孙家沟至瓦塘地方铁路选线设计_冯慧淼 3页

孙家沟至瓦塘地方铁路选线设计:冯慧淼57文章编号:16727479(2012)04005703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)TheDesignofRouteSelectionforSunjiagou-WaTangRegionRailwayFENGHui-miao摘要孙瓦地方铁路为山区重载铁路，受各种控制因素影响，选择合理的线路走向是本项目建设的基础。从重载铁路的特征、影响铁路选线的各种因素分析，提出合理的选线原则和方法，确定科学合理的线路走向。在全面、准确分析项目特点的基础上，综合考虑铁路路网功能、工程投资、环保要求、地形地质条件等因素，合理确定特殊工点处理措施。对线路走向进行综合研究，确保实施方案综合效益最佳。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:B1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2.1重载铁路县、忻州市保德县境内，为山西中南部铁路通道的重要本项目后方通路为山西中南部铁路通道，以煤炭集运线，是山西中南部铁路通道北部的延伸，技术条件运输为主，通过总重大，年运量在4000万t以上，因此要求与山西中南部铁路一致。对车站规模、环保及线路坡度提出较高要求;牵引质量山西中南部铁路为规划的煤炭集疏运大能力通大，车站到发线有效长要求较长，车站布置要求较高。道，自山西瓦塘开始至山东日照下海，经山西、河南、山2.2沿线地形复杂东三省12市，正线线路长度1259km，主要标准为牵本项目西侧为黄河，东侧为规划或正在开采的煤引重量10000t，电气化双线，限制坡度6/13‰，最大货矿，受此影响，线路仅能在矿界和黄河之间穿行，而本流密度2.0亿t/年，计划2014年建成，为在建重载区域内沟壑成群，且均垂直于黄河，线路走向基本与冲铁路。沟垂直，由于线路坡度要求同山西中南部铁路一致，造本项目线路经过地区属于黄土高原丘陵及低山成本线桥隧比较大。区，是吕梁山地向黄河峡谷的延伸部分，上部覆盖厚层2.3投资方要求黄土，由于长期水流侵蚀和切割作用，形成黄土丘陵地本项目投资方为世忻集团公司，根据设计要求的貌。沿线属黄河流域，穿越黄河支流岚漪河、黑土峁车站装车量计算，设单环装车线即可满足装车要求，但河、安家山河、化树塔河、朱家川河等。沿线地形、工程是投资方考虑企业的经营战略、运力的保障性以及运地质、水文地质条件极为复杂，煤矿采空区、黄土滑坡、价的影响等因素，明确要求车站按双环装车线设计。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38.6km，桥隧比重高达70.2%。3选线原则收稿日期:2012-06-043.1路网选线及接轨站选择作者简介: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。本项目相邻铁路既有线主要有南同蒲线、太焦线、 58铁道勘察2012年第3期侯月线、新月线等，并新建了山西中南部铁路、吕临支度要求1700m，加之每座车站均需要设置双环装车线、大西客运专线等。本线主要服务于附近矿区的煤线，车站站坪长度要求达到2500～2600m，车站位置炭外运并预留远期向神木方向延伸条件，主要的接轨的选择成为本项目控制因素。为了给车站提供较好的站为山西中南部铁路上的车站。经过技术经济比较，运营和养护维修作业条件，结合工程地质条件、车站吸推荐采用山西中南部铁路起点站瓦塘站接轨。引煤矿范围、储运装煤系统设置条件，尽可能将车站设3.2地质选线在地形条件较好的地段。本项目主要地质控制因素为煤矿矿区边界和沿线(2)不良地质处理方式及工点整治不良地质，选线设计中充分考虑地质条件对线路走向选线设计时，对于不良地质规模大，整治困难且整的影响，尽量绕避影响本线建设和运营的不良地质因治工程巨大，而且不受设站条件控制时，一般都考虑予素。无法绕避的采取工程措施，确保项目的可行性，提以绕避。