复杂山区铁路选线

复杂山区铁路选线
宋欣
【摘要】以朔黄铁路为例,介绍在地形复杂的山区进行选线设计时需注意的问题,认为应重点解决越岭垭口的位置、隧道长度和越岭高程的选择.
【期刊名称】《铁道勘察》
【年(卷),期】2005(031)001
【总页数】3页(P5-7)
【关键词】复杂山区;铁路选线设计
【作者】宋欣
【作者单位】铁道第三勘察设计院,天津,300142
【正文语种】中文
【中图分类】U2
图1 恒山越岭方案示意
朔黄铁路西起山西省境内的神池南站，设计终点为河北省黄骅港站，线路全长585.4 km，其中神池南至西柏坡段线路位于山岭河谷地段，地形起伏较大，地质、水文条件极其复杂，共有2次越岭、3处展线、16次跨跃滹沱河，是典型的复杂
山区铁路选线。

1 越岭方案的选择
越岭方案是山区铁路选线的重要组成部分，而越岭垭口位置、隧道长度和标高的选
定又是越岭方案中的重点，它常与限制坡度及越岭两侧引线条件等密切相关，并互相制约。

因此越岭地段主要问题是越岭垭口的隧道选择、垭口两侧线路展线方案的布局和沿线地质情况。

越岭方案选择正确与否，对运营的影响较大，必须全面研究，深入比选。

朔黄铁路恒山段线路位于山西省中北部，经过恒山中低山区，地形起伏大，沟壑纵横，山势陡峻，选线难度较大。

为了选出合理的线位，在不同比例尺地形图上进行大面积选线，并根据神府、东胜煤田煤炭外运量及分流的原则，研究了多个不同走向和不同长度的越岭隧道方案。

在大面积选线中对神朔铁路神池南站接轨取直走长梁山隧道的Ⅰ方案和神朔铁路朔县西站接轨绕行雁门关隧道的Ⅲ方案进行比选，以确定接轨点的位置和该段的总体走向。

朔黄铁路恒山越岭方案如图1所示。

1.1 Ⅰ方案
该方案自神朔铁路的神池站接轨，出站后向东南沿宁苛铁路南侧至宁武县城西设宁武西站，而后以752 m特大桥跨恢河及宁静铁路，向东在北同蒲铁路K169+293处以825 m长的宁武东隧道下穿北同蒲铁路及崞水公路，再以12 780 m的长梁
山隧道穿越恒山，在黄甲堡煤矿扩大区东北角尖端出洞，顺梁家沟、后河经龙宫煤矿的前沿，在芦沟村跨后河折向南设龙宫站；出站后沿阳武河北岸，在阳武村附近以830 m特大桥跨阳武河及北同蒲铁路，顺铁路南侧山坡至原平设原平南站。

该
方案主要通过地区为晋中北部中、低山区，神池至宁武为丘陵区，地形起伏较小；宁武至上阳武段地形起伏较大，沟壑纵横，山势陡峻，相对高差为200～700 m；上阳武至原平南为原平—忻定盆地，地形平坦。

本方案正线建筑长度为
89.364 km，运营长度为88.113 km，工程投资为19.84亿元。

1.2 Ⅲ方案
该方案自神池站起至朔县西站，利用神朔铁路增建第二线，由朔县西新建双线向东跨恢河及北同蒲铁路，经沙楞河、徐村向东北(经广武)，以10 764 m雁门关隧道
穿越恒山山脉后设西瓦窑站，继续向南经上石寺，在京原线薛弧站以北跨京原线后设田家庄站至原平南站与Ⅰ方案相接。

该方案神池至朔县利用神朔铁路，由朔县至旧广武为桑干河上游盆地，地形平缓，在恒山北麓有巨大的洪积扇群分布，大范围洪积扇裙形成山前洪积平原，高差为80～150 m，为典型洪积地貌，线路从扇前
缘通过。

