渝懷鐵路增建二線綜合選線研究與實(shí)踐

周定祥

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶設(shè)計(jì)研究院 重慶 400023）

渝懷鐵路增建二線綜合選線研究與實(shí)踐

周定祥

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶設(shè)計(jì)研究院 重慶 400023）

以渝懷增建二線為例，從渝懷增建二線選線全過(guò)程的實(shí)踐探討既有線增建二線綜合選線。宏觀方案應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目的功能定位研究走廊帶與相鄰線資源共享、實(shí)現(xiàn)區(qū)段客貨分線、線間修建聯(lián)絡(luò)線方案以及速度目標(biāo)值方案的確定；局部方案要充分考慮重要的政治經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)，復(fù)雜的越嶺隧道、大河橋渡，重大不良地質(zhì)、特殊巖土，礦山、采空區(qū)以及環(huán)境敏感點(diǎn)對(duì)線路走向方案的影響，通過(guò)線路左右側(cè)位置的選擇，站位設(shè)計(jì)的靈活應(yīng)用等諸多方面來(lái)進(jìn)行方案研究，最終確定出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的最優(yōu)方案。

增建二線；綜合選線；研究與實(shí)踐

1 前言

截至2010年底，我國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到9.1X104km，位居世界第二位。其中復(fù)線里程3.73X104km，復(fù)線率為41%。川渝滇黔四省市鐵路復(fù)線率僅為11.48%,遠(yuǎn)低于全國(guó)平均水平。根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（2008調(diào)整），到2020年，規(guī)劃既有線增建二線1.9萬(wàn)公里，復(fù)線率達(dá)到50%，復(fù)線建設(shè)仍將是鐵路的重要建設(shè)任務(wù)之一。渝懷二線重慶至涪陵段于2009年9月開(kāi)工建設(shè)，涪陵至懷化段也已進(jìn)入定測(cè)、初步設(shè)計(jì)階段，通過(guò)渝懷增建二線選線全過(guò)程的研究與實(shí)踐，探討艱險(xiǎn)復(fù)雜山區(qū)鐵路增建二線如何進(jìn)行綜合選線，以供后續(xù)項(xiàng)目參考。

既有渝懷線，國(guó)鐵I級(jí)，設(shè)計(jì)行車(chē)速度120km/h，限制坡度6‰。2000年12月，渝懷線全線開(kāi)工建設(shè)，2007年4月18日全線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，開(kāi)通后能力飽和，其能力利用率達(dá)94.2%。

重慶鋼鐵廠已經(jīng)整體搬遷至長(zhǎng)壽新址,其專用線在既有渝懷線王家壩站引入后，渝懷線重慶至王家壩段承擔(dān)的運(yùn)量從搬遷前的572X104t、客車(chē)14對(duì)，2020年增長(zhǎng)到3060X104t、客車(chē)20對(duì)。既有渝懷線已不能適應(yīng)迅速增長(zhǎng)的客貨運(yùn)量需求和日益增長(zhǎng)的客貨運(yùn)輸質(zhì)量需求。

2 宏觀方案研究

2.1 區(qū)段客貨分線、線間修建聯(lián)絡(luò)線方案與增建二線方案的研究

渝懷線重慶北至長(zhǎng)壽段走廊內(nèi)有渝萬(wàn)客專和渝利線，重慶北至涪陵有渝利線，渝懷增建二線后重慶北至長(zhǎng)壽形成六線格局，長(zhǎng)壽至涪陵為四線格局。渝利線能力富余較多，渝懷增建二線可否充分利用渝利線的富余能力，渝懷線的大部分客車(chē)（近期18對(duì)，遠(yuǎn)期28對(duì)）經(jīng)渝利線至長(zhǎng)壽或涪陵，既有渝涪線仍維持單線，主要運(yùn)行貨車(chē)（近期29對(duì),遠(yuǎn)期42對(duì)），在渝利和渝懷之間的長(zhǎng)壽西或涪陵修建聯(lián)絡(luò)線方案。

