高原台地选线设计的探讨.pdf 3页

DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．03．085高原台地选线设计的探讨龙宗明(中铁二院工程集团有限责任公司土建一院，四川成都610031)摘要：埃塞俄比亚位于东非之角，为内陆国家，物资匮乏，主要依靠进口，而目前主要靠公路运输。新建sE-BETA—MIESO段准轨铁路是埃塞俄比亚出海通道的西段，位于埃塞俄比亚中部高原。该地整体地势西高东低，呈台阶状并逐步降低。主要有8级台地，高程共计下降1600m。本文主要结合国内铁路选线方法，进行高原台地选线设计，选择既适合埃塞俄比亚国情、同时又预留将来发展需求的线路方案。关键词：埃塞俄比亚；准轨铁路；高原台地选线；SE—BE7I’A—MIESO中图分类号：U412．24+3文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)03—0183—03l概况埃塞俄比亚地处东非，为内陆国家，资源匮乏，经济发展及人民生活等需要的物资主要依靠进口，而吉布提港是埃塞俄比亚进出口货物的主要集散地，ADDIS—DJIBOU-r11铁路则是埃塞俄比亚重要的出海通道。项目的修建将为埃塞俄比亚进出口物资的运输提供便捷的运输方式，从而为支撑和促进该国的经济发展起到重要的作用。图1SEBETA—MIESO段示意图SEBETA—MIESO段是出海通道的西段，位于埃塞俄比亚腹地。该线路位于埃塞俄比亚中部高原，西起亚的斯亚贝巴西南方向的SEBETA，向东经INDODE、DUKEM、BISHOFrU、MOJO、ADAMA、WELENCHlTI、METEHARA、AWASH、ASEBOT至MIESO，线路长度317．774km，为埃塞俄比亚第一条现代化准轨铁路。作者简介：龙宗明(1980一)，男，重庆人，工程师，研究方向：铁道工程。2沿线地形地貌SEBETA—MIESO段是出海通道的西段，位于埃塞俄比亚中部高原，全线为埃塞高原台地、低山、浅丘地貌，地势较开阔，相对高差一般数10m，整体地势西高东低(A—WASH—ASEBOT段除外)，呈台阶状，逐步降低，主要有8级台地，高程共计下降1600m。高程／m250020001500黪繁霉孽黑DKODK50I)IKl00I)1K15()DK200DK250DlK300距离／km图2SEBETA—MIESO沿线地势图表1主要台地一览表高差水平距离序号段落备注／m／kmlLABU—INDODE20062GELAN—DUKEM25093MOJO—ADAMA200104ADAMA—WACHULALU15075WELENCHm—CHELPLEKA300106HARO—MmHARA200．207AWASHPARK—AWASH250138ASEBOT—M皿SO1509(1)地层岩性。沿线地层大面积为第三～第四系玄武岩、粗面岩、凝灰岩、火山熔岩，零星出露中生代沉积岩、古生代基底。覆土以硬塑状黑棉土、粉质黏土、松软土及软土为主，厚度变化较大，软土一般不发育，黑棉土一般具中等一强膨胀性。下伏近代一现代(第三～第四系)玄武岩、火山熔岩、火山灰。(2)地质构造。线路位于东非大裂谷中，是地壳活动的活跃地带，以断层、火山为主的地质构造异常发育，断层以羽状断裂为主，多为埃塞俄比亚大裂谷的次生断层(断层多为压扭性断层)，总体走向NNE，主要延伸方向为北东一南西向，在一些地段断层相互切割使地层成块状分布，线路走向与大多数断层呈小角度相交，其对线路影响较大。(3)水文地质特征。沿线地表水主要为沟水、沼泽水、 AWASH河河水及BESEKA湖湖水，全线除了AWASH河以外基本没有常年有水的河流，埃塞俄比亚有着丰富的地下水资源，有“东非水塔”的美誉之称，在METEHARA地区，地下水氯盐和氟化物含量较高，不适宜直接饮用。对沿线地表水、地下水取样做水质分析，分析结果表明，沿线水质类型一般为HC03一·s0。2。一Na+·Ca2+、HC03一·S042～--Na+、HC03一--Na+·Ca2+、HC03一·S042一·CI一--Na+·Ca2+、HC03一·S042一·CI一--Na+、HC03一·CI一一Na+及HCO，一一Na+，按照《岩土工程勘察规范GB50021—2001》中规定，大部分地表水和地下水按II类环境s0。。