既有鐵路增建第二線線路方案的比選研究

咸志文

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

南防線馬皇至防城港北段屬于既有線增建第二線工程，項目位于廣西壯族自治區(qū)欽州市和防城港市境內(nèi)，主要經(jīng)過欽州市欽北區(qū)大垌鎮(zhèn)、長田街道，欽南區(qū)向陽街道、南珠街道、康熙嶺鎮(zhèn)，防城港市防城區(qū)茅嶺鄉(xiāng)、珠河街道、文昌街道共計2市4區(qū)9鎮(zhèn)（街道），全長54.031 km。

為實現(xiàn)對增線項目后期運營維護便捷性、提升對周邊地區(qū)經(jīng)濟的帶動影響力，現(xiàn)就南防線馬皇至防城港北段增建二線的方案研究進行了詳細分析，并提出合理方案。

1 線路所經(jīng)地區(qū)情況

1.1 自然特征

1.1.1 地形地貌

擬建工程位于廣西壯族自治區(qū)欽州市和防城港市。沿線地勢北高南低，地貌單元主要為丘陵區(qū)、河谷區(qū)，線路局部從海積平原區(qū)邊緣通過。

①丘陵區(qū)。沿線廣泛分布，地勢北高南低，地形起伏，海拔高程10~70 m，自然坡度5~30°。丘包圓緩，坡面植被較發(fā)育，林木蔥蘢，局部平緩地區(qū)多辟為耕地和園林苗圃；丘間洼地較平坦，大多被辟為水田和水塘。②河谷區(qū)。主要為茅嶺江、金雞塘江等河谷區(qū)，河谷兩側(cè)分布寬窄不等的河漫灘，局部保留有河流階地，河谷深度不大。③海積平原區(qū)。本項目從海積平原區(qū)邊緣地帶通過，地形起伏不大，局部散布殘丘，地面高程1~5 m。

1.1.2 工程地質(zhì)特征

①地層巖性。沿線地層主要為第四系、侏羅系及志留系地層，局部分布白堊系地層。第四系地層主要為第四系全新統(tǒng)人工堆積素填土、雜填土、填筑土，沖積粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、砂類土，沖海積淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，坡洪積粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、細角礫土，殘坡積粉質(zhì)黏土，厚度為1~15 m。②地質(zhì)構(gòu)造。線路經(jīng)過區(qū)域一級構(gòu)造單元屬于南華準臺地，線路穿越的二級構(gòu)造單元為欽州殘余地槽之欽州坳陷和六萬大山隆起帶接壤處。沿線地質(zhì)構(gòu)造方向以北東為主，東西向、北西向為輔，區(qū)域內(nèi)北東向斷裂多為北西向斷裂所切割。沿線附近主要斷裂構(gòu)造有防城——靈山斷裂帶；主要褶皺有小董——防城褶斷帶；主要構(gòu)造盆地有欽州盆地。本工程處于加里東印支期小董——防城褶斷帶構(gòu)造區(qū)。

2 既有線路增建二線選線原則

①中低山河谷區(qū)選線，避免沿河繞行、切坡填挖、隧道傍山淺埋。②在地質(zhì)復雜地段突出地質(zhì)選線，充分利用既有地質(zhì)資料，在調(diào)查分析的基礎上確定第二線位置。③對二線引入的既有車站，若對既有線運營干擾較大，結(jié)合投資和技術(shù)比較情況確定第二線位置。既有線增建二線，必須要從第二線左右側(cè)選擇、二線換側(cè)位置的合理選擇、繞行地段方案的選擇、站場布置對線路方案的影響，地質(zhì)對方案的影響等多方面、全方位進行比較、選擇。最后確定一條線路較短、投資最省、施工運營最安全合理的二線。