從通過(guò)能力上分析：經(jīng)檢算，2020年渝利線滿足運(yùn)輸要求，既有渝懷線能滿足要求，但能力非常緊張；2030年既有渝懷線不能滿足運(yùn)輸要求，渝利線也不能滿足運(yùn)輸要求。

從修建線間聯(lián)絡(luò)線方案分析：在渝利線的長(zhǎng)壽西和渝懷線的長(zhǎng)壽間修建聯(lián)絡(luò)線，長(zhǎng)壽西站 （H=307.78）至長(zhǎng)壽站（H=205.38），航空距離約5km，客車(chē)線采用20‰的坡度，修建上下行聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)約28km，工程投資約13.5億；同樣，經(jīng)研究，在渝利線的涪陵北和渝懷線的涪陵間修建聯(lián)絡(luò)線，將新建雙線長(zhǎng)江大橋(長(zhǎng)1720m，高140m)，修建上下行聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)約31km，工程投資約18億，且聯(lián)絡(luò)線從涪陵城區(qū)穿過(guò)，對(duì)涪陵區(qū)城市規(guī)劃干擾極大。

由于分流后渝懷近期能力緊張，遠(yuǎn)期不能滿足運(yùn)量要求，必須增建二線，長(zhǎng)壽或涪陵聯(lián)絡(luò)線工程大且遠(yuǎn)期不能利用，廢棄工程大。因此，從近遠(yuǎn)結(jié)合統(tǒng)籌考慮，重慶北至涪陵必須增建二線。

2.2 速度目標(biāo)值方案

渝懷鐵路的功能定位是一條客貨兼顧、以貨為主的路網(wǎng)性干線鐵路，根據(jù)《鐵路主要技術(shù)政策》中關(guān)于行車(chē)速度的規(guī)定，本線速度目標(biāo)值應(yīng)定位在120km/h～160km/h。

增建二線方案分別研究了既有線與增建二線同標(biāo)準(zhǔn)方案和不同標(biāo)準(zhǔn)方案兩大系列六種組合方案，如圖1。

圖1 增建二線提速擴(kuò)能方案構(gòu)成圖

2.2.1 既有線與增建二線同標(biāo)準(zhǔn)方案

其主要工程數(shù)量及投資比較見(jiàn)表1。

表1 同標(biāo)準(zhǔn)增建二線方案主要工程數(shù)量及投資比較表

方案分析:從既有線利用率看，140km/h方案和160km/h方案既有線利用率較低，廢棄工程大，且需對(duì)既有線進(jìn)行大拆大改；從工程投資看，120km/h方案最少，故同標(biāo)準(zhǔn)增建二線方案推薦120km/h。

2.2.2 既有線與增建二線不同標(biāo)準(zhǔn)方案

其主要工程數(shù)量及投資比較見(jiàn)表2。

方案分析：從既有線利用率看，既有線維持120km/h方案達(dá)到100%，既有線適度提速方案利用率低，廢棄工程較大；從工程投資看，既有線140km/h二線160km/h方案投資最多，既有線維持120km/h二線140km/h方案投資最少，但提速效果不明顯，附加價(jià)值不高。

故不同標(biāo)準(zhǔn)增建二線方案推薦既有線維持120km/h二線160km/h方案。

2.2.3 同標(biāo)準(zhǔn)與不同標(biāo)準(zhǔn)增建二線推薦方案比較

不同標(biāo)準(zhǔn)160km/h方案比同標(biāo)準(zhǔn)120km/h方案投資多82997.27萬(wàn)元，節(jié)省運(yùn)行時(shí)分12分鐘，投資節(jié)時(shí)比高達(dá)6916.44萬(wàn)元/分鐘，提速投資代價(jià)太大，而且上下行存在一定速差，建成后運(yùn)營(yíng)組織和管理困難，部分地段還要限速通過(guò)，提速效果不顯著。