、M92+、OH一，总矿化度对混凝土结构均有微腐蚀，在A类条件下对混凝土结构有弱腐蚀(微pH值腐蚀，微侵蚀性CO：腐蚀、弱HCO，一腐蚀)，对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀。全线水样pH值一般在7．0～7．8，BESEKA湖水水样pH值为9．5，Na+、K+及CI一含量很高。(4)主要工程地质问题。全线没有滑坡、崩塌、泥石流、煤层、采空等重大不良地质和灾害地质，主要工程地质问题为断层(可能有活断层)、膨胀土、危岩落石、基岩软弱夹层、边坡稳定、少量软土、地热(由于工程涉及深度不大，估计对工程影响不大)、火山熔岩类可能有放射性。(5)气象。埃塞俄比亚地处非洲东部，境内多高原。虽地处热带，但由于纬度跨度和海拔高度差距较大，各地温度冷热不均。首都ADDISABABA(平均海拔2450ni)等高原地区气候凉爽，年平均温度为15℃。每年2—5月为小雨季，6～9月为大雨季，10—1月为旱季，高原地区年平均降雨量为l000～1500mln，低地和谷地为250—500tonio笔者借鉴国内山区铁路选线经验，对高原台地间线路方案进行多方案比较，最终选择既适合埃塞俄比亚国情、同时又预留将来发展需求的线路方案。下面以SEBETA至INDODE段台地选线思路为例，阐述埃塞俄比亚一吉布提铁路SEBETA至MIESO段选线原则。3SEBETA至INDODE段方案研究SEBETA至INDODE段位于ADDISABABA附近，两点至ADDISABABA中心水平距离相当，约为20km，SEBE—TA向西至南苏丹，INDODE向东至nⅡB0uⅡ。3．1地形地貌本段地形、地貌为典型的高原台地，SEBETA海拔为2100m，LABU海拔为2260m，INDODE海拔为2060m，之间的水平距离分别为8km、10km。如图3所示。图3SEBETA—INDODE段地貌示意图高程lm)29002800270026002500240023002：002100200019001800170016001500seh，1日ndode繁(1)方案概述。1)Al方案：近ADDIS城设LABU站方案(限坡18．5％0)：线路自起点引出，出SEBETA站后，线路跨公路至SEBETA南侧，沿公路南侧与之并行至DANKU设ADDIS站，线路出ADDIS站后转向南，直至比较终点AKAKI，线路长32．8km。2)A2方案：近ADDIS城设LABU站方案(限坡24％0)：本方案线路走向与上诉方案大致相同，仅对线路平面做了细微调整以适应24％0的最大限坡。线路长度31．784kmo3)A3方案：ADDIS城南侧方案(限坡18．5％0)：线路自起点引出，出SEBETA站后转向东南方向，绕过EJERSA的山头后，继续向东南方向行进至ABASAMUEL湖，再折向东北方向至比较终点AKAKI。线路长度28．53km。(2)主要工程数量比较(略)。(3)方案比较(见表2)。A1方案线路最长，ADDIS站位位于城镇开发区，城镇房屋的拆迁较大，设置SEBETA、LABU、INDODE三个车站，可以优化首都地区服务功能，即SEBETA办理向西的货运，INDODE办理吉布提方向进口的货运，LABU站办理客运，而且LABU站紧邻双向6车道的城市快速路及首都环城公路，旅客乘坐方便快捷。由于客货运分开办理，能提高铁路为首都服务水平。A2方案与A1相比，由于采用了24‰的限坡，桥隧工 程最小，运输组织与方案A1一样，由于限坡过大，但牵引质量降低或者增加牵引功率，不利于埃塞俄比亚远期经济方展。A3线路长度最短、拆迁少、桥隧比重最小，但离ADDIS城区太远，元设置ADDIS站的条件，ADDISABABA至南苏丹的客货运集中在SEBETA站办理，ADDISABABA至吉布提的客货运集中在INDODE站办理，由于客货运集中办理，当经济发展到一定程度后，就会成为经济发展的瓶颈。表2方案比较方寨名称序号项目单位近ADDIS城设LABU站方案近ADDIS城设LABU站方(限坡18．