山區(qū)鐵路選線淺談

摘 要：我國(guó)是個(gè)多山的國(guó)家，鐵路是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大動(dòng)脈，作為鐵路設(shè)計(jì)工作者，山區(qū)選線是鐵路選線的難點(diǎn)和重點(diǎn)，主要體現(xiàn)在越嶺及河谷段的選線。該文以山西嘉南鐵路為例，主要淺談了在山區(qū)進(jìn)行選線時(shí)應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：山區(qū)鐵路 線路選線

中圖分類號(hào)：U21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（c）-0107-02

嘉南鐵路被列入鐵道部、山西省、鄭州鐵路局、晉城市“十一五”鐵路網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，該鐵路位于山西省晉城市境內(nèi)，起點(diǎn)為侯月鐵路的嘉峰站，終點(diǎn)為太焦鐵路的南陳鋪站，建筑長(zhǎng)度85.49 km，其中正線長(zhǎng)65 km，嘉峰疏解線長(zhǎng)12.13 km，南陳鋪疏解線長(zhǎng)3.43 km，南陳鋪北端引入線長(zhǎng)5.01 km。全線處于山區(qū)河谷地段，地形起伏較大，地質(zhì)、水文條件很復(fù)雜，越嶺1次，跨沁河河谷1次，跨固縣河河谷2次，跨龐莊河河谷1次，屬典型的山區(qū)鐵路選線。

鐵路等級(jí)嘉峰～杏林國(guó)鐵Ⅰ級(jí)，杏林～南陳鋪為國(guó)鐵Ⅱ級(jí)的單線（蘇莊至杏林預(yù)留雙線）電氣化鐵路，限制坡度雙機(jī)13‰，最小曲線半徑800 m，困難地段550 m，牽引質(zhì)量5000 t，到發(fā)線有效長(zhǎng)度1050 m。

1 越嶺方案選擇

越嶺方案是山區(qū)鐵路選線的重要組成部分，越嶺位置、地質(zhì)條件、標(biāo)高和隧道長(zhǎng)度又是越嶺方案選擇的關(guān)鍵，它與限制坡度及兩側(cè)引線條件息息相關(guān)，并相互制約。越嶺方案的優(yōu)略，會(huì)對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生非常大的影響，因此，我們?cè)谠綆X地段選線時(shí)需做多方案比選。

本線在樊莊至唐安段翻越武神山，山嶺位于山西省高平、澤州、沁水三縣交界處，是沁河水系和丹河水系分水嶺，這里煤礦分布較多，大多數(shù)屬于小煤窯，最大煤礦唐安煤礦就在武神山腹地。武神山隧道是本線的越嶺隧道，線路選線時(shí)在這段研究了多個(gè)方案，中方案線路較短，但線路嚴(yán)重破壞了唐安煤礦的采區(qū)規(guī)劃，難以協(xié)調(diào)，這里不再作進(jìn)一步研究。南北兩方案隧道進(jìn)口端條件較好，但出口端控制因素較多，主要受唐安煤礦專用線（工企Ⅲ級(jí)）、唐安煤礦、古寨聯(lián)營(yíng)煤礦及唐東煤礦的采區(qū)及采空塌陷區(qū)的影響較大，結(jié)合本區(qū)域的工程地形、地質(zhì)、水文、煤層埋深及專用線的實(shí)際情況，對(duì)南北方案作了較細(xì)的比選，方案比選如圖1。

1.1 南隧道方案

線路自樊莊車站東咽喉引出，略向西南進(jìn)隧道，經(jīng)苗溝、莊頭村在古寨村西出隧道，再經(jīng)古寨聯(lián)營(yíng)煤礦，兩跨飲馬河至唐東煤礦設(shè)唐安站，出站后跨過巴馬二級(jí)公路，沿唐安煤礦專用線南側(cè)接入比選終點(diǎn)。南方案比較線路長(zhǎng)17.423 km，設(shè)隧道1座/8.874 km，車站1處，工程投資45701萬元。

1.2 北隧道方案

線路自樊莊車站東咽喉引出，略向西北進(jìn)隧道，經(jīng)龍背石村后轉(zhuǎn)向東南于掌握村出隧道，經(jīng)磚窯村沿唐安煤礦鐵路專用線北側(cè)8.0 m位置向東并行至馬村鎮(zhèn)南設(shè)唐安站，再并行專用線向東接入比選終點(diǎn)。北方案比較線路長(zhǎng)17.971 km，設(shè)隧道1座/9.691 km，車站1處，工程投資35433萬元。

