山区铁路选线

摘 要：我国是个多山的国家,铁路是我国经济建设的大动脉,作为铁路设计工作者,山区选线是铁路选线的难点和重点,主要体现在越岭及河谷段的选线.该文以山西嘉南铁路为例,主要浅谈了在山区进行选线时应注意的问题.

关 键 词：山区铁路线路选线

中图分类号：U21文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0107-02

嘉南铁路被列入铁道部、山西省、郑州铁路局、晋城市“十一五”铁路网建设规划,该铁路位于山西省晋城市境内,起点为侯月铁路的嘉峰站,终点为太焦铁路的南陈铺站,建筑长度85.49km,其中正线长65km,嘉峰疏解线长12.13km,南陈铺疏解线长3.43km,南陈铺北端引入线长5.01km.全线处于山区河谷地段,地形起伏较大,地质、水文条件很复杂,越岭1次,跨沁河河谷1次,跨固县河河谷2次,跨庞庄河河谷1次,属典型的山区铁路选线.

铁路等级嘉峰～杏林国铁Ⅰ级,杏林～南陈铺为国铁Ⅱ级的单线（苏庄至杏林预留双线）电气化铁路,限制坡度双机13‰,最小曲线半径800m,困难地段550m,牵引质量5000t,到发线有效长度1050m.

1越岭方案选择

越岭方案是山区铁路选线的重要组成部分,越岭位置、地质条件、标高和隧道长度又是越岭方案选择的关键,它与限制坡度及两侧引线条件息息相关,并相互制约.越岭方案的优略,会对铁路运营产生非常大的影响,因此,我们在越岭地段选线时需做多方案比选.

本线在樊庄至唐安段翻越武神山,山岭位于山西省高平、泽州、沁水三县交界处,是沁河水系和丹河水系分水岭,这里煤矿分布较多,大多数属于小煤窑,最大煤矿唐安煤矿就在武神山腹地.武神山隧道是本线的越岭隧道,线路选线时在这段研究了多个方案,中方案线路较短,但线路严重破坏了唐安煤矿的采区规划,难以协调,这里不再作进一步研究.南北两方案隧道进口端条件较好,但出口端控制因素较多,主要受唐安煤矿专用线（工企Ⅲ级）、唐安煤矿、古寨联营煤矿及唐东煤矿的采区及采空塌陷区的影响较大,结合本区域的工程地形、地质、水文、煤层埋深及专用线的实际情况,对南北方案作了较细的比选,方案比选如图1.

1.1南隧道方案

线路自樊庄车站东咽喉引出,略向西南进隧道,经苗沟、庄头村在古寨村西出隧道,再经古寨联营煤矿,两跨饮马河至唐东煤矿设唐安站,出站后跨过巴马二级公路,沿唐安煤矿专用线南侧接入比选终点.南方案比较线路长17.423km,设隧道1座/8.874km,车站1处,工程投资45701万元.

1.2北隧道方案

线路自樊庄车站东咽喉引出,略向西北进隧道,经龙背石村后转向东南于掌握村出隧道,经砖窑村沿唐安煤矿铁路专用线北侧8.0m位置向东并行至马村镇南设唐安站,再并行专用线向东接入比选终点.北方案比较线路长17.971km,设隧道1座/9.691km,车站1处,工程投资35433万元.

1.3方案比选情况

北方案最大的优点是工程投资较南方省10268万元,隧道基本避开采空区,斜井出口距公路近,施工排碴便利,且新建线车站与既有唐安煤矿装车站纵列布置,运输组织灵活,煤列向东向西均非常便利,装车效率高,车站布局合理,符合战略装车点要求及当地西部开发的规划布局.北方案的突出缺点是为与既有专用线接轨,降低隧道出口标高,迫使隧道出口外形成1.3km的长大挖方段落,排水条件恶化,线路较南方案长0.551km,隧道长0.8m,且隧道洞身设一反响曲线,通风条件相对较差.南方案虽然隧道短,线路直顺,但线路沿线经过中、小煤窑采空区比较多,处理采空区费用昂贵,况且隧道出口段洞身两侧有长大的沟槽基本平行线路,地下水位高,施工时除解决排水外,还需处理坡面坍塌、工程滑坡等问题,再者新建车站站位较高,受地形限制,无法与既有唐安装车站链接,唐安煤矿的煤列不能直接进入新建车站,煤列需先进康营站才能向西发车,形成折角运输,达不到战略装车的要求,影响唐安煤矿煤炭快速外运和当地经济的发展.综上所述,故推荐北方案为贯通方案.

2河谷地段选线

山区河谷地段地势陡峻,沟窄湾多,地质复杂,不良地质地段较多,对施工及运营均不利,是铁路选线的重点和难点.我们在选线时要根据峡谷自然地形、地质构造和水文地质特征及建筑物的分布情况,选择有利的一岸,尽量绕避不良地质地段,要选择好展线隧道洞口位置或跨河桥位,这是河谷选线的关键.

嘉南铁路杏林至樊庄段位于山西沁河水系的胡底中山区河谷地带,地形起伏大,最高武神山隧道进口与杏林高差达260m,河床自然纵坡为25‰～40‰,远大于限制坡度13‰,线路在本段需进行展线.本段河谷两岸山高地险,植被茂密,地形复杂,站位选择比较困难,北岸的王回村和南岸庵头村北侧地势较缓,是设站的有利位置.

河谷两岸地层岩性均为泥岩、砂岩,抗风化能力差,冲沟发育、滑坡、崩坍及错落的不良地质现象随处可见,玉溪煤矿分布在此岸.南岸地下水位较高,山体裂隙水较发育,沟中长年流水.北岸地质条件稍好,地下水位较深,裂隙水不发育,侯节煤矿分布在本岸.在此段研究了胡底南、北展线两个方案的比选,方案比选如图2.

2.1胡底南方案

线路自比较起点引出,从南峪沟绕行经马窑村,穿过回岭隧道至坪曲公路南侧设樊庄站,出站后在苗沟东侧接入比较终点.比较线路长10.110km,设特大桥1座/635m,大桥1座/443m,隧道2座/5394m,其中回岭隧道长4.512km,占地301亩,工程投资24880万元.

2.2胡底北方案

线路自比较起点引出,跨过南峪沟,经桃万街跨过庞庄河、黄沙沟,前岭至东岭村南设樊庄站,出站后二跨庞庄河至苗沟东侧接入比较终点.比较线路长11.029km,设特大桥2座/1303m,大中桥7座/1450m,隧道6座/4428m,占地507亩,工程投资24350万元.

2.3沿河段方案比选

胡底北方案隧道分散且短,通风、施工条件、工程地质及水文地质条件均较好.但压覆玉溪煤田资源多,无法协调,路基、桥梁工程量大,车站受两端大桥限制远期发展条件受限.胡底南展线方案回岭隧道为曲线隧道,通风条件差,隧道出口岩堆台地,岩层破碎,地下水丰富,含水量较高,边坡开挖后易坍塌,施工难度较大,但解决了协调难的问题,两方案工程投资相当,但胡底南方案比北方案线路短0.919km.鉴于胡底北方案压覆玉溪煤田多,难以协调,且从樊庄站煤炭装车及专用线引入条件来看,胡底南方案较优,故推荐胡底南方案为贯通方案.

3结语

本次主要论述了嘉南铁路山区小范围局部选线的情况,而在应用中更注重的是根据两侧引线自然地形、地质条件,拟定不同高程、隧道长度及展线方式,进行多方案的研究,选出最经济、合理的线路方案.