談呼準線增建第二線穿越準旗規(guī)劃區(qū)線路方案

由亞炬

既有呼準線(呼和浩特西—周家灣)由內蒙古呼準鐵路有限公司籌資建設，2006年11月建成通車，2009年8月完成電氣化改造。現(xiàn)既有呼準鐵路為一條單線，將會嚴重制約其功能作用的發(fā)揮，成為制約區(qū)域經濟發(fā)展的“瓶頸”。而本鐵路為山區(qū)鐵路，地形條件困難，既有限制坡度為7.5/15‰，坡度大不僅制約了萬噸列車的開行，而且限制了運輸能力的進一步提高。難以適應運量迅猛增長對鐵路的運輸要求，影響本地區(qū)鐵路整體運輸效益的發(fā)揮。因此本鐵路擴能改造的目標是通過增建第二線，改善線路技術標準，提高運輸能力，改進運輸服務質量，提高鐵路在運輸市場的競爭力，優(yōu)化生產力布局，實現(xiàn)路網整體效益，優(yōu)化運輸組織方案，從而實現(xiàn)貨運重載的目標滿足不斷增長的運量需求。

1 方案概況

增建第二線在何家塔車站—周家灣車站段，地形困難、地質條件復雜，并規(guī)劃有玻璃溝井田、唐家會井田及孔兌溝井田。線路在引入周家灣車站之前，必須經過準格爾旗規(guī)劃區(qū)，圍繞準旗規(guī)劃區(qū)，本次詳細研究了CyK方案、Cy2K方案、Cy6K方案。因以上三方案不同程度地占用準旗規(guī)劃區(qū)，經和準旗政府、鐵路辦、規(guī)劃局及建設局結合后，補充了“完全繞開規(guī)劃區(qū)的Cy9K方案”。

1)CyK方案。CyK方案自比較起點CyK103+300引出后設6 850 m的東孔兌隧道穿過東孔兌鎮(zhèn)，隧道在羊干石坡附近的壕賴溝出口，繼續(xù)向南沿烏蘭蘇木兔溝東側行進，然后折向西跨過烏蘭蘇木兔溝，并上跨薛家灣快速通道，繼續(xù)向西設1 695 m薛家灣隧道下穿規(guī)劃區(qū)，繞開已經被規(guī)劃征用的土地范圍后，下穿既有呼準線后接入周家灣車站，到達比較終點DyK117+599。該方案線路長度為14.299 km，設特大橋960 m/座，大橋870 m/2座，隧道8 545 m/2座，土石方48萬斷面方，主要工程費約為46 000萬元。本方案線路順直，占地及規(guī)劃區(qū)范圍較小，對規(guī)劃區(qū)的影響最小，拆遷量少。2)Cy2K方案。Cy2K方案自比較起點Cy2K103+300(=CyK103+300)引出后，設6 310 m的東孔兌隧道穿過東孔兌鎮(zhèn)，隧道出口處占用部分蔬菜培育基地，出隧后線路繼續(xù)沿烏蘭蘇木兔溝東側向南行進，折向西跨越烏蘭蘇木兔溝后穿過薛家灣規(guī)劃區(qū)，進而下穿既有呼準線后接入周家灣站，到達比較終點Cy2K118+875(=DyK117+599)。該方案線路長度為15.575 km，設特大橋1 068.6/2座，大橋717.4 m/3座，隧道7 890/4座，土石方66.55萬斷面方，主要工程費約為44 000萬元。本方案受既有呼準線邦郎色太溝大橋及隧道出口阿岱溝溝底標高的控制，在薛家灣鎮(zhèn)以北采用較多的展線，以致在規(guī)劃區(qū)范圍內多以路基通過，對規(guī)劃區(qū)影響最大，并占用已經被規(guī)劃征用的土地;且線路在隧道出口處占用了部分蔬菜培育基地，拆遷量較大。3)Cy6K方案。Cy6K方案自比較起點C6K103+300(=CyK103+300)引出后，設6 310 m的東孔兌隧道穿過東孔兌鎮(zhèn)，隧道出口處占用部分蔬菜培育基地，出隧后線路折向東跨越阿岱溝，在玻璃溝西側設2 750 m的好地峁隧道，進而折向西跨越烏蘭蘇木兔溝后設1 600 m的隧道穿越薛家灣規(guī)劃區(qū)，然后下穿既有呼準線后接入周家灣站，到達比較終點Cy6K119+800(=DyK117+599)。該方案線路長度為16.5 km，設大橋1 417.4 m/4座，隧道10 660 m/3座，土石方100.74萬斷面方，主要工程費約為52 000萬元。本方案線路主隧道較短，但隧道總長較長，線路所經玻璃溝東側以隧道展線，且埋深較淺，水系發(fā)達，玻璃溝兩側支溝有常年流水，對線路影響很大，工程量較大，年運營費較高，并且線路占用薛家灣規(guī)劃區(qū)和薛家灣殯儀館，拆遷量大。