綜上所述，速度目標(biāo)值方案，推薦采用與既有線同標(biāo)準(zhǔn)120km/h方案。

3 局部方案研究

3.1 重要控制因素影響的局部方案研究

重要控制因素主要包括經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)、復(fù)雜的越嶺隧道、大河橋渡、重大不良地質(zhì)、特殊巖土、礦山、采空區(qū)、環(huán)境敏感點(diǎn)等。既有線增建二線與新建鐵路不同，線路走向受經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)的影響小，渝懷二線大河橋渡方案不控制；在渝懷線修建過(guò)程中，對(duì)滑坡、順層、巖溶等沿線不良地質(zhì)情況比較清楚，在線路選線時(shí)進(jìn)行了合理的繞避,對(duì)增建二線方案影響較小。下面重點(diǎn)談?wù)剰?fù)雜的越嶺隧道方案和環(huán)境敏感點(diǎn)對(duì)線路方案的影響。

表2 不同標(biāo)準(zhǔn)增建二線方案主要工程數(shù)量及投資比較表

3.1.1 復(fù)雜的越嶺隧道方案

渝懷線主要的越嶺地段在彭水-泔溪段，該段為武陵山谷區(qū)，增建二線圓梁山隧道長(zhǎng)11300m，是全線最長(zhǎng)的越嶺隧道。

既有圓梁山隧道全長(zhǎng)10168m，隧道最大埋深780m，地貌形態(tài)為構(gòu)造剝蝕中、低山區(qū)，通過(guò)灰?guī)r夾煤層與煤線等；段內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，洞身遇毛壩向斜和桐麻嶺背斜及次級(jí)斷層；隧道主要不良地質(zhì)為:(1)巖溶及巖溶高壓突水，隧道在毛壩向斜處于巖溶水深部滯留帶，以巖溶裂隙水為主，雨季涌水量8.3X104m3/d；(2)煤層瓦斯；(3)地應(yīng)力，經(jīng)鉆孔地應(yīng)力實(shí)測(cè)，軟質(zhì)巖存在大變形的可能[1]。

本次增建二線對(duì)沿既有線長(zhǎng)隧方案和繞行短隧方案進(jìn)行了比選。

（1）從工程地質(zhì)條件分析：①因該段線路位于毛壩向斜巖溶水深部滯留帶，故隧道埋深越大，則涌水量越小。②短隧方案店子坪車(chē)站冷水河右岸陡坡分布，危巖落石較嚴(yán)重。③短隧方案園梁山三號(hào)隧道與桐麻嶺背斜軸線呈小角度相交，對(duì)隧道工程不利。④由于短隧方案越嶺高程高，圓梁山隧道出口以后線路位于半坡順層地段長(zhǎng)達(dá)21km，比長(zhǎng)隧方案多9km，增加處理工程和難度。

（2）從隧道風(fēng)險(xiǎn)和施工工期分析：長(zhǎng)隧方案可利用既有隧道施工時(shí)的施工平導(dǎo)和施工經(jīng)驗(yàn)，地質(zhì)情況清楚，施工風(fēng)險(xiǎn)和工期能有效控制；短隧方案將新開(kāi)辟施工通道，地質(zhì)情況不明，風(fēng)險(xiǎn)較大。

（3）從線路長(zhǎng)度分析：短隧方案線路比長(zhǎng)隧方案長(zhǎng)5.5km。

（4)從運(yùn)輸組織上分析：短隧方案由于離既有線較遠(yuǎn)，站點(diǎn)分設(shè)，不利于鐵路運(yùn)輸組織。

（5）從工程投資上分析：短隧方案高。經(jīng)綜合分析比較，推薦沿既有線長(zhǎng)隧方案。

3.1.2 環(huán)境敏感點(diǎn)影響線路方案

增建二線穿越重慶市鐵山坪森林公園，穿越地段處于森林公園生態(tài)游覽區(qū)及多功能生態(tài)園區(qū)范圍。在線路選線時(shí)研究了三個(gè)方案：沿既有線左側(cè)（線間距30m）穿鐵山坪方案、與渝利并行穿玉峰山方案和靠江穿鐵山坪方案。

