孙家沟至瓦塘地方铁路选线设计

2. 3 投资方要求
本项目投资方为世忻集团公司，根据设计要求的 车站装车量计算，设单环装车线即可满足装车要求，但 是投资方考虑企业的经营战略、运力的保障性以及运 价的影响等因素，明确要求车站按双环装车线设计。
3 选线原则
收稿日期： 2012-06-04 作者简介： 冯慧淼（ 1972—） ，女，1995 年毕业于兰州铁道学院铁道工程 专业，工学学士，高级工程师。
本项目线路经过地区属于黄土高原丘陵及低山 区，是吕梁山地向黄河峡谷的延伸部分，上部覆盖厚层 黄土，由于长期水流侵蚀和切割作用，形成黄土丘陵地 貌。沿线属黄 河 流 域，穿 越 黄 河 支 流 岚 漪 河、黑 土 峁 河、安家山河、化树塔河、朱家川河等。沿线地形、工程 地质、水文地质条件极为复杂，煤矿采空区、黄土滑坡、 崩塌、危岩落石、顺层等不良地质和特殊地质发育，线 路建筑长度 38. 6 km，桥隧比重高达 70. 2% 。
3. 2 地质选线
本项目主要地质控制因素为煤矿矿区边界和沿线 不良地质，选线设计中充分考虑地质条件对线路走向 的影响，尽量绕避影响本线建设和运营的不良地质因 素。无法绕避的采取工程措施，确保项目的可行性，提 高项目的可实施性。
3. 3 环保选线
黄河两岸自古为中华文明的发源地，岸边文物较 多； 保德县为主要的油枣产区，枣树较多。选线中尽量 绕避黄河岸边文物并远离人口密集区，减少对枣树的 砍伐，力求铁路建设与自然环境的高度和谐，实现可持 续发展。
冯家川站 内 安 家 山 河 六 线 特 大 桥 桥 高 108 m，化树塔河特大桥桥高 117 m
白家沟站内七线大桥桥高 73 m，安家山 河特大桥桥高 126 m，化树塔河特大桥桥 高 122 m
重点路基工点 线路地形地质情况
边坡高度 20 m 以 上 边 坡 段 落 长 5 800 m，其中车站内段落长 3 400 m，孙家沟站 最大边坡高度达 75 m； 填方高度大于 20 m 段落长 1 200 m
4. 2 车站位置选择及线路走向比选
（ 1） 车站位置选择 山区铁路车站设置相当困难，本线到发线有效长
度要求1 700 m，加 之 每 座 车 站 均 需 要 设 置 双 环 装 车 线，车站站坪长度要求达到2 500 ～ 2 600 m，车站位置 的选择成为本项目控制因素。为了给车站提供较好的 运营和养护维修作业条件，结合工程地质条件、车站吸 引煤矿范围、储运装煤系统设置条件，尽可能将车站设 在地形条件较好的地段。
4 选线设计
4. 1 主要技术标准确定
（ 1） 铁路等级 本项目虽然为地方铁路，但是近、远期最大密度达 到了3 300 万 t、4 800 万 t，已达到较高的水平； 而且还 是山西中南部铁路的主要集运支线之一，对保障山西 中南部铁路的煤炭运量来源具有重要意义，设计采用 铁路等级为国铁Ⅰ级。 （ 2） 正线数目 根据不同区段设计运量要求及工程情况，确定正 线数目。瓦 塘—冯 家 川 段 近、远 期 最 大 密 度 分 别 为 3 300 万 t，4 800 万 t，运量水平已达到双线规模，正线 数目宜选择一次新建双线； 而冯家川—孙家沟段近、远 期最大密度分别 为1 700 万 t，2 300 万 t，单 线 即 可 满 足预测运量水平。但由于本段地形条件复杂，桥隧相 连，重点工程较多，远期增复线难度较大，设计中对于 单线、工程预留双线、一次新建双线规模均进行了经济 技术比选，给业主提供多种选择。 （ 3） 其他技术标准 对于其他如限制坡度、牵引种类、机车类型、牵引 质量、到发线有效长度均同山西中南部铁路一致，不再 进行经济技术比选。
压矿情况
煤炭储运装方面 地方意见 环境影响评价 工程投资 工程投资差
正线基本沿黄河前行，距离矿区较远，压 矿较少。压煤段落长约 8. 2 km
正线大部分 在 矿 区 外，压 矿 较 少。 压 煤 段落长约 7. 06 km。
线路在同 煤 集 团 拟 增 资 源、阳 煤 集 团 拟 增资源范围内穿行，压矿较多。约 16. 5 km 压煤段落
新设车站 2 个，正线隧道长 13. 462 km， 新设车站 2 个，隧道长 22. 625 km，桥长
桥长 8. 408 km，桥隧比 70. 54%
10. 942 km，桥隧比 81. 5%
重点桥渡工程
冯家川站内安家山河六线特大桥桥高达 91. 9 m，小 河 沟 河 特 大 桥 桥 高 达 到 96. 1 m
距离黄河较远，高程较高，长隧道多
远期延伸至神木方 向条件
冯家川站离黄河近，高程较低，远期线路 可以直接跨黄河至神木
冯家川站离黄河较远，高程较高，远期线 路需展线降低高程后跨黄河至神木
白家沟、孙家沟站均距黄河较远，远期需 从孙家沟 站 延 伸 跨 黄 河，至 黄 河 边 线 路 长度 17. 3 km，需要再增设一个中间站
远离黄河，居民点分布少，环境影响小
524 584 万元
589 762 万元
700 871 万元
0
－ 65 178
－ 176 287
