齊富鐵路水害地段增二線方案研究

魏邦成

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 天津 300142)

齊富鐵路水害地段增二線方案研究

魏邦成

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司， 天津 300142)

齊齊哈爾至富裕鐵路是黑龍江省西北部的主要通道之一。分析增二線改建的必要性以及既有線水害地段改建方案，以滿足改建目標(biāo)，解決線路病害。在分析說(shuō)明既有線K32+750～K36+420段水害情況的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多方案比較的方法，綜合考慮節(jié)省工程投資，合理利用土地，對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)的影響最小以及減少征拆等因素，研究并提出經(jīng)濟(jì)合理的改建方案。

齊富鐵路 增建二線

1 概述

齊齊哈爾至富裕鐵路是齊北線的一部分，線路位于齊齊哈爾市境內(nèi)，途徑建華區(qū)、鐵鋒區(qū)、富?？h，線路全長(zhǎng)61.7 km，為國(guó)鐵Ⅱ級(jí)單線鐵路。全線共設(shè)車(chē)站8個(gè)，平均站間距7.71 km，現(xiàn)狀線路允許最高速度為120 km/h，最小曲線半徑800 m，既有線最大坡度上行4.0‰、下行3.6‰。

齊富鐵路目前為單線半自動(dòng)閉塞，2011年客車(chē)15對(duì)，貨車(chē)27對(duì)，通過(guò)能力利用率達(dá)到87.61%，同時(shí)本段客貨運(yùn)量連年增長(zhǎng)，趨于飽和。而本線為單線半自動(dòng)閉塞，客貨列車(chē)待避會(huì)讓較多，運(yùn)輸組織復(fù)雜，隨著運(yùn)量的大幅增長(zhǎng)，已經(jīng)不能適應(yīng)旅客安全、舒適、快捷的運(yùn)輸要求，以及貨物列車(chē)小型化、快速化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)需要。此外，從路網(wǎng)位置看，齊富線西北連接富西線，向東至北安與濱北線、北黑線相接，南經(jīng)平齊線與濱洲線相連，從路網(wǎng)分布上看是濱洲線、平齊線向北的延伸，在東北地區(qū)西部鐵路網(wǎng)中起著重要的作用。

2 增二線改建

2.1 改建目標(biāo)

目前齊富既有線能力趨于飽和，不能滿足預(yù)測(cè)年度運(yùn)輸需求，同時(shí)本線做為哈漠鐵路通道的重要組成部分，急需提高旅客列車(chē)運(yùn)行速度。考慮以上因素，本線改造目標(biāo)主要有兩方面：提高運(yùn)輸能力；提高列車(chē)運(yùn)行速度，改善運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量，從而滿足客車(chē)34對(duì)、貨運(yùn)量5 000×104t的遠(yuǎn)景輸送能力需求。

2.2 改建標(biāo)準(zhǔn)

鐵路等級(jí)：Ⅰ級(jí)；

正線數(shù)目：雙線；

設(shè)計(jì)行車(chē)速度：160 km/h；

最小曲線半徑：一般2 000 m、困難1 600 m；

限制坡度：4‰；

牽引種類(lèi)：內(nèi)燃，預(yù)留電化條件；

機(jī)車(chē)類(lèi)型：客車(chē)DF4D、貨車(chē)DF8B；

牽引質(zhì)量：5 000 t；

到發(fā)線有效長(zhǎng)：1 050 m；

閉塞類(lèi)型：自動(dòng)閉塞。

3 水害地段增二線方案研究

3.1 既有線水害概述

齊富鐵路既有線軌道、路基、橋梁等條件現(xiàn)狀大部分為良好，局部病害主要為水害及凍脹，集中在地勢(shì)低洼地段。以下對(duì)線路K32+750～K36+420范圍內(nèi)的病害路基地段進(jìn)行分析研究。

線路K32+750～K36+420地處塔哈河濕地，下游瀕臨嫩江。1998年此段既有線被洪水漫過(guò)路肩，邊坡被洪水沖刷淘蝕并坍塌，鐵路工務(wù)部門(mén)采取了路基拋石護(hù)坡、卸碎石、“土毛子”等措施進(jìn)行防治，并對(duì)既有線抬道，抬道后該段落的既有線路肩高程在154.63～156.09 m之間。由滯洪區(qū)的防洪堤50年一遇設(shè)計(jì)水位，推算出該段落的百年設(shè)計(jì)水位高程為155.32 m。該段落既有鐵路填高不滿足水位要求，存在水害隱患。

