越嶺地段鐵路綜合選線技術(shù)研究

摘 要：新建西寧至成都鐵路位于青海、甘肅、四川三省交界地帶，是我國(guó)“八縱八橫”高速鐵路縱向主通道蘭（西）廣通道的重要組成部分。新建正線長(zhǎng)度496.67km，本線自北向南依次經(jīng)西寧盆地區(qū)、拉脊山中高山區(qū)、華隆盆地區(qū)、西秦嶺中高山區(qū)、若爾蓋高原區(qū)、岷山中高山區(qū)六個(gè)地貌單元。本次對(duì)西秦嶺越嶺地段鐵路綜合選線技術(shù)進(jìn)行研究，結(jié)合地形地貌、地質(zhì)、站址選擇、線路條件及工程投資等多方面因素對(duì)該區(qū)域線路方案進(jìn)行綜合比選推薦。

關(guān)鍵詞：綜合選線;方案比選;地質(zhì)選線

Research on Comprehensive Route Selection Technology

of Railway in Cross-Ridge Area

Ma Chao

China Railway First Survey and Design Institute Group Co.，Ltd. ShanxiXi'an 710043

Abstract：Xining-Chengdu Railway is located at the junction of Qinghai，Gansu and Sichuan provinces.It is an important part of Lan（West）Guangzhou Channel，the main longitudinal channel of the "Eight Longitudinal and Eight Horizontal" high-speed railway in China.The new main line is 496.67 km in length.From north to south，the line passes through six geomorphic units，namely，Xining Basin，Laji Mountains，Hualong Basin，West Qinling Mountains，Zoige Plateau and Minshan Mountains.This paper studies the comprehensive railway route selection technology in the cross-ridge area of the West Qinling Mountains，and makes a comprehensive comparison and recommendation of the railway route scheme in this area based on various factors such as topography，geology，site selection，line conditions and project investment.

Key words：Comprehensive Line Selection;Scheme selection;Geological route selection

1 項(xiàng)目概述

新建西寧至成都鐵路位于青海、甘肅、四川三省交界地帶。線路北起青海省省會(huì)西寧市，向南經(jīng)海東市平安區(qū)、化隆縣、黃南藏族自治州尖扎縣、同仁縣;后向東南方向進(jìn)入甘肅省甘南藏族自治州，依次經(jīng)夏河縣、合作市、碌曲縣;向南經(jīng)四川省阿壩藏族羌族自治州若爾蓋縣，接入在建成蘭鐵路黃勝關(guān)站;與成蘭鐵路共線引入成都樞紐。

西寧至成都鐵路新建蘭新高鐵接軌線路所至黃勝關(guān)正線長(zhǎng)度496.67km，其中青海省境內(nèi)新建長(zhǎng)度140.34km，甘肅省境內(nèi)新建長(zhǎng)度183.47km，四川省境內(nèi)新建長(zhǎng)度172.86km。

2 研究方法及思路

本次方案研究綜合考慮該地區(qū)地形地貌、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)情況、工程實(shí)施難度及工程投資五大主要因素，對(duì)全線鐵路線路線位選擇進(jìn)行全方位綜合分析，最終推薦出最佳方案。

3 方案綜合比選

本次技術(shù)研究取本線甘肅段西秦嶺中高山區(qū)越嶺地段進(jìn)行進(jìn)一步研究。甘加至尖扎段線路經(jīng)過(guò)瓜什則盆地及甘加盆地區(qū)，線路主要穿行于三疊系下統(tǒng)隆務(wù)河組板巖、砂巖地層，部分位于侵入巖中。瓜什則盆地及甘加盆地上部分布新近系上新統(tǒng)、中新統(tǒng)泥巖、砂巖、礫巖等，成巖作用差。由于越嶺位置和線路標(biāo)高不同，隧道通過(guò)各種地層的長(zhǎng)度及埋深條件不同，圍巖條件有所不同。

該段范圍內(nèi)同仁縣城海拔2450m，同仁縣城保安鎮(zhèn)海拔約2300m，同仁縣雙朋西鄉(xiāng)海拔2700m，夏河縣甘加鄉(xiāng)海拔3000-3200m之間。結(jié)合本段線路總體走向、同仁縣城市規(guī)劃、站位合理性、地形地質(zhì)情況、瓜什則越嶺隧道長(zhǎng)短及隧道穿越瓜什則盆地可能引起涌水風(fēng)險(xiǎn)大小、排水困難等方面綜合考慮分別研究了靠近縣城設(shè)站35km越嶺隧道方案（C13K）、保安鎮(zhèn)設(shè)站22km越嶺隧道方案（C25K）兩個(gè)方案進(jìn)行比較。線路走向詳見甘加至尖扎走向方案示意圖。

