困難山區(qū)鐵路選線設(shè)計(jì)思路

中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司鄭州設(shè)計(jì)院 河南鄭州 450000

1 項(xiàng)目概況

該專用線起點(diǎn)為礦產(chǎn)資源開采匯集點(diǎn)，終點(diǎn)為國鐵高平車站。線路從海拔500m的高原延伸至海拔高度約10m的平原，起終點(diǎn)間直線距離長度約48km，經(jīng)過對沿線地形分析，確定了溝谷選線方案，從起點(diǎn)至二十三公里，有明顯的與線路走向一致、兩岸開闊、地質(zhì)條件較好并且坡度平緩的溝谷，線位選在地形較平緩，臺地較多，支溝較少的一岸，沿溝谷選線可以避免產(chǎn)生大的工程量；從三十八公里至終點(diǎn)線路走形在平原地段，地形起伏低，線路短直是選線主要原則；但是從三十八公里至四十八公里，線路經(jīng)過一段無法繞避的“雞爪子”山溝，如何在高差起伏較大，地形條件復(fù)雜段落選定線路走向，是影響此條專用線工程投資和運(yùn)輸能力的重要因素。通過對初步線路條件分析，結(jié)合該礦產(chǎn)資源在當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展現(xiàn)狀以及規(guī)劃，根據(jù)當(dāng)?shù)丶扔需F路運(yùn)輸能力和礦產(chǎn)產(chǎn)量分析，對項(xiàng)目建成后的運(yùn)輸能力進(jìn)行合理預(yù)測，從而確定了此專用線的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2 在山區(qū)選取路線的內(nèi)容

2.1 滑坡

滑坡在線路選取的過程中也是比較重要的影響因素，對于不時(shí)發(fā)生滑坡這一突發(fā)現(xiàn)象的地段，在進(jìn)行選址時(shí)，要對該地的地質(zhì)構(gòu)造及周邊環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)的勘測調(diào)查，咨詢相關(guān)地質(zhì)專家這方面的建議。還要利用現(xiàn)代高科技手段來判斷該地的分布規(guī)模，同時(shí)通過對滑坡地層的巖性、水性的調(diào)查，進(jìn)一步對引發(fā)滑坡事件的原因進(jìn)行分析，能夠?qū)伦龊贸浞譁?zhǔn)備。

2.2 崩塌、巖堆

在山區(qū)發(fā)生一些崩塌、落石的現(xiàn)象，這是比較常見的，會(huì)對周邊的鐵路建設(shè)造成很大的破壞，同時(shí)對居民的房屋、人員造成很大的傷害。山區(qū)優(yōu)勢還會(huì)因坍塌、落石，形成大量的巖堆，也會(huì)影響鐵路的營建。根據(jù)我國多年的經(jīng)驗(yàn)表明，遇到一些比較陡峭、易于發(fā)生坍塌的坡面要盡可能的選擇使用隧道工程，避免意外的發(fā)生。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造時(shí)影響鐵路建設(shè)最重要的因素之一，必須對其進(jìn)行仔細(xì)的勘測和調(diào)查，而且還要選擇合適的探測手段。通過地質(zhì)構(gòu)造的探查可以把握地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及巖性與不良地質(zhì)現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系。

3 困難山區(qū)鐵路選線影響因素

3.1 地形困難

地形上最明顯的特點(diǎn)是相對高差大，埡口多，山間溝谷蜿蜒曲折，坡陡溝深，造成工程量巨大，線路敷設(shè)難度大，展線長。

3.2 地質(zhì)復(fù)雜

山區(qū)地段，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，常伴隨著斷層、滑坡、泥石流、崩塌、巖堆、巖溶、落石等不良地質(zhì)條件，不同地段地質(zhì)條件差別較大，合理避讓不良地質(zhì)條件是山區(qū)選線的重要控制因素。

3.3 經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)稀疏

山區(qū)地段，人口密度低，對外交通條件差，經(jīng)濟(jì)相對落后，正所謂“要想富先修路”，鐵路的建設(shè)對沿線居民的出行和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到促進(jìn)作用，合理選擇經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，不僅影響鐵路的運(yùn)輸能力和效率，還能更好的促進(jìn)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3.4 環(huán)保要求高

