土土石方单价P变化的敏感性。
3，1．4 高填方方案与高架桥方案的选择
通过分析填土临界高与土石方单价、占地补偿标准之间的关系，可以认为，在无其他需特殊考虑的目标因子约束的一般情况下，当填高大于填土临界高h时，选择高架桥方案是经济的；当填高小于填土临界高h时，选择高填土方案是经济的。基于以上原因，在利用式(1)、式(3)计算出填土临界高h值后，建议填高在大于h值1 m以上时，就应考虑高架桥方案。在山岭重丘区，石方占土石方总量的比例高，如果土、石按各占50％考虑，土石方综合平均价在27元／m3左右。若石方所占比例再增大、运输又不便利，则土石方单价还要高。加之地面横坡较大。防护工程量也较大。以土石方单价27元／m3计算，填土临界高h计算值为17．9 m，因此，当填高大于17 m时，以采用高架桥方案为优。一般地，在山岭重丘区，当填高大于l6 m～l8 m时，应考虑采用高架桥方案。
3．2 深挖方路堑与隧道方案技术经济分析
3．2．1 深挖方路堑与隧道的费用分析
深挖方路堑方案与隧道方案仍然考察方案的直接工程费与间接费之和以及与占地费用的合计。深挖方路堑方案主要包含路基土石方(WI)、排水防护工程(W2)、路面工程(W3)、安全设施(W4)、拆迁及占地(W5)。表示为：W=W1+W2+W3+W4+w5。隧道方案主要包含洞门工程(S1)、洞身工程(s2)、通风照明工程(s3)、供电设备(s4)。明洞工程纳入洞身工程中，消防救援设施由于相对造价较低，忽略不计；为便于对比，洞门仰坡占地不计。表示为：S=S1+s2+S3+S4。
设路基宽24 m，挖深h m，现计算1 km长的深挖方路堑的建设费用，然后与双洞隧道的建设费用进行比较。对比分析的前提条件是自然地形、地质满足隧洞选址的基本要求。若深挖方路堑方案与隧道方案费用相等，即W =S时，可得：
／’(h)×1 000×p／lO 000+420+460+85+d(h)×0．4：
7 200+370+500 (4)
式(4)简化为：，’(h)×p／lO+d(h)×h×0．4=7 105。
3．2．2 临界挖深与土石方单价间的关系
以式(4)为基础从纯数学角度考察土石方单价P与临界挖深h之间的关系。随着P值增加，临界挖深h值下降迅速；当P增至一定值后，h下降幅度开始逐渐减弱，h对P的变化敏感性开始下降。通过试算后，得出下述结论：临界挖深值的大小对开挖土石方单价、边坡岩石类别最敏感，对防护工程造价、占地补偿标准的变化敏感性并不很大。
3．2．3 深挖方路堑方案与隧道方案的选择
文中近似地给出深挖方路堑与隧道的临界挖深h参考值：微、弱风化硬质岩石为36 m，软质岩石或强风化硬质岩石为30 m。在进行方案选择时，宜在上述临界挖深h值的基础上减低1 m～2 nl。一般地，在山岭重丘区，当微、弱风化硬质岩石挖深大于34 m～36 m，软质岩石或强风化硬质岩石挖深大于28 m～30 m时，应考察采用隧道方案的技术可行性；低于给定的挖深判断值时，以深路堑方案为优选。根据公路建设的实际，深挖方路堑与隧道方案之间的选择，常见于1 000 m以下的中、短隧道与深挖方
路堑方案问。由于实际自然地形起伏变化大，考察挖深的对象应是至少50 m长路堑段的最小挖深值，孤立点处的挖深与建议的挖深值相比不具备可比性。
4 结语
通过高填方与高架桥方案之间、深挖方路堑与隧道方案之间的费用分析，寻找可替代方案间费用相同时的临界填挖高h，发现h受土石方综合单价影响最大，同时临界挖深还同岩石类别有紧密联系。建议一般情况下，在山岭重丘区，当填高大于l6 m～18 Hi时，应考虑采用高架桥方案。当微、弱风化硬质岩石挖深大于34 m-36 In，软质岩石或强风化硬质岩石挖深大于28 m～30 m时，应考察采用隧道方案的技术可行性。