3.2 水害地段增二線方案比選

既有齊富線自K32+750～K36+420段落為水害嚴(yán)重段落，該段鐵路已處于滯洪區(qū)范圍，既有鐵路需抬高約1 m，滿足百年水位要求，以保證運(yùn)營(yíng)安全。此外，該段落含既有塔哈引嫩中橋和塔哈河大橋，兩座既有橋均為低高度梁橋，需要進(jìn)行改造，以滿足既有線提速改造需求。

結(jié)合既有線平面及施工過(guò)渡等情況，分別研究沿既有線雙繞方案、沿既有線單繞利用塔哈河大橋加固方案、取直雙繞方案、取直單繞利用塔哈河大橋加固方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，四個(gè)方案比較段落為K29+700～K40+200，方案比較見(jiàn)圖1。

(1)沿既有線雙繞方案(Ⅰ方案)

新建雙線塔哈引嫩中橋及塔哈河大橋，線路自K29+700沿既有線右側(cè)雙線繞行，新建塔哈引嫩中橋，與既有塔哈河大橋間距按橋梁施工運(yùn)營(yíng)安全距離要求控制。K31+300～K31+650直線段內(nèi)，根據(jù)最小路肩高程要求，路肩需抬高0.8 m，考慮施工過(guò)渡及盡量利用既有線原則，距既有線5 m間距新建雙線，在K32+300處半徑1518 m曲線改為1600 m，與塔哈河大橋直線邊相交。K32+770處齊富堤(塔哈河右堤)采用堤外立交，繞行K32+646.2公路立交橋通過(guò)。

圖1 方案比較示意

為保證新建橋梁對(duì)既有線橋梁不造成行車(chē)影響，K34+088.70～K34+350內(nèi)與既有線線間距11 m，K36+422為納富堤上跨3孔公路橋，且公路橋下為鐵路小半徑曲線地段。改建曲線受公路橋梁墩臺(tái)限制，新建雙線由既有線右側(cè)邊跨通過(guò)，繼續(xù)向大里程雙線繞行，繞行終K40+200，比較段落線路長(zhǎng)10.453 km。

(2)沿既有線單繞利用塔哈河大橋加固方案(Ⅱ方案)

K29+700—K31+600范圍內(nèi)改建方案同雙繞方案。

由于本段既有線曲線半徑均較小且連續(xù)設(shè)置，除既有塔哈河大橋直線段可利用線位外，其余段落均不滿足160 km/h行車(chē)速度要求，需要改造，且既有塔哈河大橋?yàn)槌透叨攘?。為保證設(shè)計(jì)目標(biāo)速度值的行車(chē)要求，對(duì)既有橋的梁部進(jìn)行換梁加固，更換為預(yù)應(yīng)力鋼筋砼T梁，加高墩臺(tái)頂帽以滿足洪水位要求；結(jié)合地方的行、滯洪規(guī)劃及與鐵路的相互影響，增設(shè)過(guò)水橋涵，滿足行洪要求。

改建塔哈河橋小里程端反向小半徑曲線，K34+100—K34+400既有塔哈河大橋直線段利用既有橋加固改造，超低高梁更換為預(yù)應(yīng)力鋼筋砼梁，較既有軌面抬高0.6 m，右線并行既有線間距11 m。新建二線橋，二線橋建成后利用二線過(guò)渡并改建既有橋，改建橋頭小半徑曲線后雙線并行。

K35+300—K40+200段落同雙繞方案。

沿既有線單繞利用塔哈河大橋加固方案，線路長(zhǎng)10.3 km。

(3)取直雙繞方案(Ⅲ方案)

既有線在該段落線位曲折，采用了兩組反向曲線。該方案自K29+700向東，于舊G111國(guó)道南側(cè)向富裕方向取直，取直至比較段落終點(diǎn)K40+200。其間新建6-16 m雙線塔哈引嫩中橋和12-20 m塔哈河大橋，齊富堤和納富堤均需改為上跨公路立交橋。為保證新建的兩堤公路橋跨越鐵路后能夠降坡與舊G111銜接，取直方案的線位距舊G111最小距離300 m。舊G111于群力鎮(zhèn)東折向東與鐵路交叉，設(shè)置上跨公路立交橋，需改移老G111及通往富裕縣種畜場(chǎng)道路。

取直雙繞方案線路長(zhǎng)9.7 km。

(4)取直單繞利用塔哈河大橋加固方案(IV方案)

左線自K29+700向東于舊G111國(guó)道南側(cè)，向富裕方向取直，取直終點(diǎn)至K40+200。其間新建6-16 m單線塔哈引嫩中橋和12-20 m塔哈河大橋，齊富堤、納富堤及群力舊G111道路改移同取直雙繞方案。

本段既有線曲線半徑均較小，且連續(xù)設(shè)置，右線除既有塔哈河大橋直線段可利用線位外，其余段落均需改造，且既有塔哈河大橋需加固改造及換梁抬高縱斷面。

(5)方案優(yōu)缺點(diǎn)分析及推薦意見(jiàn)