对不能绕避的不良地质工点，采取有力的工高项目的可实施性。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;3.3环保选线小的滑坡体采取卸载，加强工程措施等方式。黄河两岸自古为中华文明的发源地，岸边文物较孙家沟站滑坡处理:多;保德县为主要的油枣产区，枣树较多。选线中尽量受地形条件限制，孙家沟车站经过滑坡体，滑坡纵绕避黄河岸边文物并远离人口密集区，减少对枣树的长约214m，平均宽度约650m，滑体面积约砍伐，力求铁路建设与自然环境的高度和谐，实现可持2139100m，滑体平均厚度14.0m，体积约续发展。31947400m，主滑方向260°，与线路轴线夹角约4°。4选线设计从地质情况分析，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4.1主要技术标准确定方高度达70m，滑动面在路肩高程以上。滑动面以下(1)铁路等级采用渗水填料，填方形成反压。本项目虽然为地方铁路，但是近、远期最大密度达设计中采取工程措施为滑动面以下路堑边坡采用到了3300万t、4800万t，已达到较高的水平;而且还M7.5浆砌片石孔窗式护墙或锚杆格梁处理，坡率1∶是山西中南部铁路的主要集运支线之一，对保障山西1.0，滑动面以上边坡坡率1∶1.5，边坡采用M7.5浆中南部铁路的煤炭运量来源具有重要意义，设计采用砌片拱型骨架护坡防护，并于滑动面上一级设置10～铁路等级为国铁Ⅰ级。30m大平台，并在大平台上设置抗滑桩;堑顶采取截(2)正线数目排水工程等措施进行综合整治。根据不同区段设计运量要求及工程情况，确定正顺层路堑:目前对顺层的物理力学指标没有较为线数目。瓦塘—冯家川段近、远期最大密度分别为有效和准确的测定方法，且其指标在开挖暴露后还具3300万t，4800万t，运量水平已达到双线规模，正线有时间效应，因此在顺层路基工点设计时对所采取的数目宜选择一次新建双线;而冯家川—孙家沟段近、远工程措施难于把握。要么工程措施太强，造成投资浪期最大密度分别为1700万t，2300万t，单线即可满费;要么工程措施太弱，留下安全隐患，甚至产生顺层足预测运量水平。但由于本段地形条件复杂，桥隧相滑坡，造成重大灾害。连，重点工程较多，远期增复线难度较大，设计中对于本次设计中，当岩层或节理走向与线路走向的夹单线、工程预留双线、一次新建双线规模均进行了经济角小于45°，硬质岩无软弱夹层;视倾角大于20°，软质技术比选，给业主提供多种选择。岩或硬质岩有软弱夹层;视倾角大于5°，考虑顺层影(3)其他技术标准响。顺层一侧放缓边坡并根据工点情况采用顺层清对于其他如限制坡度、牵引种类、机车类型、牵引方、挡土墙、锚固桩、锚索格梁等措施加固，不顺层一侧质量、到发线有效长度均同山西中南部铁路一致，不再按正常路堑边坡防护。进行经济技术比选。(3)桥隧工程设置4.2车站位置选择及线路走向比选目前，桥梁和隧道的设计和施工技术水平已经有(1)车站位置选择了大幅度的提高，因此在该段线路选线设计时，结合地山区铁路车站设置相当困难，本线到发线有效长形条件、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59在进行综合研究后，采用了较多的复杂大跨度结构桥结合起终点位置及中间站的设置情况，综合考虑梁和长隧道。由于本项目无法避免高墩大跨度桥梁，地形地貌、开采及规划煤矿矿界、地质特征、环保等因从施工风险方面考虑尽可能降低桥墩高度也成了线路素，依照确定的主要技术标准，研究了穿越矿区方案、走向选择的一个重要控制因素。靠近矿区方案和沿黄河方案三个走向方案(见表1)。