大原铁路客运专线恒山余脉越岭方案研究

大原铁路客运专线恒山余脉越岭方案研究

摘要：大同至原平铁路客运专线经恒山余脉越岭，地形、地质条件复杂。通过

区域内地形分析、地质勘察，结合沿线经济据点、环境敏感区分布，研究不同的

越岭方案，综合考虑经济发展、工程技术及运营条件等因素，合理选择越岭方案。

关键词：客运专线；越岭地段；铁路选线；方案研究

1 概述

大同至原平铁路客运专线位于华北北部，北接我国“煤都”大同，经朔州市、

南连忻州市并通过大西铁路客运专线与省会太原贯通。项目的修建将进一步完善

华北西部地区快速客运网络，促进蒙西、晋北与华东、中南、华南等沿海经济发

达地区的交流；同时覆盖沿线各中小城市和地区城际客流运输，对加强中西部地

区与内地经济联系、山西省内客运交流具有重要意义。

新建铁路北起在建大张高铁终点下米庄附近，经怀仁县、应县、山阴县、朔

州市、代县、原平市，接入大西客专预留樊家庄线路所。线路全长147.9km，沿

途经过恒山余脉，为全线唯一的越岭地段，越岭方案的选择不仅关系到线路走向

及工程投资，更是施工和运营安全的保障。

2 越岭选线研究思路

2.1 概念

越岭选线是指铁路从一个水系流域通过岭顶隧道（或路堑）进入另一水系流

域的铁路选线。其特点是高程障碍大，地形、地质条件复杂，工程艰巨。

2.2地质选线

越岭地段线路方案具有较大的平纵断面摆动范围，需全面了解区域内地形、

地质条件；加大地物调查与工程勘察范围，落实不良地质分布及岩性特征，先期

开展地质选线。因此，越岭选线的地质工作是区域地质色彩最为浓重的地段。

2.3 选择越岭隧道

根据隧道技术条件及工期要求，合理选择越岭隧道。①采用长隧道越岭，尽

量缩短线路长度，以工程换长度；采用特殊施工方案保证工期要求。②利用展线长度争取高程，结合山顶自然沟壑的高程，缩短越岭隧道长度。③线路适当偏离航空线，在山体厚度居中的位置，采用垂直山体的走向，适当展长线路，越岭隧

道长度适中。

3 越岭线路方案研究

越岭方案直接影响线路走向、工程投资和施工组织难度，因此必须研究不同

的越岭线路方案并进行经济、技术比选分析。

3.1 主要控制因素

（1）地形、地质条件

本段位于山西台背斜、恒山隆起区的西段，是海河支流桑干河与滹沱河的分

水岭，线路自大同盆地至忻定盆地，翻越恒山余脉，相对高差500～900m，通过

对区域地形研究发现，雁门关附近为恒山余脉山体厚度最薄地段，东、西两端山

体逐渐加厚，山势也愈加陡峻复杂。区域内新构造运动较为强烈，断层、断裂发育，其中北麓分布全新世活动断裂，南麓有晚更新世-全新世活动断裂，均呈东西走向，区域内地下水丰富，最大涌水量接近40万方。

（2）主要经济据点

沿线分布有朔州、代县和原平三个市县，代县偏离朔州至原平间的航空线。

铁路线路应尽量经过沿线政治、经济据点，并与其发展规划相适应，方便客流集

散，带动地方经济及旅游发展。

（3）环境敏感区

范围内有紫金山自然保护区，位于大同盆地东部黄土丘陵区与恒山余脉山区；山顶分布有北齐长城、明长城、烽火台等文物保护区，山南有九龙山泉、马圈泉域。线路宜尽量绕避环境敏感区。

（4）隧道技术及工期要求

目前我国最长双线高铁隧道是西成客专天华山隧道，隧道长16.0km。本线总

工期4.5年，要求隧道施工工期不大于40个月，线路方案研究应充分考虑隧道工期，施工及运营便利性。

3.2 线路走向的选择

结合线路总体走向、地形地质条件、环境敏感区及隧道工程要求等，研究了

代县境内设站方案、原平境内设站方案和长隧道取直方案。

（1）代县境内设站方案

线路自南辛寨村西南进入恒山隧道，下穿二广高速公路雁门关隧道，出隧道

后上跨S251省道，于下官院村西设代县西站，继续南行经崞阳西到达方案比较

终点。本方案线路长度52.6km，越岭隧道长14.8km，斜井5座共计7.8km，桥隧

比89.3%，工程投资53.3亿元。

图1 越岭地段线路走向方案示意图

（2）原平境内设站方案

线路自牛圈梁村进入恒山隧道，经九龙山泉东下穿二广高速公路桥，出隧道

后上跨韩原铁路，进入原平市境内，于上阳贾村南设代县西站，继续南行经崞阳

西到达方案比较终点。本方案线路长度50.1km，越岭隧道长15.0km，斜井5座

共计8.4km，桥隧比92.7%，工程投资50.7亿元。

（3）长隧道取直方案

线路自何庄村东进入恒山隧道，于炭峪村西出隧道，后沿二广高速公路西侧

南行，上跨韩原铁路经崞阳西到达方案比较终点。考虑地形地势及交通条件，本

方案不设代县西站；线路长度46.8km，隧道长度16.6km，斜井5座共计9.2km，

桥隧比95.2%，工程投资47.3亿元。

（4）优缺点分析及推荐意见

① 从工程地质条件条件分析：代县境内设站方案、原平境内设站方案洞身围岩多为太古界变粒岩及片麻岩，岩性破碎，分别穿越6条断层和12条断层，局

部存在小角度穿越断层的现象，对隧道洞身及隧道洞口的稳定产生一定影响，而

长隧道取直方案经过的断层、太古界变粒岩及片麻岩长度较短。因此，长隧道取

直方案相对较优。

② 从线路平、纵断面条件分析：长隧道取直方案线路较为顺直，较代县境内设站方案、原平境内设站方案分别短5.8km与3.3km，但连续采用18km 25～30‰的坡道，列车末端运行速度降至240km/h，追踪间隔到达6min。另外两方案采用

较缓坡度，对列车运行速度及追踪间隔基本没有影响。

图2 越岭隧道长度比选示意图

③ 从带动沿线经济发展方面分析：代县是全线唯一的国家级贫困县、革命老区，拥有雁门关等景点。代县境内设站方案能够兼顾代县居民出行、带动经济发展，符合国家脱贫攻坚精神以及省、市、县相关规划要求。虽然原平境内设站方

案地形地质条件相对较好，但车站位于原平市境内，不符合地方发展规划。