谈呼准线增建第二线穿越准旗规划区线路方案

2010-08-15由亚炬

山西建筑 2010年16期

由亚炬

既有呼准线(呼和浩特西—周家湾)由内蒙古呼准铁路有限公司筹资建设，2006年11月建成通车，2009年8月完成电气化改造。现既有呼准铁路为一条单线，将会严重制约其功能作用的发挥，成为制约区域经济发展的“瓶颈”。而本铁路为山区铁路，地形条件困难，既有限制坡度为7.5/15‰，坡度大不仅制约了万吨列车的开行，而且限制了运输能力的进一步提高。难以适应运量迅猛增长对铁路的运输要求，影响本地区铁路整体运输效益的发挥。因此本铁路扩能改造的目标是通过增建第二线，改善线路技术标准，提高运输能力，改进运输服务质量，提高铁路在运输市场的竞争力，优化生产力布局，实现路网整体效益，优化运输组织方案，从而实现货运重载的目标满足不断增长的运量需求。

1 方案概况

增建第二线在何家塔车站—周家湾车站段，地形困难、地质条件复杂，并规划有玻璃沟井田、唐家会井田及孔兑沟井田。线路在引入周家湾车站之前，必须经过准格尔旗规划区，围绕准旗规划区，本次详细研究了CyK方案、Cy2K方案、Cy6K方案。因以上三方案不同程度地占用准旗规划区，经和准旗政府、铁路办、规划局及建设局结合后，补充了“完全绕开规划区的Cy9K方案”。

1)CyK方案。CyK方案自比较起点CyK103+300引出后设6 850 m的东孔兑隧道穿过东孔兑镇，隧道在羊干石坡附近的壕赖沟出口，继续向南沿乌兰苏木兔沟东侧行进，然后折向西跨过乌兰苏木兔沟，并上跨薛家湾快速通道，继续向西设1 695 m薛家湾隧道下穿规划区，绕开已经被规划征用的土地范围后，下穿既有呼准线后接入周家湾车站，到达比较终点DyK117+599。该方案线路长度为14.299 km，设特大桥960 m/座，大桥870 m/2座，隧道8 545 m/2座，土石方48万断面方，主要工程费约为46 000万元。本方案线路顺直，占地及规划区范围较小，对规划区的影响最小，拆迁量少。2)Cy2K方案。Cy2K方案自比较起点Cy2K103+300(=CyK103+300)引出后，设6 310 m的东孔兑隧道穿过东孔兑镇，隧道出口处占用部分蔬菜培育基地，出隧后线路继续沿乌兰苏木兔沟东侧向南行进，折向西跨越乌兰苏木兔沟后穿过薛家湾规划区，进而下穿既有呼准线后接入周家湾站，到达比较终点Cy2K118+875(=DyK117+599)。该方案线路长度为15.575 km，设特大桥1 068.6/2座，大桥717.4 m/3座，隧道7 890/4座，土石方66.55万断面方，主要工程费约为44 000万元。本方案受既有呼准线邦郎色太沟大桥及隧道出口阿岱沟沟底标高的控制，在薛家湾镇以北采用较多的展线，以致在规划区范围内多以路基通过，对规划区影响最大，并占用已经被规划征用的土地;且线路在隧道出口处占用了部分蔬菜培育基地，拆迁量较大。3)Cy6K方案。Cy6K方案自比较起点C6K103+300(=CyK103+300)引出后，设6 310 m的东孔兑隧道穿过东孔兑镇，隧道出口处占用部分蔬菜培育基地，出隧后线路折向东跨越阿岱沟，在玻璃沟西侧设2 750 m的好地峁隧道，进而折向西跨越乌兰苏木兔沟后设1 600 m的隧道穿越薛家湾规划区，然后下穿既有呼准线后接入周家湾站，到达比较终点Cy6K119+800(=DyK117+599)。该方案线路长度为16.5 km，设大桥1 417.4 m/4座，隧道10 660 m/3座，土石方100.74万断面方，主要工程费约为52 000万元。本方案线路主隧道较短，但隧道总长较长，线路所经玻璃沟东侧以隧道展线，且埋深较浅，水系发达，玻璃沟两侧支沟有常年流水，对线路影响很大，工程量较大，年运营费较高，并且线路占用薛家湾规划区和薛家湾殡仪馆，拆迁量大。