3.1 方案概述

（1）靠近縣城設(shè)站35km越嶺隧道方案（C13K）。線路自比較起點(diǎn)甘加車站引出，沿瓜什則盆地西側(cè)邊緣以35.5km隧道取直穿越瓜什則山嶺，出隧道后設(shè)橋跨隆務(wù)河、同仁縣城區(qū)及S203，在隆務(wù)河西岸階地設(shè)同仁站。之后線路出站后沿隆務(wù)河西側(cè)山區(qū)，以隧道工程通過(guò)，至尖扎昂拉鄉(xiāng)設(shè)尖扎站。線路全長(zhǎng)75.682km，橋梁長(zhǎng)3.697km/8座，隧道長(zhǎng)69.11km/6座，橋隧比重96.2%。

（2）保安鎮(zhèn)設(shè)站22km越嶺隧道方案（C25K）。該方案自甘加站引出，沿瓜什則盆地東側(cè)邊緣走行，以22.4km特長(zhǎng)隧道至雙朋西，后沿浪加河谷左側(cè)山區(qū)走行，跨S306省道后設(shè)順河橋至保安鎮(zhèn)北側(cè)隆務(wù)河?xùn)|岸階地設(shè)同仁站，出站后沿隆務(wù)河?xùn)|側(cè)山區(qū)走行，折西跨西（寧）同（仁）高速公路（G0611）及隆務(wù)河后沿隆務(wù)河西側(cè)山區(qū)至尖扎站。

線路全長(zhǎng)72.767km，橋梁長(zhǎng)15.62km/15座，隧道長(zhǎng)5058km/5座，橋隧比重91.0%。

3.2 方案綜合比選分析

3.2.1 從工程地質(zhì)條件分析

影響站位方案的主要工程地質(zhì)因素為：隆務(wù)河峽谷區(qū)危巖落石、隧道圍巖情況、地下水與環(huán)境地質(zhì)情況。

（1）危巖落石。隆務(wù)河兩側(cè)基巖受構(gòu)造影響強(qiáng)烈，風(fēng)化嚴(yán)重，危巖落石極其發(fā)育。C25K方案于隆務(wù)河峽谷區(qū)跨越峽谷，兩側(cè)隧道進(jìn)出口受危巖落石危害較嚴(yán)重，隧道需加強(qiáng)防護(hù)措施。C13K方案以隧道行走于隆務(wù)河峽谷區(qū)一側(cè)，受危巖落石影響較小。

（2）隧道圍巖情況。隆務(wù)河峽谷段：C13K方案與C25K方案基本垂直通過(guò)三疊系、二疊系地層，通過(guò)地層基本相同，圍巖基本相當(dāng)。

同仁盆地段：C25K方案的浪加隧道基本位于白堊系礫巖地層中，該地層鈣質(zhì)膠結(jié)，整體性較好;C13K方案的隆務(wù)三號(hào)隧道位于新近系泥巖、砂巖地層中，成巖作用差，圍巖較差。

甘青特長(zhǎng)隧道：C25K方案通過(guò)地層大部分為三疊系下統(tǒng)隆務(wù)河組地層，并以下段的泥質(zhì)板巖夾砂巖為主;瓜什則盆地段通過(guò)約3.3km新近系礫巖地層，成巖作用差，富水，以Ⅵ級(jí)圍巖為主;出口段位于4.8km閃長(zhǎng)巖地層。

C13K方案通過(guò)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖段落長(zhǎng)度約19.3km，其余段落以三疊系下統(tǒng)隆務(wù)河組中段、上段板巖、砂巖為主，圍巖較C25K方案明顯較好。甘青特長(zhǎng)隧道圍巖對(duì)比見下表。

（3）地下水與環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。各方案均穿行于瓜什則盆地下部，該盆地為一東西長(zhǎng)、南北窄的狹長(zhǎng)盆地，地勢(shì)東高西低，地表水水量較為豐富，自盆地四周各溝谷向西匯入加薩河。瓜什則盆地分布巨厚層新近系礫巖、砂巖，成巖作用差，透水性強(qiáng)，工程風(fēng)險(xiǎn)及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)極大。

