青藏鐵路西格段馬蘭至戈壁間改線方案的確定

李鎖平

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，陜西西安 710043)

1 概況

本段線路位于青藏鐵路西(西寧)格(格爾木)段馬蘭至戈壁之間，屬青海省省級環(huán)境保護(hù)區(qū)域，左臨托素湖，右臨可魯克湖。既有線地處沼澤、鹽漬土區(qū)，曲線半徑800 m，路基不均勻沉降嚴(yán)重，局部邊坡溜坍，道砟流失。增建二線采用旅客列車行車速度160 km/h、預(yù)留200 km/h的Ⅰ級鐵路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，最小設(shè)計曲線半徑一般地段為3 500 m、困難地段為2 800 m。該段內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，環(huán)保要求嚴(yán)格，又受到設(shè)計工期、施工工期和工程投資等外界條件的限制，曲線改造以雙線并繞的形式通過多方案的線形比較和優(yōu)化，方案一和方案二相對較為優(yōu)越，分析研究后要求對兩方案同進(jìn)度、同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行線路勘測，地質(zhì)勘探，方案設(shè)計和工程投資概算，再對兩線形方案進(jìn)行比選(見圖1)，確定最終設(shè)計方案。

圖1 線形平面示意

2 線路方案走向

方案一:雙繞右線自既有線K536+848.48處與既有軌道接軌，繞行于既有線的左側(cè)，以3 000 m的曲線半徑左偏，穿越280 m沼澤區(qū)，于既有線K541+000處右線與既有軌道接軌，兩端二線均并行于既有線的左側(cè)。

方案二:雙繞右線自既有線K536+274.05處與既有軌道接軌，雙線以2 800 m的曲線半徑右偏繞行于既有線的右側(cè)，又以2 800 m的曲線半徑左偏，從K538+225處跨越既有線繞行于既有線的左側(cè)，于既有線K540+600處右線與既有軌道接軌，兩端二線均并行于既有線的左側(cè)。

方案一只在線路兩端接軌時與既有線發(fā)生干擾，而方案二線路除在兩端接軌時與既有線發(fā)生干擾外，還發(fā)生一次跨線干擾。

3 線路地質(zhì)特征

方案一:地層工程性質(zhì)較差，IK538+640～I(xiàn)K538+920段為沼澤區(qū)，常年積水，喜水植物茂密，水位隨季節(jié)發(fā)生變化，表層泥炭層厚達(dá)5 m，稀泥流塑狀，人蓄無法進(jìn)入，基本承載力σ0=15 kPa。兩端為鹽漬化區(qū)，鹽漬土厚1～1.5 m，局部地段有嚴(yán)重的鹽漬化干裂縫，除地表覆蓋有0.05 m厚白色鹽霜外，均為灰黃色軟塑狀粉質(zhì)黏土。對混凝土具弱、中等侵蝕性，下部為流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，基本承載力σ0=70 kPa;區(qū)段內(nèi)軟弱土層下伏互層狀飽和粉細(xì)砂、中砂、礫砂等，基本承載力σ0=110～300 kPa，地震動峰值加速度0.10g，不存在震動或地震液化現(xiàn)象。地下水埋深1～2 m，主要賦存于泥炭、砂類土及部分粉質(zhì)黏土層內(nèi)，地下水位隨季節(jié)變化幅度較大。