3 增線方案研究

3.1 防城港至黎塘上行聯(lián)絡線局部工程方案（圖1）

圖1 防城港至黎塘上行聯(lián)絡線局部工程方案示意圖

該段方案線路自皇馬工業(yè)園區(qū)與既有欽防高鐵間通過，皇馬工業(yè)園區(qū)與既有欽防高鐵間規(guī)劃有園區(qū)主干道皇馬一路，園區(qū)水平面高與規(guī)劃皇馬一路高程高于既有欽防高鐵軌面約10 m，高鐵與園區(qū)間交通廊道空間緊張，本次結(jié)合廊道橫斷面工點布置，重點研究了隧道方案和路塹方案。

3.1.1 隧道方案

采用隧道通過皇馬工業(yè)園區(qū)與欽防高鐵并行段，隧道全長1 404 m，最大埋深約20 m，埋深較深段采用暗洞施工，埋深較淺段采用明挖施工或反壓回填暗挖施工，靠近皇馬工業(yè)區(qū)一側(cè)設置錨固樁收坡以減少占地。比較段落全長3.03 km，新建隧道1座長1 404 m，工期20個月，占用皇馬工業(yè)園區(qū)規(guī)劃用地9.39畝，主要工程投資18 227萬元。

3.1.2 路塹方案

采用路塹工程通過皇馬工業(yè)園區(qū)與欽防高鐵并行段，深路塹段長2.05 km，采用樁間擋土墻對欽防高鐵支護后，開挖施工，并采用擋墻收坡以減少兩側(cè)占地。比較段落全長3.03 km，深路塹地段約2.0 km，占用皇馬工業(yè)園區(qū)規(guī)劃用地3.533 hm2，拆遷廠房4 055 m2，主要工程投資20 544萬元。

3.1.3 推薦意見

綜合分析，路塹方案雖工期較短，但占用皇馬工業(yè)園區(qū)規(guī)劃用地面積較大，與欽北區(qū)及馬皇工業(yè)園區(qū)規(guī)劃不符，且存在長距離深挖路塹排水困難；隧道方案雖工期較長，但其通過暗挖工法有效地縮減了永久征地范圍，為園區(qū)規(guī)劃道路預留了布線條件，符合地方規(guī)劃，規(guī)避了深挖路塹的排水問題。綜上，本次設計推薦采用符合地方規(guī)劃、投資節(jié)省的隧道方案。

3.2 南防線改線局部方案（圖2）

圖2 馬皇站北端南防線改線線路平面示意圖

根據(jù)欽州樞紐地區(qū)總圖研究結(jié)論，需要在黎欽下行線與邕北高鐵之間（最小間距20.5 m）建設南防線，施工空間狹小，本次研究了便線過渡方案和改建既有黎欽線方案。

3.2.1 黎欽下行線便線過渡方案

該方案通過修建黎欽下行線K106+818-K107+400段施工便線為改建南防線及預留線騰讓施工條件，且不中斷黎欽下行線的運營。在改建南防鐵路、預留南防二線、原位還建黎欽下行線土建工程同步實施段建成達到運營條件后，改撥至正線行車。詳見路基橫斷面布置示意圖3。方案新建南防線長2.395 km，同步實施預留南防二線土建工程0.825 km，新建黎欽下行線施工便線0.576 km，拆除還建既有黎欽下行線0.26 km，主要工程投資11 559萬元。

圖3 路基橫斷面布置示意圖

3.2.2 改建黎欽下行線方案

既有黎欽下行線采用R-600 m曲線緊貼邕北高鐵引入既有馬皇站，受兩線間距控制，改建黎欽下行線無展線條件，因此控制黎欽下行線上馬皇中橋橋尾控制撥移量，采用復曲線改建黎欽下行線。方案新建南防線長2.395 km，同步實施預留南防二線土建工程0.825 km，改建黎欽下行線線0.576 km，主要工程投資11 421萬元。