旧广武—西瓦窑为中低山区，西瓦窑—原平南为盆地，地形平坦。

本方
案增建二线长度为39.88 km，新建双线长度为116.143 km，运营长度为
153.98 km。

工程投资18.15亿元。

1.3 方案比选及推荐意见
Ⅰ方案最大优点是运营长度较Ⅲ方案缩短了65.867 km，每年可节省铁路运营费929万元，节省机车车辆购置费9 190.9万元。

从社会效益方面来看，Ⅰ方案每年可节省运费支出4 800～10 400万元，减少了货主负担，降低了生产成本。

对外
贸出口来说，降低煤炭离岸价格可大大增强竞争力。

该方案路线位于既有北同蒲铁路附近，可缓解北同蒲的运输压力，吸引地方的煤炭资源，为地方的经济发展创造良好的外部环境。

Ⅰ方案突出的缺点是地形困难，桥隧工程占全段长度的39.7%，工程难度大。

双线隧道比Ⅲ方案长12 444 m，单线隧道短1 255 m，隧道工程费比Ⅲ方案多了23 692.3万元，工程总投资比Ⅲ方案多了16 851.9万元。

但随着
施工技术的不断完善，长隧道已不再是控制线路走向和工期的重要因素，考虑到Ⅰ方案长年运营支出及机车车辆购置费的节省，尤其是显著的社会经济效益，故推荐Ⅰ方案。

2 河谷地段选线
复杂山区河谷选线是铁路选线的重点和难点。

山区河谷的峡谷地段狭窄多弯，坡岸陡峭，地质复杂，水流湍急，冲刷严重，对铁路施工、运营不利。

因此根据所经河谷自然特征及村镇分布情况，充分利用有利一岸，绕避因地形、地质和水文条件造成复杂艰巨工程，选择好左、右河岸及跨河桥位是河谷地段选线关键。

沿河谷地段的选线，除地形的因素外，要深入研究分析河谷的发育特征与地质构造情况，处理好地形与地质的关系。

从经由的整个河道着眼，从局部的具体方案着手，都要注意做两岸的工作，对地质不良地段，更要逐段逐点比选落实。

朔黄线沿滹沱河峡谷行进，根据地形、地质及沿线规划情况，对该段线路进行了认真的研究，方案先后跨河达16次之多，较好地避开了不良地质地段。

下面以朔黄西河地区方案(如图2所示)说明左、右岸及跨河桥位的选择。

图2 西河地区方案示意
2.1 右岸方案
线路自甲子湾起沿滹沱河右岸经甲子湾1号、2号隧道，水泉湾隧道(长4 925 m)，在红山崖村西北角出洞，以395 m红山崖大桥跨滹沱河进西河1号、2号隧道，
出洞后以528 m特大桥跨清水河至寺铺尖隧道进口止，线路长度为8.704 km。

该方案有5座隧道，隧道总长7 176 m，有特大桥、大桥各1座，总长927 m，工程总投资35 066.9万元。

该方案红山崖滹沱河大桥距规划的西龙池抽水蓄能电站下水库坝脚最近距离在500 m以上。

2.2 西河村后取直方案
线路自甲子湾起，经甲子湾1号、2号隧道，水泉湾隧道(长1 700 m)，在段家庄滹沱河水电站水库塘坝上游400 m处出洞，以216 m大桥跨进西河隧道(长
4 820 m)，出洞后以382 m大桥跨清水河至寺铺尖隧道进口止，线路长度为
8.295 km。

该方案西河隧道在规划的西龙池电站上水库与主厂房之间通过，距主
厂房水平距离为150 m，隧道顶板高程比厂房底板高程低20 m，距输水管洞高差为290 m。

2.3 方案比选
两方案相比，西河村后取直方案较右岸方案线路长度短409 m。

(1)工程地质条件
两方案隧道通过的地层大多为灰岩夹页岩和页岩，区内没有发现大的地质构造，两方案工程地质条件相当。

(2)水文地质条件
右岸方案水泉湾隧道和西河1号、2号隧道沿河而行，地下水量较小。

西河村后取直方案的西河隧道洞身处于地下水位以下，水量较大。

(3)铁路与电站的相互干扰
右岸方案线位距发电站距离较远，基本上避免了与电站的相互干扰，电站施工对铁路运营也不会产生大的影响。

西河村后取直方案的西河隧道洞身位于电站上水库、下水库及地下厂房以下，是否与电站的建设、运营有干扰，尚需进一步征求电力设计部门的意见。

(4)工程投资情况
如两方案按同等条件考虑，西河村后取直方案比右岸方案节省1 769.7万元。

但西河村后取直方案地下水量较右岸方案大，再加上电站上、下水库渗漏的影响，有必要加强西河隧道的防渗措施。

考虑西河隧道裂隙情况，该方案工程总投资将为
39 107.3万元。

比右岸方案投资要多4 040.4万元。

综上分析，西河村后取直方案较右岸方案线路短，技术条件与施工条件亦较好，从技术上说是可行的。

但考虑电站上、下水库渗漏对铁路的影响，西河村后取直方案工程投资非但不能节省，反而可能有较大的增加。

因此，推荐与电站无干扰的右岸方案。

3 不良地质地段选线
复杂山区铁路选线，不良地质地段往往控制线路方案。

因此选线前应深入调查研究，充分应用遥感、物探及钻探等勘察手段，查明不良地质地段分布范围、类型及规模，进行多方案、多措施比选，整体优化方案。

例如朔黄铁路定测中发现北峪口村附近滹沱河右岸有约60 000 m3的错落体，危
及铁路安全。

为避开错落体，对该段线路又研究了两跨河绕避北峪口村(简称跨河绕村方案)、两跨河中穿北峪口村(简称跨河拆村方案)和不跨河长隧道(简称长隧道方案)3个方案(如图3所示)。

图3 北峪口河岸选择方案示意
3.1 跨河绕村方案
该方案在檀山坪村跨过滹沱河绕到北峪口村北，再跨河回到滹沱河右岸，避开了沿河不良地质地段，线路长度为6.29 km，工程投资为10 962万元。

3.2 跨河拆村方案
该方案同样在檀山坪村跨过滹沱河，避开了沿河不良地质地段，以北峪口滹沱河大桥中穿北峪口村跨河回到滹沱河右岸，线路长度为6.01 km，工程投资为
10 567.7万元。

3.3 长隧道方案
该方案线位靠山偏移，以隧道形式避开不良地质地段。

该方案增加1座长
2 780 m的隧道，线路长度为5.99 km，工程投资为15 107.8万元。

3.4 方案比选
长隧道方案线路虽然顺直，但工程投资较其他两个方案多4 000多万元；跨河绕村方案线路展长300 m；跨河拆村方案线路较顺直，且工程投资最省，故推荐跨河拆村方案。

4 结束语
复杂山区铁路选线应在大面积方案研究中重点解决越岭垭口的位置、隧道长度和越岭高程的选择，根据两侧引线自然地形及地质条件，拟定不同越岭高程、隧道长度及展线方式，进行深入、细致的方案研究，选出最经济、合理的线路方案。