1.3 方案比選情況

北方案最大的優(yōu)點(diǎn)是工程投資較南方省10268萬元，隧道基本避開采空區(qū)，斜井出口距公路近，施工排碴便利，且新建線車站與既有唐安煤礦裝車站縱列布置，運(yùn)輸組織靈活，煤列向東向西均非常便利，裝車效率高，車站布局合理，符合戰(zhàn)略裝車點(diǎn)要求及當(dāng)?shù)匚鞑块_發(fā)的規(guī)劃布局。北方案的突出缺點(diǎn)是為與既有專用線接軌，降低隧道出口標(biāo)高，迫使隧道出口外形成1.3 km的長(zhǎng)大挖方段落，排水條件惡化，線路較南方案長(zhǎng)0.551 km，隧道長(zhǎng)0.817 km，且隧道洞身設(shè)一反響曲線，通風(fēng)條件相對(duì)較差。南方案雖然隧道短，線路直順，但線路沿線經(jīng)過中、小煤窯采空區(qū)比較多，處理采空區(qū)費(fèi)用昂貴，況且隧道出口段洞身兩側(cè)有長(zhǎng)大的溝槽基本平行線路，地下水位高，施工時(shí)除解決排水外，還需處理坡面坍塌、工程滑坡等問題，再者新建車站站位較高，受地形限制，無法與既有唐安裝車站鏈接，唐安煤礦的煤列不能直接進(jìn)入新建車站，煤列需先進(jìn)康營(yíng)站才能向西發(fā)車，形成折角運(yùn)輸，達(dá)不到戰(zhàn)略裝車的要求，影響唐安煤礦煤炭快速外運(yùn)和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。綜上所述，故推薦北方案為貫通方案。

2 河谷地段選線

山區(qū)河谷地段地勢(shì)陡峻，溝窄灣多，地質(zhì)復(fù)雜，不良地質(zhì)地段較多，對(duì)施工及運(yùn)營(yíng)均不利，是鐵路選線的重點(diǎn)和難點(diǎn)。我們?cè)谶x線時(shí)要根據(jù)峽谷自然地形、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)特征及建筑物的分布情況，選擇有利的一岸，盡量繞避不良地質(zhì)地段，要選擇好展線隧道洞口位置或跨河橋位，這是河谷選線的關(guān)鍵。

嘉南鐵路杏林至樊莊段位于山西沁河水系的胡底中山區(qū)河谷地帶，地形起伏大，最高武神山隧道進(jìn)口與杏林高差達(dá)260 m，河床自然縱坡為25‰～40‰，遠(yuǎn)大于限制坡度13‰，線路在本段需進(jìn)行展線。本段河谷兩岸山高地險(xiǎn)，植被茂密，地形復(fù)雜，站位選擇比較困難，北岸的王回村和南岸庵頭村北側(cè)地勢(shì)較緩，是設(shè)站的有利位置。

河谷兩岸地層巖性均為泥巖、砂巖，抗風(fēng)化能力差，沖溝發(fā)育、滑坡、崩坍及錯(cuò)落的不良地質(zhì)現(xiàn)象隨處可見，玉溪煤礦分布在此岸。南岸地下水位較高，山體裂隙水較發(fā)育，溝中長(zhǎng)年流水。北岸地質(zhì)條件稍好，地下水位較深，裂隙水不發(fā)育，侯節(jié)煤礦分布在本岸。在此段研究了胡底南、北展線兩個(gè)方案的比選，方案比選如圖2。

2.1 胡底南方案

線路自比較起點(diǎn)引出，從南峪溝繞行經(jīng)馬窯村，穿過回嶺隧道至坪曲公路南側(cè)設(shè)樊莊站，出站后在苗溝東側(cè)接入比較終點(diǎn)。比較線路長(zhǎng)10.110 km，設(shè)特大橋1座/635 m，大橋1座/443 m，隧道2座/5394 m，其中回嶺隧道長(zhǎng)4.512 km，占地301畝，工程投資24880萬元。

2.2 胡底北方案

線路自比較起點(diǎn)引出，跨過南峪溝，經(jīng)桃萬街跨過龐莊河、黃沙溝，前嶺至東嶺村南設(shè)樊莊站，出站后二跨龐莊河至苗溝東側(cè)接入比較終點(diǎn)。比較線路長(zhǎng)11.029 km，設(shè)特大橋2座/1303 m，大中橋7座/1450 m，隧道6座/4428 m，占地507畝，工程投資24350萬元。

2.3 沿河段方案比選

胡底北方案隧道分散且短，通風(fēng)、施工條件、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件均較好。但壓覆玉溪煤田資源多，無法協(xié)調(diào)，路基、橋梁工程量大，車站受兩端大橋限制遠(yuǎn)期發(fā)展條件受限。胡底南展線方案回嶺隧道為曲線隧道，通風(fēng)條件差，隧道出口巖堆臺(tái)地，巖層破碎，地下水豐富，含水量較高，邊坡開挖后易坍塌，施工難度較大，但解決了協(xié)調(diào)難的問題，兩方案工程投資相當(dāng)，但胡底南方案比北方案線路短0.919 km。鑒于胡底北方案壓覆玉溪煤田多，難以協(xié)調(diào)，且從樊莊站煤炭裝車及專用線引入條件來看，胡底南方案較優(yōu)，故推薦胡底南方案為貫通方案。

3 結(jié)語

本次主要論述了嘉南鐵路山區(qū)小范圍局部選線的情況，而在應(yīng)用中更注重的是根據(jù)兩側(cè)引線自然地形、地質(zhì)條件，擬定不同高程、隧道長(zhǎng)度及展線方式，進(jìn)行多方案的研究，選出最經(jīng)濟(jì)、合理的線路方案。