（1）從建筑長(zhǎng)度上看：沿既有線左側(cè)方案線路最短，與渝利并線穿玉峰山方案線路長(zhǎng)0.563km，沿長(zhǎng)江方案長(zhǎng)1.653km。

（2）從對(duì)環(huán)境的影響上看：與渝利并行穿玉峰山方案對(duì)環(huán)境的影響變兩處為一處共同影響，可減少對(duì)環(huán)境的影響；沿長(zhǎng)江方案仍然要穿越鐵山坪森林公園，且靠近市區(qū)一側(cè)，對(duì)市區(qū)規(guī)劃影響較大；沿既有線方案雖然穿越鐵山坪森林公園，但與既有鐵山坪隧道較近（間距30m），隧道穿越巖性以砂巖為主，砂巖具有一定的隔水作用，因此隧道開(kāi)挖雖會(huì)對(duì)隧道頂部地表及地下水產(chǎn)生一定的漏失現(xiàn)象，但只要在施工期做好相應(yīng)防護(hù)措施，水體漏失影響可降至最低。

（3）從運(yùn)輸組織上看：與渝利并行穿玉峰山方案，需在渝利線的雙溪站附近新設(shè)渝懷線下行魚(yú)嘴站，上下行站分設(shè)，對(duì)運(yùn)輸組織不利。

（4）從工程投資上看：與沿既有線左側(cè)方案相比，渝利并行穿玉峰山方案多20277.44萬(wàn)元；靠江穿鐵山坪方案多6785.42萬(wàn)元。綜上，推薦沿既有線左側(cè)方案。

3.2 線路左右側(cè)方案的選擇

3.2.1 藺市進(jìn)站端線路左右側(cè)的比較

由于藺市進(jìn)站端線路右側(cè)為膨脹土樁板墻和樁間墻，若沿既有線右側(cè)增建二線將對(duì)膨脹土樁板墻和樁間墻拆除重建，結(jié)合專用線引入對(duì)藺市車(chē)站增建二線左右側(cè)進(jìn)行比較。從工程地質(zhì)條件上看，右側(cè)較左側(cè)好，左側(cè)方案因增加兩次換邊施工期間對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響大，右側(cè)方案投資節(jié)省1854.9萬(wàn)元，不足之處需拆除重建K101+090～+780段右側(cè)膨脹土樁板墻和樁間墻，設(shè)計(jì)推薦藺市車(chē)站右側(cè)增建二線方案。

3.2.2 阿蓬江至甘家壩左右側(cè)比較方案

本段I線建設(shè)時(shí)，由于膨脹土及順層段落較長(zhǎng)，變更設(shè)計(jì)多，變更設(shè)計(jì)增加投資1億多，加固防護(hù)工程巨大，因此研究了左側(cè)隧道方案和沿既有線右側(cè)并行的路基方案。雖然左側(cè)方案投資約大，但對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)干擾較小，地質(zhì)條件較好，對(duì)既有工程影響小，從運(yùn)營(yíng)安全考慮，設(shè)計(jì)推薦左側(cè)方案。

4 站位方案研究

由于既有渝懷線眾多車(chē)站兩端緊鄰橋隧或已進(jìn)入隧道，結(jié)合客貨運(yùn)量、地方規(guī)劃及車(chē)站條件，車(chē)站設(shè)置方案還采取了如下方式：

4.1 結(jié)合客貨運(yùn)量及地方規(guī)劃，關(guān)閉和新設(shè)車(chē)站

渝懷線渝涪段增建二線后關(guān)閉廟壩、太洪、石沱3個(gè)站，洛磧站為I線建設(shè)的預(yù)留緩開(kāi)站。洛磧站位于渝北區(qū)洛磧鎮(zhèn)，是重慶市小城鎮(zhèn)建設(shè)試點(diǎn)鎮(zhèn)和規(guī)劃的物流園區(qū)所在地，緊鄰渝宜高速、長(zhǎng)江黃金水道及長(zhǎng)壽化工園區(qū)，可形成鐵公水聯(lián)運(yùn)，設(shè)計(jì)洛磧站開(kāi)站，并預(yù)留專用線引入條件，一方面可滿足地方需求，同時(shí)可提高鐵路運(yùn)輸效益。