Ⅰ方案能夠利用既有通道，節(jié)省用地，利于環(huán)保，利用既有納富堤公路橋，齊富堤采用堤外立交，對(duì)堤防影響較小，同時(shí)該方案橋位位于塔哈河上游，符合橋梁增二線設(shè)計(jì)原則，遠(yuǎn)離嫩江方向，嫩江倒灌對(duì)鐵路影響較小；雙線繞行，對(duì)既有線干擾小，不影響既有線運(yùn)營(yíng)，施工過(guò)渡簡(jiǎn)單。較其他方案工程投資最省。

Ⅱ方案較之于Ⅰ方案的優(yōu)點(diǎn)是利用了既有橋墩和基礎(chǔ)，但是增二線設(shè)計(jì)需要對(duì)既有線水害一次改造完成，工程投資較Ⅰ方案多2 424萬(wàn)元，同時(shí)新建單線繞行夾心地較多，施工期間對(duì)既有線影響較大，需要考慮施工。

Ⅲ方案雖然較前兩個(gè)方案縮短0.753 km，但是取直后滯洪區(qū)內(nèi)開(kāi)辟鐵路新通道，需新征用地及路基特殊處理較多，同時(shí)不能利用既有納富堤公路立交橋，需要新建公路跨線立交橋，對(duì)堤防影響較大，取直后新建跨塔哈河橋位位于塔哈河下游，新線靠近嫩江方向，嫩江倒灌對(duì)鐵路影響較大，此外將會(huì)引起群力鎮(zhèn)內(nèi)較大拆遷，工程投資亦較Ⅰ方案多6 307.4萬(wàn)元。

Ⅳ方案的優(yōu)點(diǎn)同Ⅱ方案一樣，利用了既有橋墩和基礎(chǔ)，但同時(shí)又兼具Ⅱ方案、Ⅲ方案的缺點(diǎn)，工程投資較I方案多2 152.7萬(wàn)元。

通過(guò)優(yōu)缺點(diǎn)分析，雖然Ⅱ方案利用了部分既有線，但是由于既有線不滿足水位要求要加以改造，且需要考慮施工過(guò)渡，投資較高，Ⅲ方案雖然減少了線路長(zhǎng)度，節(jié)省了運(yùn)行時(shí)分，但是引起新增征地拆遷、新建公路橋等諸多問(wèn)題，增加了項(xiàng)目實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)，Ⅳ方案與Ⅱ方案、Ⅲ方案存在同樣的缺點(diǎn)。綜合考慮盡量利用既有通道及公路設(shè)施，減少工程投資，盡量減少對(duì)堤防的影響，滿足防洪及環(huán)保要求，推薦Ⅰ方案為貫通方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)齊富鐵路兩段落水害成因以及特點(diǎn)加以分析，在滿足改建目標(biāo)的前提下提出改建方案。K32+750～K36+420段落處于塔哈河流域，既有線路肩高程不滿足百年水位要求，存在較大隱患。同時(shí)考慮既有線條件較差，首先提出沿既有線通道雙繞方案，從充分利用既有線設(shè)施的角度出發(fā)，研究了沿既有線單繞利用塔哈河大橋加固方案，同時(shí)由于既有線線形曲折，在優(yōu)化線形、節(jié)約運(yùn)營(yíng)時(shí)分的思路上研究了取直方案。在進(jìn)行方案比較時(shí)，不僅分析工程投資情況，并且從對(duì)既有線運(yùn)營(yíng)影響、徹底整治水害角度加以分析，從而選擇最優(yōu)方案。

[1] GB50090—2006鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司. 齊北線齊齊哈爾至富裕段增建第二線工程可行性研究(修改)[R].天津:鐵三院，2013

[3] 易思蓉.鐵路選線設(shè)計(jì)[M].成都:西南交通大學(xué)出版社，2009

[4] 趙清為.鐵路工程設(shè)計(jì)手冊(cè):線路[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，1994

[5] 楊元明.既有鐵路擴(kuò)能改造若干問(wèn)題探討[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2010(1-2):1-6

[6] 陳旭.蘭武增建二線設(shè)計(jì)概況[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2004(7):93-98

[7] 劉樹(shù)春，閆建斌.白阿鐵路 白城至鎮(zhèn)西段既有線增二線方案研究[J].鐵道勘察，2012(10):7-10

StudyonMethodsofQiqihaer-FuyuSingalLineRailwaySupplement2ndLineinWaterDisasterSection

WEI Bangchen

2013-10-14

魏邦成(1982—)，男，工程師。

1672-7479(2014)01-0071-03

U212.32

： A