方案二:ⅡK536+274.05～ⅡK538+400段地表為厚層細(xì)圓礫土層;ⅡK538+400～ⅡK540+455.54段地表多為1.5～8.5 m厚粉質(zhì)黏土，部分地段厚度超過15 m，粉質(zhì)黏土層內(nèi)局部夾有粉土及粉砂薄層，基本承載力σ0=120 kPa;淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，相對較薄，局部夾有細(xì)砂及泥炭薄層，以流塑狀為主，基本承載力σ0=70 kPa。其中ⅡK538+905～ⅡK539+110段淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土呈透鏡體夾于粉質(zhì)黏土層內(nèi)，厚0～2.5 m。ⅡK539+110～ⅡK540+315段淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土伏于粉質(zhì)黏土層之下，厚0.5～5.0 m。ⅡK538+400～ⅡK540+455.54段地表有1～1.5 m厚鹽漬土，除表層覆蓋有0.05 m厚白色鹽霜外均為灰黃色軟塑狀粉質(zhì)黏土。ⅡK538+400～ⅡK539+000段主要為氯、亞氯鹽漬土。ⅡK539+000～ⅡK540+455.54段為氯、亞氯、硫酸、亞硫酸鹽漬土;地下水埋深1～4 m，主要賦存于細(xì)圓礫土、砂類土及部分粉質(zhì)黏土層內(nèi)，地下水位隨季節(jié)變化幅度較大，并對混凝土具硫酸鹽弱、中等侵蝕性，地震動峰值加速度0.10g，飽和的細(xì)砂存在地震液化現(xiàn)象。

方案一通過沼澤區(qū)，軟土層范圍長、厚度大、物理特性差，地表無硬殼層或硬殼層很薄，地基承載力低、壓縮性大。而方案二液化層及軟土層以薄層形式夾于厚層粉質(zhì)黏土之中或伏于粉質(zhì)黏土之下，硬殼土層較厚，地質(zhì)條件相對良好。

4 工程處理措施

方案一:IK538+600～I(xiàn)K539+030段基底拋填片石(1.0～4.0 m厚)，采用重型機(jī)械碾壓、擠淤，設(shè)置1.5 m厚滲水土墊層;IK539+030～I(xiàn)K540+600段基底設(shè)置間距1.50 m、樁長8.0 m、梅花形布置的φ800碎石樁加固，路堤兩側(cè)均設(shè)3.0 m寬、1.5 m高的護(hù)道，地面以上0.5 m處鋪設(shè)一層雙向經(jīng)編土工格柵，拋填片石段護(hù)道高度內(nèi)填筑滲水土，路基面每側(cè)加寬0.5 m，外側(cè)邊坡碼砌0.3 m厚片石，發(fā)生的主要工程數(shù)量見表1。

方案二:地質(zhì)條件較好，地基均采用滲水土墊層夾設(shè)土工格柵加筋處理，ⅡK538+400～ⅡK538+750段鋪一層土工格柵，ⅡDK538+750～ⅡK539+100段和ⅡK540+100～ⅡK540+600段鋪兩層土工格柵，ⅡK539+100～ⅡK540+100段鋪三層土工格柵，土工格柵間距0.3～0.5 m，路堤兩側(cè)設(shè)3.0 m寬、1.5 m高的護(hù)道。護(hù)道高度內(nèi)填筑滲水土，外側(cè)邊坡碼砌0.3 m厚片石，發(fā)生的主要工程數(shù)量見表1。

表1 方案一、方案二主要工程數(shù)量及估算投資增減

方案一碎石樁施工工期長，標(biāo)準(zhǔn)要求高，還有一定的檢測周期，片石來源困難，必須遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)，拋填片石工后沉降又難于控制，工程投資估算2 325萬元。而方案二材料來源方便，砂石料能夠就地取材，施工方案簡單，施工方法有成熟的模式，工程投資估算1 070萬元。

5 方案確定

本段落內(nèi)均為無橋涵控制的路基工程，屬于西格段應(yīng)急工程范疇。區(qū)內(nèi)海拔2 823.0～2 825.4 m，地層、地質(zhì)復(fù)雜，冰凍時間早，施工條件差，進(jìn)料困難，而施工計劃要求工期緊急，進(jìn)場動工時期已進(jìn)入冬季。為了盡快施工，完成路基本體工后沉降，通過對兩設(shè)計方案優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，方案二優(yōu)于方案一:線形上滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，區(qū)段內(nèi)地質(zhì)條件相對較好，基底處理方案既便于施工和縮短工期，又能減少環(huán)境破壞和降低環(huán)境污染，工程投資減少1 255萬元。

施工圖階段將方案二確定為施工圖設(shè)計方案。

［1］TB10001—2005 鐵路路基設(shè)計規(guī)范［S］

［2］TB10118—2006 鐵路路基土工合成材料應(yīng)用設(shè)計規(guī)范［S］