杭溫鐵路穿越高邊坡地段線路方案研究

李雨思

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063）

1 工程概況

杭州至溫州鐵路（簡稱杭溫鐵路）位于浙江省中東部，線路呈南北走向，北起杭州，南至溫州。途經(jīng)杭州市桐廬縣，金華市浦江縣、義烏市、東陽市、磐安縣，臺州市仙居縣，溫州市永嘉縣等市縣。北端銜接商合杭鐵路、寧杭客專，中途連通杭黃鐵路、杭長客專，南端銜接溫福、福廈、廈深鐵路。杭溫鐵路為設(shè)計(jì)車速350km/h 的高速鐵路，是長三角高速鐵路網(wǎng)的重要組成部分，也是浙江省內(nèi)實(shí)現(xiàn)杭州、金華和溫州三大都市圈一小時(shí)到達(dá)的最快捷通道，全長約331km，開通運(yùn)營后，杭州、金華、臺州、溫州等地豐富的旅游資源將串聯(lián)成線，對完善區(qū)域路網(wǎng)布局，促進(jìn)長三角城市群聯(lián)動(dòng)發(fā)展具有重大意義[1]。杭溫鐵路杭州至義烏段自湖杭鐵路桐廬東站引出，經(jīng)浦江縣巖頭鎮(zhèn)設(shè)浦江站，后接入杭溫鐵路義烏至溫州段，工程新設(shè)杭溫場，新建正線長度59.023km，橋隧比為94.52%。

2 主要控制因素概況

2.1 歷史文化名村、書畫村

線路選線時(shí)受相關(guān)歷史文化名村、書畫村落的控制，主要有：DK89+700 線路左側(cè)35m 處合塢村；DK91+400 線路左側(cè)300m 處黃方村；DK91+700 線 路右側(cè)150m 處廊家畈村；DK98+700 線路右側(cè)30m 處大嶺村；DK99+600 線路左側(cè)200m 處劉笙村；DK98+700線路右側(cè)30m 處大嶺村[2]。

2.2 高壓走廊

DK91+825 與1000kV 安蘭二號線采用隧道形式交叉，321 號塔距線位36.7m，塔高78.4m，隧道埋深1m。

DK91+960 與1000kV 安蘭一號線采用隧道形式交叉，321 號塔位于線路右側(cè)69m，塔高75m，隧道埋深30m。

DK92+030 與500kV 江昇5839、5840 線采用隧道形式交叉，84 號塔距線位23.6m，塔高66.2m，隧道埋深50m。

線路需盡可能避免拆遷上述高壓塔，以降低工程實(shí)施難度。

2.3 河流

DK91+400—DK91+500 線路跨越壺源江，交叉處壺源江水域?qū)?0m，采用（40+56+40）m 連續(xù)梁跨越，壺源江屬于西水東調(diào)工程。

2.4 水庫

DK98+600 左側(cè)170m 處為力源水庫，為?。ǘ┬退畮?，壩頂標(biāo)高174.8m，壩長51m，壩高12m，匯水面積0.48km2，主要功能為灌溉兼養(yǎng)殖。

DK100+750 左側(cè)143m 處為雙溪水庫，為?。ǘ┬退畮?，壩頂標(biāo)高151.5m；壩長50m，壩高11m，匯水面積0.17km2，主要功能為灌溉兼養(yǎng)殖。

根據(jù)浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《小型水庫管理規(guī)程》（DB33/T 2214—2019），小型水庫保護(hù)范圍為：小（二）型水庫攔水壩坡腳50m 內(nèi)以及大壩背水坡坡腳以外15m 內(nèi)的地帶，溢洪道下游管理范圍至放水隧洞出口處。保護(hù)范圍內(nèi)不允許新建建筑物。

3 線路方案比選

3.1 方案說明

根據(jù)以上控制因素和地形地貌情況，針對DK98+614—DK98+632 段大嶺大橋左側(cè)1 號、2 號墩臺，DK98+820—DK98+860 段大嶺大橋右側(cè)8 號墩至義烏臺，DK99+530—DK99+560 段劉笙大橋2 號、3 號墩右側(cè)這3 處高邊坡處理措施，研究邊坡防護(hù)方案、抬高縱斷面增大橋跨方案、局部繞避方案，具體情況如下：