(4)线路走向选择表1线路走向方案综合分析项目沿黄河方案(方案Ⅰ)靠近矿区方案(方案Ⅱ)穿越矿区方案(方案Ⅲ)线路长度正线30.882km正线31.003km正线30.6km新设车站2个，正线隧道长17.97km，桥新设车站2个，正线隧道长13.462km，新设车站2个，隧道长22.625km，桥长主要工程内容长5.570km，桥隧比76.23%桥长8.408km，桥隧比70.54%10.942km，桥隧比81.5%冯家川站内安家山河六线特大桥桥高达白家沟站内七线大桥桥高73m，安家山冯家川站内安家山河六线特大桥桥高重点桥渡工程91.9m，小河沟河特大桥桥高达到河特大桥桥高126m，化树塔河特大桥桥108m，化树塔河特大桥桥高117m96.1m高122m边坡高度20m以上边坡段落长5800边坡高度20m以上边坡段落长7550边坡高度20m以上边坡段落长7200m，m，其中车站内段落长3400m，孙家沟站m，其中车站内段落长3200m，孙家沟站其中车站内段落长4000m，孙家沟站最重点路基工点最大边坡高度达75m;填方高度大于20最大边坡高度达72m;填方高度大于20大边坡高度达78m;填方高度大于20mm段落长1200mm段落长1600m段落长1200m线路地形地质情况距离黄河较近，长大隧道、高桥较少距离黄河较近，冲沟较深，高桥较多距离黄河较远，高程较高，长隧道多白家沟、孙家沟站均距黄河较远，远期需远期延伸至神木方冯家川站离黄河近，高程较低，远期线路冯家川站离黄河较远，高程较高，远期线从孙家沟站延伸跨黄河，至黄河边线路向条件可以直接跨黄河至神木路需展线降低高程后跨黄河至神木长度17.3km，需要再增设一个中间站线路在同煤集团拟增资源、阳煤集团拟正线基本沿黄河前行，距离矿区较远，压正线大部分在矿区外，压矿较少。压煤压矿情况增资源范围内穿行，压矿较多。约16.5矿较少。压煤段落长约8.2km段落长约7.06km。km压煤段落白家沟车站位置距离矿区较近、唐子梁冯家川车站距离沿黄公路较近，煤炭储冯家川车站距离矿区、沿黄公路稍远，煤站距离忻保高速公路及煤矿均较近，煤煤炭储运装方面运系统较简单炭储运系统较复杂炭储运装系统工程较简单，可以把煤矿、铁路较好连接起来地方意见占压煤矿资源较少，地方同意本方案占压煤矿资源较少，地方同意本方案占压煤矿资源较多，地方不同意距离黄河较近，沿线居民点分布多，对环距离黄河较近，沿线居民点分布多，对环环境影响评价远离黄河，居民点分布少，环境影响小境影响大境影响大工程投资524584万元589762万元700871万元工程投资差0－65178－176287从表1影响线路走向因素的综合分析上看，沿黄河类似铁路项目也有一定借鉴作用。方案较穿越矿区方案远期长度短17.3km，而且近期大参考文献量减少了对矿产资源的占压，得到了地方的明确支持，［1］铁道第三勘察设计院集团有限公司．孙家沟至瓦塘地方铁路预节省工程投资176287万元;相对于靠近矿区方案，虽然可行性研究［R］．天津:铁道第三勘察设计院集团有限公司，2011［2］铁道第三勘察设计院集团有限公司．兴县至保德地方铁路可行压矿长度增加了1.1km，但大跨桥明显降低了桥墩高性研究［R］．天津:铁道第三勘察设计院集团有限公司，2012．度，设计和施工难度大幅降低，提高了工程的可靠性，而［3］铁道第三勘察设计院集团有限公司．山西中南部铁路通道可行性且煤炭储运装系统相对简单，建设和运营成本低，较方研究［R］．天津:铁道第三勘察设计院集团有限公司，2009案Ⅱ节省投资65178万元。因此本次推荐沿黄河方案。［4］铁道部第一勘测设计院．铁路工程设计技术手册线路［M］．北京:中国铁道出版社，19955结束语［5］铁道部第一勘测设计院．铁路工程设计技术手册路基［M］．北京:中国铁道出版社，1994孙瓦铁路地形、地质条件极为复杂，线路走向的控［6］GB50091—2006铁路站场及枢纽设计规范［S］制因素多，选线设计过程中贯彻路网规划、地质选线、［7］GB50090—2006铁路线路设计规范［S］环保选线的理念，经过技术经济比选，优化线路走向方［8］TB10001—2005铁路路基设计规范［S］案，合理确定车站位置，尽量缩短线路长度，减少建设［9］朱颖．铁路选线理念的创新与实践［J］．铁道工程学报，2009(6):期和运营期成本。本文给出了山区重载地方铁路的选1-5［10］李翔．铁路工程放射性影响评价方法研究［J］．铁道工程学报，线基本原则及个别不良地质工点的处理方法，对其他2010(8):41-46