从表 1 影响线路走向因素的综合分析上看，沿黄河 方案较穿越矿区方案远期长度短 17. 3 km，而且近期大 量减少了对矿产资源的占压，得到了地方的明确支持， 节省工程投资176 287万元； 相对于靠近矿区方案，虽然 压矿长度增加了 1. 1 km，但大跨桥明显降低了桥墩高 度，设计和施工难度大幅降低，提高了工程的可靠性，而 且煤炭储运装系统相对简单，建设和运营成本低，较方 案Ⅱ节省投资65 178万元。因此本次推荐沿黄河方案。
（ 2） 不良地质处理方式及工点整治 选线设计时，对于不良地质规模大，整治困难且整 治工程巨大，而且不受设站条件控制时，一般都考虑予 以绕避。对不能绕避的不良地质工点，采取有力的工 程措施进行综合整治，以确保安全。如对于崩塌落石 地段，宜采取清除、高边坡分级开挖等防护治理措施； 小的滑坡体采取卸载，加强工程措施等方式。 孙家沟站滑坡处理： 受地形条件限制，孙家沟车站经过滑坡体，滑坡纵 长 约 214 m，平 均 宽 度 约 650 m，滑 体 面 积 约 139 100 m2 ，滑 体 平 均 厚 度 14. 0 m，体 积 约 1 947 400 m3 ，主滑方向 260°，与线路轴线夹角约 4°。 从地质情况分析，滑坡沿着土石分界面滑动，滑动方向 顺着线路方向，线路以挖方路堑方式通过，线路最大挖 方高度达 70 m，滑动面在路肩高程以上。滑动面以下 采用渗水填料，填方形成反压。 设计中采取工程措施为滑动面以下路堑边坡采用 M7. 5 浆砌片石孔窗式护墙或锚杆格梁处理，坡率 1∶ 1. 0，滑动面以上边坡坡率 1∶ 1. 5，边坡采用 M7. 5 浆 砌片拱型骨架护坡防护，并于滑动面上一级设置 10 ～ 30 m 大平台，并在大平台上设置抗滑桩； 堑顶采取截 排水工程等措施进行综合整治。 顺层路堑： 目前对顺层的物理力学指标没有较为 有效和准确的测定方法，且其指标在开挖暴露后还具 有时间效应，因此在顺层路基工点设计时对所采取的 工程措施难于把握。要么工程措施太强，造成投资浪 费； 要么工程措施太弱，留下安全隐患，甚至产生顺层 滑坡，造成重大灾害。 本次设计中，当岩层或节理走向与线路走向的夹 角小于 45°，硬质岩无软弱夹层； 视倾角大于 20°，软质 岩或硬质岩有软弱夹层； 视倾角大于 5°，考虑顺层影 响。顺层一侧放缓边坡并根据工点情况采用顺层清 方、挡土墙、锚固桩、锚索格梁等措施加固，不顺层一侧 按正常路堑边坡防护。 （ 3） 桥隧工程设置 目前，桥梁和隧道的设计和施工技术水平已经有 了大幅度的提高，因此在该段线路选线设计时，结合地 形条件、地质条件、线路平纵断面条件等方面的需要，
孙家沟至瓦塘地方铁路选线设计： 冯慧淼
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文章编号： 1672 7479（ 2012） 04 0057 03
孙家沟至瓦塘地方铁路选线设计
冯慧淼
（ 铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142）
The Design of Route Selection for Sun jia gou-Wa Tang Region Ra为山西中南部铁路通道，以煤炭 运输为主，通过总重大，年运量在4 000 万 t以上，因此 对车站规模、环保及线路坡度提出较高要求； 牵引质量 大，车站到发线有效长要求较长，车站布置要求较高。
2. 2 沿线地形复杂
本项目西侧为黄河，东侧为规划或正在开采的煤 矿，受此影响，线路仅能在矿界和黄河之间穿行，而本 区域内沟壑成群，且均垂直于黄河，线路走向基本与冲 沟垂直，由于线路坡度要求同山西中南部铁路一致，造 成本线桥隧比较大。
距离黄河较近，长大隧道、高桥较少
边坡高度 20 m 以 上 边 坡 段 落 长 7 550 m，其中车站内段落长 3 200 m，孙家沟站 最大边坡高度达 72 m； 填方高度大于 20 m 段落长 1 600 m
距离黄河较近，冲沟较深，高桥较多
边坡高度 20 m 以上边坡段落长 7 200 m， 其中车站内段落长 4 000 m，孙家沟站最 大边坡高度达 78 m； 填方高度大于 20 m 段落长 1 200 m
冯家川车站距 离 沿 黄 公 路 较 近，煤 炭 储 运系统较简单
占压煤矿资源较少，地方同意本方案 距离黄河较近，沿线居民点分布多，对环 境影响大
冯家川车站距离矿区、沿黄公路稍远，煤 炭储运系统较复杂
占压煤矿资源较少，地方同意本方案 距离黄河较近，沿线居民点分布多，对环 境影响大
白家沟车 站 位 置 距 离 矿 区 较 近、唐 子 梁 站距离忻 保 高 速 公 路 及 煤 矿 均 较 近，煤 炭储运装系统工程较简单，可以把煤矿、 铁路较好连接起来 占压煤矿资源较多，地方不同意
最佳。
关键词 孙瓦地方铁路 重载 复杂地形 选线
中图分类号： U212. 32
文献标识码： B
1 项目概况
2 项目主要特征
孙家沟至瓦塘地方铁路工程位于山西省吕梁市兴 县、忻州市保德县境内，为山西中南部铁路通道的重要 集运线，是山西中南部铁路通道北部的延伸，技术条件 要求与山西中南部铁路一致。