方案I：邊坡防護(hù)方案。

線路自方案比較起點(diǎn)DK94+500 引出，向南跨越壺源江，以隧道下穿高壓走廊，之后以6.4km 長隧道通過浦江北部山區(qū)丘陵地帶，并于大嶺村東側(cè)出隧道，之后線路繼續(xù)向南西側(cè)繞避力源水庫、雙溪水庫后至比較終點(diǎn)DK102+340，線路長7.840km。

在DK98+614—DK98+632 段大嶺大橋左側(cè)1 號、2號墩臺邊坡表層分布1～3m 的硬塑狀粉質(zhì)黏土，基巖為變質(zhì)砂巖，強(qiáng)風(fēng)化厚約6m。邊坡最高63m，設(shè)計(jì)采用樁板墻支擋結(jié)合邊坡錨索格梁等措施進(jìn)行邊坡防護(hù)。在DK98+820—DK98+860 段大嶺大橋右側(cè)8 號墩至義烏臺邊坡表層分布1～6m 的硬塑狀粉質(zhì)黏土，基巖為變質(zhì)砂巖，強(qiáng)風(fēng)化厚約3～4m，其右側(cè)邊坡為順層，巖層產(chǎn)狀340°∠55°，橫向視傾角15°，邊坡最高83m，采用兩排錨固樁結(jié)合邊坡錨索格梁等措施進(jìn)行邊坡防護(hù)。大嶺大橋8 號至義烏臺邊坡防護(hù)，如圖1所示。

DK99+530—DK99+560 段劉笙大橋2 號、3 號墩右側(cè)邊坡表層分布1～2m 的硬塑狀粉質(zhì)黏土及全風(fēng)化層，基巖為變質(zhì)砂巖，強(qiáng)風(fēng)化厚約4～5m，其右側(cè)邊坡為順層，巖層產(chǎn)狀358°∠56°，橫向視傾角35.88°，邊坡最高71m，采用兩排錨固樁結(jié)合邊坡錨索格梁等措施進(jìn)行防護(hù)。劉笙大橋2 號、3 號墩邊坡防護(hù)，如圖2 所示。

圖2 劉笙大橋2 號、3 號墩邊坡防護(hù)圖

方案II：抬高縱斷面，加大橋跨方案。

該方案平面與方案I 一致，在其基礎(chǔ)上抬高DK94+500—DK101+400 段縱斷面。DK98+600—DK99+600 段較方案I 抬高約17.0m，并將三處鄰近高邊坡地段橋梁跨度由施工圖方案中32m 簡支梁分別調(diào)整為60m+60mT 構(gòu)、（70+120+70）m 連續(xù)梁、（48+80+48）m 連續(xù)梁。

方案III：局部繞避方案。

該方案線路平面在方案I 的基礎(chǔ)上，于DK95+500處向線路左側(cè)加入曲線偏轉(zhuǎn)，再增加兩處半徑為7000m 的曲線繞避高邊坡。平面調(diào)整范圍：DK95+500—DK102+340，調(diào)整長度7.84km。

該方案前山一號隧道DK99+100、DK99+400 附近存在洞身淺埋，該里程處軌面以上高度小于8m，隧道即將露頭，擬采取護(hù)拱反壓暗挖處理，工程實(shí)施難度較大。前山一號隧道DK99+400 處擬采取處理方案，如圖3 所示。

圖3 前山一號隧道DK99+400 擬采取處理方案

徐地塢隧道DK100+340、DK100+760 附近均存在洞身淺埋段，該里程處軌面標(biāo)高約158.9m，隧道中線處地面標(biāo)高約170m，存在露頭可能，需采取護(hù)拱暗挖或明挖處理，工程實(shí)施條件較差。徐地塢隧道DK100+350 附近淺埋段擬采取處理措施，如圖4 所示。