山區(qū)內(nèi)往往植被茂密，動(dòng)物種類繁多，自然保護(hù)區(qū)，原始森林等環(huán)境敏感點(diǎn)較多，鐵路線路經(jīng)過這些地方要盡量避讓，不能避讓要采取合理有效的環(huán)保措施，避免對生態(tài)環(huán)境造成破壞。

3.5 壓礦及采空區(qū)

目前，地下空區(qū)已經(jīng)成為制約礦山發(fā)展的一個(gè)重要難題，隨著礦山向深部開采，地壓增大，地下空區(qū)在強(qiáng)大的地壓下，容易發(fā)生坍塌事故，尤其對地下轉(zhuǎn)露天開采的礦山影響很大；地下開采殘留大量的采場、硐室、巷道沒有進(jìn)行及時(shí)處理，對露天開采帶來了嚴(yán)重的隱患，同時(shí)給礦山工作人員和設(shè)備帶來嚴(yán)重的威脅。

4 平、縱斷面設(shè)計(jì)

4.1 平面設(shè)計(jì)原則

在線路控制點(diǎn)間的航空線附近找出高障礙和平面控制點(diǎn)作為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，航空線附近的埡口是最佳制高點(diǎn)，應(yīng)作為線路的必經(jīng)點(diǎn)，合理選出制高點(diǎn)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)可使線路順直、工程量小。在困難山區(qū)，橋隧工程是不可避免的，合理選擇橋隧位置是至關(guān)重要的，用足限坡，可以減少高差，縮短線路長度和降低高橋的高度，使線路盡快的設(shè)在地形較平緩、河谷平臺上。但對地形地質(zhì)復(fù)雜地段、坡度應(yīng)留有一定余地，避免因個(gè)別隧道可能延長，個(gè)別路、橋可能改為隧道時(shí)，而需增加隧道坡度折減，造成超限坡。

4.2 縱段面設(shè)計(jì)原則

線路縱斷面設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。相同的線路平面方案可以設(shè)計(jì)出N個(gè)線路縱斷面方案，不同的縱斷面方案，其施工技術(shù)和工程運(yùn)營條件會(huì)有天壤之別[1]。困難山區(qū)縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)除了要嚴(yán)格執(zhí)行線路設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，以保證列車運(yùn)行的安全和平順，還要盡量用足限制坡度，盡量做到填挖平衡，縮短線路長度，降低工程投資，并且避免出現(xiàn)反坡、緩坡，損失高程，造成額外展線增加投資，同時(shí)線路縮短，機(jī)車數(shù)量、車站數(shù)目、旅行時(shí)間也相應(yīng)減少，有利于后期運(yùn)營。同時(shí)坡度也不能拉的過足，也應(yīng)適當(dāng)留有余地，減少有害坡和有害高度，特別是地形地質(zhì)復(fù)雜地段，隧道縱坡的折減范圍應(yīng)適當(dāng)大于隧道長度，以防止隧道可能延長，出現(xiàn)超限坡[1]。

4.3 平、縱斷面協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)

線路平縱斷面設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷協(xié)調(diào)的過程，長大填、挖方地段，長高橋及長隧道等重點(diǎn)工程地段，是線路平、縱面優(yōu)化重點(diǎn)地段，而且優(yōu)化潛力較大，可以取得較明顯的經(jīng)濟(jì)效果。本文依據(jù)平縱斷面設(shè)計(jì)原則，不斷反復(fù)進(jìn)行平、縱斷面優(yōu)化。

5 結(jié)語

鐵路是區(qū)域經(jīng)濟(jì)交流和發(fā)展的重要通道，鐵路選線是鐵路勘察設(shè)計(jì)中對項(xiàng)目全局起決定作用的工作，直接影響項(xiàng)目工程造價(jià)、工期、安全與運(yùn)營質(zhì)量。尤其對于山區(qū)選線，線路走向控制因素復(fù)雜，除了要滿足相應(yīng)等級鐵路的技術(shù)規(guī)范要求，還要依據(jù)地形地質(zhì)條件，合理確定線路走向。