改建白阿鐵路猛鷲山越嶺段選線方案淺析

趙東亮

（中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院 河南 鄭州 450001）

0 概述

改建鐵路白阿線芒罕屯至明水河段自錫烏線與白阿線交匯站—芒罕屯站起，沿既有線行進，經(jīng)科右前旗的大石寨鎮(zhèn)后繞行于既有鐵路西側，在猛鳩山以隧道越嶺后，于德伯斯站南端接入既有線，出德伯斯站后沿既有線增建二線并對既有線進行改造，自東南至西北沿洮兒河河谷南側前行，經(jīng)索倫隧道至索倫站，在辛林村東側跨越省道S203和洮兒河至河谷北側前行，經(jīng)華家店隧道，以明水洮兒河特大橋繞過金界壕至明水河站，出站后在西口村東再次跨越洮兒河至河谷南側前行至本段終點K243+500。改建后線路長94.561km，其中雙線繞行段59.526km，與既有線并行段35.035km。橋梁總長4.883km，隧道總長7.57km，橋隧比13.17%。

新線路的影響方案的控制因素較多，在外業(yè)勘察過程中廣泛的收集了區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、交通規(guī)劃及現(xiàn)狀、文物保護區(qū)、壓覆礦產(chǎn)、地下管線等資料，并進行了大面積地質(zhì)調(diào)繪、鉆探以及大地電磁法、高密度電法等綜合勘察手段，初步查明了越嶺隧道區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況，提出了地質(zhì)選線意見，合理選擇了線路方案，為線路方案穩(wěn)定起到了決定性作用。本文著重研究和論述猛鷲山越嶺隧道的選線過程及成果。

1 方案研究

1.1 選線設計思路

1.1.1 河谷地段選線

復雜山區(qū)河谷選線是鐵路選線的終點和難點之一。山區(qū)河谷的峽谷地段狹窄多彎，岸坡陡峭，地質(zhì)復雜，水流湍急，沖刷嚴重，對鐵路施工、運營不利。因此在大面積選線時，為了選出合理的線路走向，要認真研究線路所經(jīng)河谷自然特征及村鎮(zhèn)分布情況，充分利用河谷有利岸側，繞避因地形、地質(zhì)和水文條件造成的復雜艱巨工程。

1.1.2 越嶺地段選線

越嶺方案是山區(qū)鐵路選線的重要組成部分，而越嶺埡口的位置、隧道的長度和標高的選定又是越嶺方案中的重點，它常與限制坡度及越嶺兩側引線條件等密切相關，并相互制約。因此越嶺地段主要問題是越嶺埡口的隧道選擇、埡口兩側線路展線方案的布局和沿線地質(zhì)情況等等。

1）越嶺埡口的選擇

埡口是越嶺線路的控制點，一般宜選擇在高程較低、靠近線路短直方向地段；山體較薄、地質(zhì)條件較好地段及引線條件較好地段。

2）隧道位置的選擇

隧道的位置選擇應注意以下問題：

（1）埋藏較淺時，線路宜向內(nèi)移，以避免隧道偏壓過大。

（2）應避開巖石堆、滑坡等不良地質(zhì)以及河岸沖刷、水庫坍岸范圍。

（3）結合當?shù)氐牡匦?、地質(zhì)情況、工程大小以及文物保護區(qū)和軍事設施等情況，進行裁彎取直的隧道方案和沿河繞行方案的比較。（例如本線工程“線路跨越古城墻遺址金界壕以隧道方案至明水河站方案”與“繞避金界壕以特大橋沿洮兒河河谷前行至明水河站方案”的比選，由于在定測勘察階段調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該段既有線右側山體內(nèi)有軍事設施，故本次設計對金界壕按繞避處理。）

3）隧道洞口位置的選擇

洞口是隧道的薄弱環(huán)節(jié)，洞口工程處理不當，易產(chǎn)生病害，危及行車安全。因此隧道洞口位置選擇應注意以下幾點：

（1）選擇洞口位置宜貫徹“早進洞，晚出洞”的原則；避免片面追求縮短隧道長度，忽視洞口邊坡穩(wěn)定的做法。

（2）洞口應盡可能設在山體穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好之處，以保證洞口安全。

（3）洞口宜設在線路與等高線正交或接近正交處；如采用斜交，則要修建斜交洞口或修建明洞。

1.2 設計方案

猛鷲山越嶺段線路平面主要受地形地質(zhì)條件、既有白阿鐵路、大德公路和猛鷲山村的控制影響。因此，遵循以上設計思路，并結合地形地質(zhì)條件、工程實施難度、既有線運營干擾情況、拆遷等因素，本次設計研究了西越嶺方案和東越嶺方案兩個方案。

1.2.1 方案說明

圖1

1）西越嶺方案（詳見圖1）

線路自比較起點DK151+600引出，以特大橋跨越歸流河支流河谷向北行進，至關家屯東側以隧道穿越猛鷲山至比較終點DK162+500。該方案線路長度 9.878km，橋長 0.765km，隧道長 4.91km。

2）東越嶺方案（詳見圖1）

線路自比較起點引出，沿河谷向東北行進，至太平村東側折向西北，以隧道穿越猛鷲山至比較終點。該方案在D1K156+950和D1K158+300處兩次下穿既有白阿線。該方案線路長度10.936km，隧道長5.225km。

1.2.2 投資比較（表1）

表1

1.2.3 優(yōu)缺點分析及推薦意見（表2）

表2

綜合上述分析，西越嶺方案雖然多一座特大橋，但線路長度較東越嶺方案短1.02km，隧道圍巖地質(zhì)條件較好，線路避開既有白阿線，對既有線運營無干擾，避開了猛鷲山村，投資節(jié)省1810.62萬元，優(yōu)勢明顯，因此，本段線路設計推薦西越嶺方案。

2 研究結論

改建白阿鐵路穿越猛鷲山山脈的隧道越嶺方案，經(jīng)過詳細的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及經(jīng)濟、環(huán)境和安全性比選，最終提出西越嶺方案為本段設計線路的推薦方案。

通過本次設計，我認為山區(qū)鐵路選線應在大面積方案研究中重點解決山間河谷岸側、越嶺埡口位置、隧道長度、隧道洞口位置和越嶺高程的選擇，根據(jù)兩側引線自然地形及地質(zhì)條件，擬定不同越嶺高程、隧道長度及展線方式，以地質(zhì)選線為原則，進行深入、細致的方案研究，選出最安全、經(jīng)濟、合理的線路方案。

［1］中鐵工程設計咨詢集團有限公司《改建鐵路白阿線芒罕屯至明水河段擴能改造工程-線路篇》初步設計[R].

［2］易思蓉.鐵路選線設計[M].成都：西南交通大學出版社，2005.

［3］GB50090-2006 鐵路線路設計規(guī)范[S].