2 方案分析

1)從線路建筑長度分析:CyK方案比Cy2K方案短1.276 km，比Cy6K方案短2.201 km。主隧道CyK方案比Cy2K方案和Cy6K方案長540 m。2)從線路所經的周邊環(huán)境分析:CyK方案經過黃地峁村，Cy2K方案經過黃地峁村和周家灣村及蔬菜試驗基地，Cy6K方案經過黃地峁村和薛家灣殯儀館及蔬菜試驗基地，對當?shù)鼐用穸加幸欢ㄓ绊憽?)從占用準格爾旗規(guī)劃區(qū)分析:CyK方案和Cy6K方案占用規(guī)劃區(qū)面積基本相當，且以隧道方式穿過，但CyK方案繞開已經征用的土地范圍;而Cy2K方案占用規(guī)劃面積最大。4)從工程規(guī)模及拆遷分析:CyK方案主隧道長比Cy6K方案和Cy2K方案都長，但橋涵及路基工程量比Cy6K方案和Cy2K方案都小;拆遷量比Cy6K方案和Cy2K方案都小。5)從工程地質分析:三個方案的主隧道東孔兌鎮(zhèn)隧道地質構造簡單，圍巖等級為Ⅳ級～Ⅵ級。地下水水量不大，水質良好。但CyK方案穿越規(guī)劃區(qū)的薛家灣隧道進口處孕育一滑坡，該滑坡主軸方向為N66°E，線路方向為 N86°E，主軸長度約 310 m，滑體寬度約 340 m，滑體厚度最厚約12 m，屬牽引式中層滑坡。經過詳細的調查，輔以挖探，并取樣、試驗，探明滑坡目前處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，線路通過時需加固處理。6)從壓覆礦產資源分析:CyK方案在玻璃溝井田、唐家會井田邊緣通過，對井田開采影響很小，而Cy2K方案Cy6K方案在玻璃溝井田、唐家會井田基本中部通過，井田開采時必須設保安煤柱，對井田開采影響很大，以上三方案均未考慮壓覆礦產的投資。7)從工程投資分析:CyK方案比Cy2K方案貴2 000萬元，比Cy6K方案省6 000萬元。

3 對完全繞避規(guī)劃區(qū)Cy9K方案分析

該方案自比較起點Cy9K103+300(=CyK103+300)引出后，設9 880 m的東孔兌隧道穿過北山公園，在隧道出口以半徑為1 000 m曲線折向西，下穿既有呼準線后接入周家灣站，到達比較終點Cy9K116+209(=DyK117+599)。

經過對該方案隧道進口及烏蘭蘇木兔溝淺埋段詳細的調查和測量，并輔以鉆探和挖探，取樣化驗。結合線路設計及通亥溝、孔兌溝橋涵百年流量設計，并根據(jù)化驗報告，經認真研究后，認為此方案在技術上不可行。原因分析如下:1)線路從周家灣車站引出后受既有邦郎色太溝大橋高程影響，軌面設計標高為1 163 m，以6‰足坡穿過約10 km的東孔兌隧道(折減后坡度為5.4‰)，出隧后線路在通亥溝和孔兌溝的交匯處跨越，軌面設計標高為1 217 m，而通亥溝的百年洪水位為1 214 m，滿足不了橋涵百年洪水位要求。2)本隧道屬中等富水區(qū)，隧道內設單面坡，水倒流至周家灣車站，而周家灣車站根本無法排水。3)隧道穿越烏蘭蘇木兔溝時，通過約300 m長淺埋段落，該段隧道拱頂距地面15 m左右，且溝中時常有地表流水，第四系松散層中賦存孔隙水，隧道通過時極易發(fā)生涌水、突泥、坍塌等。4)隧道洞身通過泥巖地層，自由膨脹率Fs=33%～75%，具弱～中等膨脹性，隧道施工中極易發(fā)生大變形和局部塌方掉塊等。5)隧道位于孔兌溝井田和唐家會井田內，唐家會井田賦煤標高860 m～720 m，而隧道底標高1 188.8 m～1 219.2 m，洞身穿白堊系地層，含煤層約距隧道底320 m，鐵路在此井田內通過必須設保安煤柱，對井田開采影響很大。6)隧道圍巖等級為Ⅴ級～Ⅵ級，施工風險特高。如施工每一環(huán)節(jié)若處理不當，均給運營造成很大的次生地質問題。

4 研究結論

Cy9K方案雖然完全避開準格爾旗規(guī)劃區(qū)，但在線路、隧道、橋涵、地質等專業(yè)技術上均滿足不了設計規(guī)范，而CyK方案雖然投資較高，且薛家灣隧道進口處于滑坡處，但在占用準旗規(guī)劃區(qū)、拆遷及壓覆礦產資源等方面均優(yōu)于Cy2K方案和Cy6K方案，因此推薦CyK方案。

[1] GB 50090-2006，鐵路線路設計規(guī)范[S].