田沛豐
(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司,北京 102600)
為提升既有鐵路運量,提速城市發(fā)展,現(xiàn)展開既有鐵路增建二線設(shè)計研究。 欽港線增建二線工程北起既有欽北線欽州東站,南至欽州港東站,既有線全長41.8 km,增建二線工程長43.905 km(其中新建雙線繞行段長13.145 km), 改建既有線3.759 km,相關(guān)聯(lián)絡(luò)線長4.545 km。
受城市規(guī)劃區(qū)控制,線路經(jīng)欽州市區(qū)時,線路應(yīng)盡量沿既有鐵路通道、規(guī)劃區(qū)外緣布設(shè),避免對城市規(guī)劃區(qū)產(chǎn)生新的切割。 此外,各級交通規(guī)劃、航道規(guī)劃、 各級風景及自然保護區(qū)等也是控制線路方案的主要因素。
項目增建二線臨近既有線施工, 新建線路與既有南防線及欽防線的距離應(yīng)滿足相關(guān)要求,利于施工過渡、利于保障既有線運輸安全。 繞行段選線時,應(yīng)繞避安全禁區(qū),對于易燃、易爆、危化品倉庫,軍用倉庫等,要依規(guī)保證安全距離。
根據(jù)確定的經(jīng)濟據(jù)點及接軌點,區(qū)間線路應(yīng)力求短、順、直,以縮短線路長度。 合理選擇站址、橋位、隧道洞口及越嶺埡口、跨越重要交通及航道的結(jié)構(gòu)類型等,根據(jù)地質(zhì)及立交條件,合理選擇路橋分界高度,達到節(jié)省工程投資的目的。
既有鐵路增建二線側(cè)別選擇對于投資及運營安全有著至關(guān)重要的影響,線路應(yīng)盡可能繞避城市規(guī)劃區(qū)及密集居住區(qū),避免造成城市地塊切割及房屋拆遷。同時還需考慮既有線兩側(cè)地質(zhì)條件和既有設(shè)施,在保證行車安全的前提下,盡可能的利用既有鐵路設(shè)施,節(jié)省工程投資。
根據(jù)欽港線、欽港東線的橋、路、站工點及公跨鐵分布,第二線的平面布置,應(yīng)在滿足運輸、施工要求的前提下,力求經(jīng)濟、平順、少干擾。
(1)丘陵區(qū):丘坡段發(fā)育的不良地質(zhì)主要為順層,若線路沿順層走形,極易發(fā)生順層滑動導致邊坡塌陷。
(2)人為坑洞:主要為煤礦采空區(qū)。南寧至馬皇上行聯(lián)絡(luò)線NFCK104+930~NFCK105+140 段線路右側(cè)約60~100 m 為大垌煤礦4 號井采空區(qū),該煤礦開采年代久遠,于1997 年停產(chǎn)。
(3)河谷區(qū):茶山江、金鼓江等河流,均屬于獨流入海河流,河流靠近入??诙温涞乃|(zhì)受海水潮汐影響較大,河流沖刷易對鐵路工程結(jié)構(gòu)造成一定損害。
根據(jù)《鐵路主要技術(shù)政策》要求:“快運貨物列車最高運行速度160 km/h, 普通貨物列車最高運行速度120 km/h”[1]。 本項目增建二線新建線若采用過高速度,則新建線與既有線速差過大,不利于行車組織;且兩線在區(qū)間存在多次換側(cè),達速效果差。 故本項目增建二線新建線設(shè)計速度對應(yīng)研究80 km/h、120 km/h 兩個方案。
(1)欽港線至欽港東線聯(lián)絡(luò)線工程
在談到巴斯夫在中國的定位和規(guī)劃時,Markus Heldt向記者坦言:“近幾年中國發(fā)生巨大變化,龐大的市場、強大的活力為巴斯夫成長做出貢獻。隨著中國開始淘汰一些老舊化學農(nóng)藥,并不斷推出新產(chǎn)品、新技術(shù),我相信在中國市場對創(chuàng)新型的農(nóng)業(yè)解決方案和技術(shù)有著非常大的需求,這就是為什么巴斯夫非常高興也非常愿意對中國的業(yè)務(wù)以及團隊人才進行不斷投資。如果是在20年后,中國成為全球最大的作物保護市場,我一點都不會驚訝?!?/p>
既有欽港線至欽港東線采用一處R-400 m 半徑連接,在兩線區(qū)間采用12 號道岔接軌引入。聯(lián)絡(luò)線線路允許通過速度為45 km/h,是本線路區(qū)間僅有的一處關(guān)鍵限速點。既有聯(lián)絡(luò)線曲線內(nèi)側(cè)與兩端岔心點所連航空線之間為國投欽州電廠三期工程已征用地。
針對此處偏角大、半徑小的特點,合理采用增建二線方案是本項目的重點之一。
(2)下穿邕北高鐵工程
既有欽港線為呈南北走向,既有邕北高鐵為東西走向, 兩線分別引入欽州東站普速場與高鐵場,故此兩線進站前勢必存在交越,但因下穿邕北高鐵處國道325、邕北高鐵、欽港線、欽北線四條公路鐵路同廊道走行,廊道空間緊湊,增建二線可利用空間小,展線難度大。
因此,合理增建二線下穿邕北高鐵,達到施工期間不影響既有線運營同時對邕北高鐵橋梁基礎(chǔ)滿足安全防護要求是本項目的重點之一。
(1)車站范圍內(nèi)的第二線選擇,應(yīng)根據(jù)車站的性質(zhì)、 原有車站配線及車站建筑物的位置等確定,盡可能利用原有車站布置及設(shè)施。