2 方案分析

1)从线路建筑长度分析:CyK方案比Cy2K方案短1.276 km，比Cy6K方案短2.201 km。主隧道CyK方案比Cy2K方案和Cy6K方案长540 m。2)从线路所经的周边环境分析:CyK方案经过黄地峁村，Cy2K方案经过黄地峁村和周家湾村及蔬菜试验基地，Cy6K方案经过黄地峁村和薛家湾殡仪馆及蔬菜试验基地，对当地居民都有一定影响。3)从占用准格尔旗规划区分析:CyK方案和Cy6K方案占用规划区面积基本相当，且以隧道方式穿过，但CyK方案绕开已经征用的土地范围;而Cy2K方案占用规划面积最大。4)从工程规模及拆迁分析:CyK方案主隧道长比Cy6K方案和Cy2K方案都长，但桥涵及路基工程量比Cy6K方案和Cy2K方案都小;拆迁量比Cy6K方案和Cy2K方案都小。5)从工程地质分析:三个方案的主隧道东孔兑镇隧道地质构造简单，围岩等级为Ⅳ级～Ⅵ级。地下水水量不大，水质良好。但CyK方案穿越规划区的薛家湾隧道进口处孕育一滑坡，该滑坡主轴方向为N66°E，线路方向为 N86°E，主轴长度约 310 m，滑体宽度约 340 m，滑体厚度最厚约12 m，属牵引式中层滑坡。经过详细的调查，辅以挖探，并取样、试验，探明滑坡目前处于相对稳定状态，线路通过时需加固处理。6)从压覆矿产资源分析:CyK方案在玻璃沟井田、唐家会井田边缘通过，对井田开采影响很小，而Cy2K方案Cy6K方案在玻璃沟井田、唐家会井田基本中部通过，井田开采时必须设保安煤柱，对井田开采影响很大，以上三方案均未考虑压覆矿产的投资。7)从工程投资分析:CyK方案比Cy2K方案贵2 000万元，比Cy6K方案省6 000万元。

3 对完全绕避规划区Cy9K方案分析

该方案自比较起点Cy9K103+300(=CyK103+300)引出后，设9 880 m的东孔兑隧道穿过北山公园，在隧道出口以半径为1 000 m曲线折向西，下穿既有呼准线后接入周家湾站，到达比较终点Cy9K116+209(=DyK117+599)。

经过对该方案隧道进口及乌兰苏木兔沟浅埋段详细的调查和测量，并辅以钻探和挖探，取样化验。结合线路设计及通亥沟、孔兑沟桥涵百年流量设计，并根据化验报告，经认真研究后，认为此方案在技术上不可行。原因分析如下:1)线路从周家湾车站引出后受既有邦郎色太沟大桥高程影响，轨面设计标高为1 163 m，以6‰足坡穿过约10 km的东孔兑隧道(折减后坡度为5.4‰)，出隧后线路在通亥沟和孔兑沟的交汇处跨越，轨面设计标高为1 217 m，而通亥沟的百年洪水位为1 214 m，满足不了桥涵百年洪水位要求。2)本隧道属中等富水区，隧道内设单面坡，水倒流至周家湾车站，而周家湾车站根本无法排水。3)隧道穿越乌兰苏木兔沟时，通过约300 m长浅埋段落，该段隧道拱顶距地面15 m左右，且沟中时常有地表流水，第四系松散层中赋存孔隙水，隧道通过时极易发生涌水、突泥、坍塌等。4)隧道洞身通过泥岩地层，自由膨胀率Fs=33%～75%，具弱～中等膨胀性，隧道施工中极易发生大变形和局部塌方掉块等。5)隧道位于孔兑沟井田和唐家会井田内，唐家会井田赋煤标高860 m～720 m，而隧道底标高1 188.8 m～1 219.2 m，洞身穿白垩系地层，含煤层约距隧道底320 m，铁路在此井田内通过必须设保安煤柱，对井田开采影响很大。6)隧道围岩等级为Ⅴ级～Ⅵ级，施工风险特高。如施工每一环节若处理不当，均给运营造成很大的次生地质问题。