4.2 車(chē)站設(shè)置永臨結(jié)合

根據(jù)重慶樞紐貨運(yùn)系統(tǒng)布局，魚(yú)嘴將成為重慶市東部片區(qū)渝懷線上的主要貨運(yùn)站，預(yù)測(cè)2030年的總運(yùn)量將達(dá)到520萬(wàn)噸/年。因此渝懷增建二線在站房對(duì)側(cè)預(yù)留貨場(chǎng)條件；同時(shí)考慮重慶至涪陵段鋪架及制存梁基地放在預(yù)留貨場(chǎng)位置，永臨結(jié)合，鋪架及制存梁基地工程可為遠(yuǎn)期貨場(chǎng)利用。

4.3 車(chē)站兩端緊鄰橋隧或已進(jìn)入隧道的布置形式

二線與既有線拉開(kāi)間距，進(jìn)出站邊均平行。如魚(yú)嘴站進(jìn)站端為朝陽(yáng)河大橋，出站端為魚(yú)嘴一號(hào)隧道，增建二線在既有線左側(cè)平行拉開(kāi)間距10m，兩正線間設(shè)置到發(fā)線2條，使進(jìn)站端大橋由通常的5m（車(chē)站控制）線間距變?yōu)?0m，出站端隧道進(jìn)口（位于曲線上）由11m變?yōu)?6m，保證施工時(shí)既有線的運(yùn)營(yíng)安全。

二線與既有線拉開(kāi)間距，進(jìn)站邊平行，出站邊不平行。如王家壩站的布置，考慮重鋼專用線的引入，渝懷二線在進(jìn)站端從右側(cè)距既有渝懷線平行20.3m、出站端不平行引入王家壩站，重慶、懷化方向聯(lián)絡(luò)線集中雙接王家壩，聯(lián)絡(luò)線均位于渝懷兩正線間中穿，立體疏解后至重鋼車(chē)場(chǎng)。

二線與既有線拉開(kāi)間距，進(jìn)出站邊均不平行，上下行站分設(shè)。如長(zhǎng)潭溝站，因既有車(chē)站大部位于隧道和橋上，出站端咽喉已進(jìn)入隧道內(nèi)，為三線隧道，增建的渝懷二線于車(chē)站右側(cè)拉開(kāi)間距，新建上行會(huì)讓站，與下行會(huì)讓站分設(shè)，既有長(zhǎng)潭溝車(chē)站維持現(xiàn)狀。

4.4 客貨分設(shè)

既有武隆站為辦理客貨運(yùn)作業(yè)的中間站，距縣城約0.5km。左側(cè)靠山，右側(cè)緊鄰烏江，地形狹窄，改擴(kuò)建困難。同時(shí)考慮武隆為全國(guó)著名的旅游景區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)研究了客貨分設(shè)方案與客貨合設(shè)方案。經(jīng)比較，推薦客貨分設(shè)，武隆辦理客運(yùn)、土坎辦理貨運(yùn)方案，該方案投資約高，但客貨分設(shè)后，客貨作業(yè)互不干擾，貨場(chǎng)遠(yuǎn)離城市，對(duì)城市的環(huán)境影響小，加之站房規(guī)模提高后，還有利于提升武隆旅游城市形象。

4.5 站房規(guī)模

由于渝懷線I線建設(shè)時(shí)投資從嚴(yán)控制，站房規(guī)模普遍偏小。隨著地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和客貨運(yùn)量的增加，以及鐵路車(chē)站在地方規(guī)劃中的城市地標(biāo)作用，渝懷沿線地方如武隆、彭水、黔江、秀山等均表達(dá)了增加站房規(guī)模，并承諾增加站房規(guī)模的投資由地方承擔(dān)的意愿。由于鐵路投資方式的根本性轉(zhuǎn)變，路地共建，設(shè)計(jì)中需充分考慮地方的意見(jiàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）同走廊內(nèi)規(guī)劃建設(shè)有多條鐵路時(shí)，增建二線宏觀方案，應(yīng)結(jié)合本線及相鄰線近遠(yuǎn)期能力情況，研究實(shí)現(xiàn)區(qū)段客貨分線、線間修建聯(lián)絡(luò)線方案。