圖4 徐地塢隧道DK100+350 附近淺埋段擬采取處理措施

3.2 方案比較

3.2.1 從線路平縱斷面特征方面分析

平面線型方面，方案I、方案II 較順直，線型較好，運(yùn)營期間旅客乘車舒適度較好。方案III 在線路DK95+500—DK102+340 段存在連續(xù)小曲線半徑（R=7000m）或小偏角曲線（偏角a=4°22′27″），圓曲線及夾直線長度設(shè)置也較為緊張，僅剛好滿足規(guī)范要求的0.8V 的長度要求（332m、294m、316m、306m），該方案平面線型較差，運(yùn)營期間旅客乘車舒適度較差。

縱斷面坡度方面，方案I 坡度少，綜合坡度較緩，行車舒適度較好，運(yùn)營最為節(jié)能、經(jīng)濟(jì)。

3.2.2 從隧道工程方面分析

隧道長度：較方案I，方案II 隧道長度減少128m，方案III 長度增加233m。

隧道圍巖：方案I 隧道圍巖等級最好，方案II 最差，圍巖統(tǒng)計(jì)，如表1 所示。

表1 主要隧道圍巖統(tǒng)計(jì)表

運(yùn)營條件：反向曲線隧道的維修養(yǎng)護(hù)比同向曲線隧道更為復(fù)雜，列車運(yùn)行平穩(wěn)性也較同向曲線差。方案III 金臺尖隧道位于反向曲線上，施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)等工作條件不如方案I、方案II 同向曲線隧道。

3.2.3 從工程投資方面分析

比較范圍內(nèi)，方案I 線路長度7.840km，主要工程（變化部分）靜態(tài)投資4.710 億元，方案II 線路長度7.840km，靜態(tài)投資4.985 億元，方案III 線路長度7.843km，靜態(tài)投資4.627 億元。綜上分析，方案III 工程投資最省，較方案I、方案II 投資分別減少830 萬元和3580 萬元。

3.3 推薦意見

方案I 未繞避高邊坡，因此設(shè)計(jì)采用樁板墻支擋結(jié)合邊坡錨索格梁等措施進(jìn)行邊坡防護(hù)，以消除邊坡溜塌的風(fēng)險(xiǎn)。方案II 抬高縱斷面并增大橋跨，雖能消除邊坡溜塌對鐵路安全造成的風(fēng)險(xiǎn)，但工程投資最大。方案III 局部繞避方案，能避開高邊坡，工程投資最省，但前山一號隧道DK99+100、DK99+400 附近存在洞身淺埋，軌面以上高度小于8m，隧道即將露頭，擬采取護(hù)拱反壓暗挖處理，同時(shí)金臺尖隧道位于反向曲線上，隧道的維修養(yǎng)護(hù)比同向曲線隧道更為復(fù)雜，列車運(yùn)行平穩(wěn)性較同向曲線隧道更差[3]。

綜上所述，三個(gè)方案采取不同的措施，均能不同程度上消除高邊坡對鐵路安全的影響。方案III 雖然平面線型較差，旅客舒適度較差，但局部繞避方案能消除邊坡溜塌對鐵路安全的影響，且工程投資最省，因此，此次比選推薦局部繞避方案。

4 結(jié)語

文章對杭溫鐵路杭州至義烏段穿越高邊坡地段線路方案開展研究，通過對沿線山體進(jìn)行多手段的勘察，提出邊坡防護(hù)方案、抬高縱斷面，加大橋跨方案和局部繞避方案，并對三個(gè)方案下山體的處理難易程度和費(fèi)用、工程投資等方面進(jìn)行分析。通過多層次的比選分析，最終推薦能更大程度消除邊坡溜塌影響、投資較省的局部繞避方案。隨著我國山區(qū)鐵路的不斷修建，在設(shè)計(jì)階段中盡量消除高邊坡對鐵路安全的影響，可以降低鐵路運(yùn)營階段的安全風(fēng)險(xiǎn)，減少養(yǎng)護(hù)維修成本，保證高速鐵路的正常運(yùn)營。