(2)橋梁范圍內(nèi)的第二線選擇,應(yīng)根據(jù)橋址及水文和地質(zhì)條件、兩岸地形地質(zhì)情況、既有橋的病害情況、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)狀態(tài)、通航要求、施工和行車干擾等因素,全面考慮后確定。
(4)沿線公(鐵)路跨南防線的第二線選擇,根據(jù)現(xiàn)場實測橋墩位置,采用橫斷面布置,線路中心線距離兩側(cè)橋墩水平間距,按照滿足新建路基寬度情況下選擇二線側(cè)別。
(1)丘陵區(qū):線路設(shè)計研究時應(yīng)盡量繞避順層地形。
(2)人為坑洞:線路經(jīng)過采空時,應(yīng)盡量靠近既有鐵路,充分利用既有煤礦支撐結(jié)構(gòu),保證鐵路運營安全。 若不具備條件,應(yīng)進行繞行處理。
(3)河谷區(qū):途經(jīng)河谷區(qū)時為避免河流沖刷易對鐵路工程結(jié)構(gòu)造成一定損害,通常鐵路路基邊坡采用高強度混凝土處理即可,無需繞行。
(1)120 km/h 方 案: 本 方 案 增 建 二 線 長 度44.036 km, 下穿邕北高鐵處采用R-400 m 半徑1處,限速80 km/h,K4+700 處曲線采用R-600 m 半徑1 處,達速100 km/h。
(2)80 km/h 方案: 本方案維持既有線標準進行增建二線,增建二線長度42.613 km。 方案投資見表1。
表1 既有線及增建二線速度方案投資比較
從工程投資角度分析,雙線80 km/h 方案投資最省。 但考慮本線集裝箱班列開行數(shù)量較多,且采用120 km/h 方案符合鐵路貨運發(fā)展方向, 亦與后方通路設(shè)計速度匹配。 鑒于本線建設(shè)長度相對較短,工程投資總量較小,綜合分析后建議增建二線設(shè)計速度采用120 km/h (特殊困難地段限速)方案。
(1) 欽港線至欽港東線聯(lián)絡(luò)線工程
結(jié)合線路可滿足最高行車達速率與沿線周邊村落、企業(yè)等地塊相對關(guān)系,進一步分析了沿既有線增建二線方案。
本方案主要考慮保留既有線情況下增建二線以減少新增用地及拆遷、節(jié)省工程投資,不對國投欽州電廠等地塊構(gòu)成影響。
線路自比較起點欽港線K23+800 引出, 增二線沿既有線西側(cè)鋪設(shè), 折向東下穿既有欽港線,線位逐漸并向欽港東線,增建二線于既有欽港東線南側(cè)并行鋪設(shè)至比較方案終點欽港東線K3+200。 方案新建單線長5.6 km,廢棄既有線長0.37 km。 靜態(tài)投資4.33 億元。
綜合分析,沿既有線增建二線方案可有效改善運營維護條件投資, 且不對地方地塊構(gòu)成分割,故本次研究推薦沿既有線增建二線方案貫通。
(2)下穿邕北高鐵工程
下穿邕北高鐵處,本線與邕北高鐵交叉角度為29 °右前角,交叉角度小且線路中心線距邕北高鐵橋梁承臺垂距分別為6.9 m 與8.1 m, 水平間距內(nèi)無法滿足鋼板樁防護間距,故進一步研究增建二線下穿邕北方案和新建雙線下穿高鐵方案。
本方案增建二線維持既有線技術(shù)標準沿既有欽港線K0+700 引出,向西側(cè)走行,至欽港線K1+330 下穿邕北高鐵, 折向南至比較方案終點K1+800。
本段方案于欽州東站引出,二線于既有線右側(cè)增建,至下穿邕北高鐵處,因平面空間緊張,故增建二線下穿邕北高鐵處,對既有線一并進行局部撥移改道,滿足兩線路堤通過條件。 增建二線長1.1 km,改建既有線長1 km。 靜態(tài)投資4 956 萬元。
結(jié)合欽州地區(qū)不同引入方式,綜合考慮線路與地方規(guī)劃的契合以及沿線的征拆、立交、遷改等工程因素,最終確定了線路設(shè)計標準及走向。
該方案增建二線自欽北線欽州東站引出, 沿既有欽港線走行,經(jīng)大欖坪站,終到欽州港東站。 增建二線后欽州東站至欽州港東站作為貫通方向; 欽州港站采用疏解接入欽港線區(qū)間, 考慮疏解區(qū)距欽州港站距離較近,遠期該段線路能力較為緊張,本次按復線考慮。 該方案既有線增建二線全長43.905 km。大欖坪站預(yù)留物流園區(qū)專用線接軌條件。沿既有線增建二線方案可通過修建大欖坪物流園的方式,解決中馬產(chǎn)業(yè)園運輸需求。該方案既有鐵路線路設(shè)備利用充分,有效減少土地資源占用,工程投資節(jié)省,優(yōu)勢明顯。 作為推薦方案 (沿既有線增建二線方案)。
鐵路增建二線工程通常是為了提升既有鐵路運量,保障旅客的運營舒適度和安全性,設(shè)計修建過程往往比修建一條新的鐵路線更為復雜,不僅要充分考慮鐵路沿線的地質(zhì)地貌特征,還要考慮利用既有鐵路的鐵路設(shè)備和既有車站,充分發(fā)揮既有線的功能優(yōu)勢, 齊頭并進為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。本文以南防線欽州至欽州港增增建二線為例,對不同的增建二線選線方案進行闡述,希望能對類似項目提供指導借鑒。