3.2.3 推薦意見

改建黎欽下行線方案投資節(jié)省不大，且復曲線養(yǎng)護成本高，工務部門堅決反對，故本次推薦采用黎欽下行線便線過渡方案。

3.3 防城區(qū)城東段線路走向方案（圖4）

圖4 防城區(qū)城東段線路走向方案示意圖

既有南防線位于防城區(qū)城東片區(qū)，沿線城市建筑物密集分布；《防城區(qū)城東片區(qū)控制性詳細規(guī)劃》中，并行欽防高鐵預留了本線的廊道。本次研究從城市規(guī)劃的契合性、鐵路運營的便捷性、工程建設合理性等方面考慮，研究了沿既有線增建二線方案、沿規(guī)劃廊道雙線繞行方案和沿規(guī)劃廊道單線繞行方案?？紤]沿線居民密集，現(xiàn)狀臨近既有線（間距小于30 m）的房屋大量存在，可通過設置減震、降噪工程，甚至采取功能置換等措施，減少鐵路對居民的影響，環(huán)保拆遷存在不確定性，所以方案比較中只計列工程拆遷。

3.3.1 沿既有線增建二線方案

既有線右側(cè)民居、企業(yè)林立，拆遷代價大，所以該方案沿既有線右側(cè)增建二線，線路全長9.15 km，新建橋梁894 m/5座，橋梁比例9.77%，工程拆遷34 798 m2，環(huán)保拆遷80 402 m2，主要工程投資53 577萬元。方案沿既有線并行，需要拆除華業(yè)集團、城東村百納組等企業(yè)、村鎮(zhèn)的部分房屋，主要工程拆遷面積34 798 m2。

3.3.2 沿規(guī)劃廊道雙線繞行方案

線路按《防城港市防城區(qū)城東片區(qū)控制性詳細規(guī)劃》中預留廊道采用新建雙線繞行。線路全長8.45 km，新建雙線橋2 412 m/12座，橋梁比例28.54%，工程拆遷15 928 m2，環(huán)保拆遷3 473 m2，主要工程投資81 903萬元。方案重點工程為跨欽防高速特大橋，主跨采用128 m連續(xù)梁。線路依規(guī)劃廊道走行，無重大拆遷，對城市分割小，滿足城市發(fā)展規(guī)劃。取消既有線平交道。

3.3.3 沿規(guī)劃廊道單線繞行方案

與雙線繞行方案相比，本方案采用單線沿規(guī)劃廊道走行。線路全長8.45 km，單線橋2 412 m/12座，橋梁比例28.54%，工程拆遷12 504 m2，環(huán)保拆遷4 224 m2，主要工程投資57 640萬元。該方案既有線按120 km/h客貨共線鐵路全封閉全立交要求增設防護柵欄，為避免引起既有鐵路用地界內(nèi)已建成的大量民居拆遷，本次既有線新增防護柵欄按路基坡腳及路塹塹頂外2 m設置。

3.3.4 推薦意見

綜合分析，沿規(guī)劃廊道雙線繞行方案雖滿足城市規(guī)劃，有效地解決了城市東西向通道問題，但造成了既有線的廢棄（或改作他用），投資高；沿規(guī)劃廊道單繞方案雖投資較低，但其上下行分線運營，增加運營養(yǎng)護成本，且既有線仍存在于城市建成區(qū)，人口活動密集，既未解決既有線運營安全風險；而沿既有線增建二線方案中，既有線廊道在城市規(guī)劃中亦已列入，二線并行既有線，沒有對城市規(guī)劃產(chǎn)生新的切割，對城市規(guī)劃基本維持現(xiàn)行狀態(tài)。兩方案相比，沿既有線增建二線方案較優(yōu)，本階段研究按沿既有線增二線方案貫通。

4 結(jié)束語

為滿足進一步擴大的鐵路交通運輸量要求，保障乘客舒適度與安全性，就需加大既有線改擴建工作。相對而言，它比修建一條新線更復雜，它要充分考慮增建的二線如何能與既有線及既有設備配套，且增建的二線要能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，跟上將來經(jīng)濟發(fā)展的步伐。因此，文章以南防線馬皇至防城港北段增建二線為例，從二線選線全過程闡述了不同標段的設計方案，希望能為類似項目建設提供借鑒與指導。