根據(jù)地質(zhì)加深的成果，基本查明了新近系地層的分布規(guī)律，兩個(gè)方案分別自盆地東、西側(cè)通過(guò)，避開了新近系地層。

綜上所述，C13K方案工程地質(zhì)條件較好，C25K方案工程地質(zhì)條件相對(duì)較差。

3.2.2 從越嶺主隧道工程難度與施工風(fēng)險(xiǎn)分析

C13K方案方案越嶺隧道埋深較大，輔助坑道設(shè)置條件較差，斜井長(zhǎng)度較長(zhǎng)，尤其是瓜什則盆地與嶺脊段，C25K方案隧道長(zhǎng)度短，輔助坑道設(shè)置稍好。結(jié)合隧道地質(zhì)條件、輔助坑道設(shè)置條件，考慮富水新近系砂礫巖等地層的施工風(fēng)險(xiǎn)和三疊系地層大變形等不確定因素，C13K方案越嶺隧道工期長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)較大，采用TBM施工，可以減少輔助坑道和縮短工期但工程投資較高，C25K方案較好。

3.2.3 從主隧道引線工程實(shí)施難度分析

靠近縣城設(shè)站35km隧道方案（C13K）長(zhǎng)隧道引線尖扎至同仁段以隧道通過(guò)，工程地質(zhì)條件差，施工風(fēng)險(xiǎn)高，工程較大;在同仁站附近隆務(wù)河兩側(cè)為滑坡群，地質(zhì)條件較差，隧道風(fēng)險(xiǎn)大，同仁車站靠山側(cè)為滑坡體，車站設(shè)站條件較差。C25K方案長(zhǎng)隧道引線同仁至長(zhǎng)隧道出口以短隧、橋梁通過(guò)，河谷危巖落石發(fā)育，需要防護(hù)處理，明線工程較長(zhǎng)，施工風(fēng)險(xiǎn)小，工程實(shí)施難度小，同仁站位地質(zhì)條件和設(shè)站條件好，故從長(zhǎng)隧道引線工程實(shí)施難度分析C25K方案較優(yōu)。

3.2.4 從設(shè)站條件及對(duì)縣城的影響分析

靠近縣城設(shè)站35km隧道方案（C13K）車站位于縣城西側(cè)，車站距離縣城較近，出行便利，但線位橫跨隆務(wù)河，橫切縣城，對(duì)縣城規(guī)劃影響較大，同仁車站靠山側(cè)為滑坡體，設(shè)站條件較差。保安鎮(zhèn)設(shè)站22km越嶺隧道方案（C25K）車站距離縣城較遠(yuǎn)，出行不便，車站布設(shè)在規(guī)劃區(qū)外，設(shè)站條件好，對(duì)縣城規(guī)劃無(wú)影響。

3.2.5 線路長(zhǎng)度及投資分析

靠近縣城設(shè)站35km越嶺隧道方案（C13K）線路總長(zhǎng)75.7km，其中橋梁長(zhǎng)3.7km，隧道長(zhǎng)69.1km，橋隧比96.2%，靜態(tài)投資101億元。保安鎮(zhèn)設(shè)站22km越嶺隧道方案（C25K）線路總長(zhǎng)72.7km，其中橋梁長(zhǎng)15.6km，隧道長(zhǎng)50.6km，橋隧比91.0%，靜態(tài)投資93.7億元。

C13K方案較C25K方案線路長(zhǎng)度長(zhǎng)2.9km，投資貴7.4億元，從長(zhǎng)度及投資分析，遠(yuǎn)離縣城保安設(shè)站較優(yōu)。

3.3 綜合分析

保安鎮(zhèn)設(shè)站22km越嶺隧道方案（C25K）雖然站位離縣城相對(duì)較遠(yuǎn)，工程地質(zhì)條件總體相對(duì)較好，線路長(zhǎng)度短，越嶺主隧道短，施工工期短，施工風(fēng)險(xiǎn)小，綜合比較最優(yōu)，故本次推薦保安鎮(zhèn)設(shè)站22km越嶺隧道方案（C25K）。

4 小結(jié)

本段線路方案地處西秦嶺中高山區(qū)，線路選線綜合了地形地貌、不良地質(zhì)、站位選址、工程設(shè)置條件及投資等多方面因素進(jìn)行綜合比選，從多方面論證各線路方案優(yōu)缺點(diǎn)，最終得出推薦意見，對(duì)類似地形地貌的鐵路選線具有一定的參考意見。

參考文獻(xiàn)：

[1]中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，新建鐵路西寧至成都線西寧至黃勝關(guān)段可行性研究（報(bào)批稿）總說(shuō)明書[R].西安，2016.

作者簡(jiǎn)介：馬超（1991-），男，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，主要從事鐵路設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)研究及項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作。