（2）增建二線速度目標(biāo)值方案的研究，要從既有線的利用率、橋隧比重、投資及投資節(jié)時(shí)比等方面進(jìn)行系統(tǒng)性、綜合性比選。

（3）局部方案要充分考慮重要的政治經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)、復(fù)雜的越嶺隧道、大河橋渡，重大不良地質(zhì)及環(huán)境敏感點(diǎn)等對(duì)線路走向方案的影響，尤其是環(huán)境敏感點(diǎn)，線路方案要從擾避、減少影響及穿越等方面進(jìn)行比較，原則上要盡量規(guī)避環(huán)境敏感點(diǎn)，確實(shí)不能規(guī)避的要從工程措施上予以加強(qiáng)，盡量減少環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。

（4）地質(zhì)復(fù)雜、地形條件艱巨地段，結(jié)合I線建設(shè)時(shí)左右側(cè)路基支擋防護(hù)情況和隧道施工揭示的暗河、溶洞及采空區(qū)等地質(zhì)資料情況，合理確定二線左右側(cè)位置。

（5）增建二線車(chē)站設(shè)置，應(yīng)結(jié)合客貨運(yùn)量及地方規(guī)劃，關(guān)閉或新設(shè)車(chē)站，在通過(guò)能力允許的情況下，宜關(guān)閉作業(yè)量較小的車(chē)站[2]。車(chē)站設(shè)置形式靈活，并注意永臨結(jié)合。

（6）為確保施工期間既有線的運(yùn)營(yíng)安全，增建二線橋梁、隧道及路基下檔地段，必須與既有線拉開(kāi)適當(dāng)間距。

（7）既有線的平面標(biāo)準(zhǔn)較低，增建二線除預(yù)留工程和特殊困難地段外，在工程增加不明顯的地段，應(yīng)盡可能成段使用提高一檔及以上的曲線半徑，為以后提速創(chuàng)造條件。

（8）增建二線宜在既有線一側(cè)，如需改換左右側(cè)時(shí)，宜在曲線上或車(chē)站附近換邊，換側(cè)次數(shù)應(yīng)盡量減少[3]。

[1]王建,等.渝懷鐵路工程技術(shù)總結(jié)[R].成都:中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司,2007.

[2]GB50090-2006,鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè),線路[M].北京:北京鐵道出版社,1994.

On Comprehensive Route Selection for Chongqing-Huaihua Railway's Newly-BuiltSecond Line

Taking thenew ly-builtsecond lineof Chongqing-Huaihua railway asan example,theauthor investigated the comprehensive railway route selection during thewholeengineering practices.Themacro-plan combined the function orientation of the project,the resource sharing between the corridor and theneighboring line,the realization of separation of passengerand freightof railway districts,and determ ination of connecting line construction plansand targeted velocity.In the localplan,detailed considerationsaregiven to the influenceof importantpolitically vital econom ic points,complicated summ it tunnels,greatbridge crossings,serousunfavorablegeological conditions,special rock,mine and gobs,aswell asenvironmentsensitive spots on the railway route planning.The bestplan,safe,econom ic and reasonable,is finallymadewhen leftand right locations,the flexible design of station site,and so on areallcarefully studied.

new ly-builtsecond line;comprehensive route selection;research and practice

U212.32

A

1671-9107（2011）05-0019-04

10.3969/j.issn.1671-9107.2011.05.019

2011-03-14

周定祥（1967-），男，高級(jí)工程師，主要從事鐵路、公路及市政工程線路工作，現(xiàn)任中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司重慶設(shè)計(jì)研究院總工程師。

余詠梅