5qx)(A1)案(限坡24‰)(A2)ADDIS城南侧方案(A3)1比较里程范围AKo+000～Al(32+800AK0+000～A髓1+784．23A5K0+000—A5l(28+530．512线路长度km32．831．78428．53路基土石方104m3318．73308．17173．275路基圬工]04m313．3111．3411．976桥梁座一延长m5—5776．075—3647．04l一2785．237隧道座一延长nlO8桥隧汇总座一延长1115—5776．075—3647．041一”85．239桥隧总长占线路长度％17．6111．4749．762曲<1600m个670101600M≤R<2800m个451线≥2800m个2411车站个数座32综上所述，Al方案虽工程量和拆迁稍大，但客运、货运功能分开，即LABU站只集中办客运，更利于城市发展，故A1为首选方案。由于埃塞俄比亚为内陆国家，资源匮乏，生产、生活物资基本靠进口，尤其通过铁路到首都，之后向西部地区辐射，这也是南苏丹的资源出口的通道之一，所以A3方案可预留为将来首都地区货车外绕线。中7座为预留车站。按照上述线路方案上报业主，并得到业主的认可，从而为顺利推动本项目的实施提供了坚实的基础。[ID：000025]参考文献：[1]中铁二院集团工程有限责任公司．ETHIOPIA新建准轨铁路AddisAbaba—Djibouti铁路Sebcta～Adama—Mieso段可行性研4结论究报告[R]．对高原台地间线路方案进行逐一方案比较’最终得出口1塞量惹冀需限责任从讯复杂艰险岖铁路选线与总既适合埃塞俄比亚国情、同时又预留将来发展需求的最省[3]铁道部第一勘察设计院．铁路工程设计技术手册．线路[M]．线路方案，其中桥梁长38．537如，占线路长度的12．13％，隧道长710m，占线路长度的0．2％，全线设25座车站，其(上接第182页)作用下，不会产生或减少变形的累积。在路桥过渡段铺设土工格栅具有职显的工程效果，因此，在路桥过渡段填方路堤可采用桥台台背回填加铺土工格栅的结构型式；②合理确定搭板长度和搭板强度设计根据桥头路堤与桥台相对沉降量预计值以及车辆行驶要求的舒适程度，合理地确定搭板长度。搭板的设计未有统一模式，一般按照下述原则确定其长度：路面设计使用年限内，由于道路下沉引起路面纵坡变化，要求搭板随路堤沉降后倾角在0．29。一0．190范围内变化。搭板的长度能够跨越桥台台背难以压实的土体或跨越计划在台背预留的土方缺口长度，并且能够处于有效的抗拉强度范围内，并且根据交通部规范要求，桥台与路堤相邻近容许工后沉降为10cm。(5)路桥过渡段的施工控制。①对路基过渡段进行大面积施工时，应严格按照试验段取得的松铺厚度、施工含水量和压实遍数等施工参数严格按照施工规范进行施工，控制好工艺流程、松铺厚度、表面平整度、施工含水量、压实遍数、配套机械、填筑速度、检测方法等；②旌工中要严格的按照施工工序确定的配合比合理的配料，进行合适的压实工艺；③为了有效控制压实厚度，采用方格网控制松铺填料量。施工过程中要消除粗细集料离析“窝”或“带”现象，确保填筑质量，控制压实标准。严禁出现发生弹簧、松散、起皮等现象的发生；④压路机碾压不到位时采用人工夯实，对于质量可疑地段，应视情况增加检验的点数，采取适当的措施，尤其要控制好边角压实质量。3结论工程实践表明，在桥头引道处，柔性路堤和刚性桥台之间的强度渐变容易引起不均匀沉降，出现桥头跳车现象，成为公路工程建设及行车舒适性的一个突出问题。根据工程地质条件，做好路桥过渡段地基处治，设计恰当结构，加强过渡段结构施工各个环节的控制，保证每道工序的工程质量和工作质量，从雨防止或减少路桥过渡段的不均匀沉降，从而减轻甚至避免公路桥头跳车现象，提高公路使用性能和使用寿命。[ID：000364]参考文献：[1]张洪亮．路桥过渡段桥头搭板容许坡差确定的参数影响[J]．长安大学学报，2003．[2]王明怀．高等级公路桥头跳车病害的成因与防治措施研究[J]．华东公路，1996．[3]冯光乐．土工合成材料处理桥头过渡段路基离心模型试验研究[J]．公路交通科技，2003．