长昆客运专线(湖南段)综合选线设计研究

樊志敏

(铁道第三勘察设计院集团有限公司线站处，天津　300142)



长昆客运专线(湖南段)综合选线设计研究

樊志敏

(铁道第三勘察设计院集团有限公司线站处，天津300142)

摘要:长昆客运专线湖南段是国家“四纵四横”客运专线沪昆客专的一部分，沿线所经区域环境敏感点多，地形、地质困难，岩溶、地下水系发育，选线设计方案复杂。通过对长昆客运专线湖南段选线设计中一些典型选线案例进行分析及施工运营验证，线路方案设计满足规划要求，同时防范重大工程风险、满足环保要求，做到工程经济合理。提出选线设计应符合通道内路网规划、功能定位，遵循环保选线、地质选线、规划选线、经济选线等综合选线理念，重视施工运营安全。

关键词:长昆客运专线;线路方案;选线;理念

1　项目概况

长沙至昆明客运专线是沪昆客运专线的西段，自东向西贯通湖南、贵州、云南三省，线路全长1 187.07 km。湖南段东起杭长客专长沙南站至湘黔界，正线长度413.939 km;全线共设长沙南(不含)、湘潭北、韶山南、娄底南、邵阳北、新化南、溆浦南、怀化南、芷江北、新晃西9座车站;桥梁153.593 km，隧道191.934 km，桥隧比83.47%。

本项目是国家“四纵四横”客运专线网的重要组成部分，是我国铁路网主骨架中的横向通道之一，是长三角、珠三角等沿海经济发达地区向西南内陆地区进行经济辐射的主要轴线，是云南、贵州等西南地区通往东中部地区的必经之路，主要承担攀西及川南地区、云南、贵州地区与中东部地区，包括中南、华东、华北等地的客货交流。

线路所经区域总体地势西高东低，明显向东倾斜，自东向西依次经过湘中低山丘陵区(为长沙、娄底、邵阳、新化一带，总体地势较平缓，地形起伏不大，切割较浅，河溪较发育)、湘西中低山区(为新化至怀化一带，穿越雪峰山地段，中山地貌景观，山体高大，峰峦重叠，河流纵横切割剧烈，河谷幽深，河床坡度较大，滩潭相间，为“V”形河谷)、湘西—黔东低山丘陵区(为怀化、新晃、玉屏一带，水网密布，沟谷发育，地表破碎)。本线所经地区域地形、地质复杂，岩溶、地下暗河发育，滑坡、矿区、采空区、自然保护区、风景名胜区、军事禁区等控制线路因素多，做好综合选线对本项目意义重大。

2　长昆客运专线(湖南段)选线设计

线路选线过程中严格贯彻“路网选线、环保选线、规划选线、地质选线、工程经济选线”等综合选线理念。线路走向尽量绕避环境敏感区，力求铁路建设与自然环境高度和谐，实现可持续发展;查明沿线地质情况，对采空区、极发育岩溶等重大不良地质区域进行绕避，合理规避重大工程风险;对一般地质不良地段采取技术手段减小其影响和危害;对重点工程、控制工程优先进行选址，并进行多方案比选，以减少重点工程和合理控制桥隧比例。做到项目经济效益、社会效益和环境资源效益相统一，综合效益最大化。

2.1路网选线

长昆客运专线属我国《综合交通网中长期发展规划》中“五纵五横”综合运输大通道——沪昆通道的一部分，线路选线设计首先应符合国家路网整体战略定位，承担沿线大中城市旅客交流，并满足向地区级城市辐射的条件。另外作为国家客运干线，线路走向宜以顺直为主要选线原则。因此线路选线设计要统筹区域内既有、规划路网情况及沿线经济发展的近、远期的关系，做到线路走向方案在既要满足路网中布局合理，又要符合铁路的合理吸引范围。

路网选线案例:长昆客运专线经娄底、邵阳方案和经娄底、新化方案。项目预可、可研设计阶段分别对两大系列方案从吸引客流、区域相关路网完善及区域地质情况等方面进行了详细论证。详见图1。

经娄底、邵阳方案，线路展长23.61 km，列车走行时分增加4.5 min，投资增加19.6亿元，区域路网吸引客运量水平较低，无法解决新化、冷水江、涟源的旅客出行问题。经娄底、新化取直方案，线路顺直、投资省，且邵阳客流可通过娄邵线提速改造并修建娄底南联络线实现跨线运行。另外，本方案可实现本线与怀邵衡、娄邵线组成娄底—怀化—邵阳三角形区域铁路网，覆盖面广，吸引客流量大，优势明显，论证后推荐经娄底、新化取直方案。最终实施完成的线路方案为经娄底、新化取直方案，同时娄底南联络线、娄邵技改铁路、怀邵衡铁路项目也在施工中。

2.2环保选线

为实现铁路建设与环境保护的协调发展，必须坚持贯彻“环保选线”。铁路工程对环境的影响主要表现在:铁路工程施工期和运营期产生的污染及工程修建对周围产生的景观和生态破坏。一般情况下，铁路工程对周围环境产生的污染和破坏有的可以在工程设计和施工中采取相应的环保措施来解决，有的则可以在工程设计选线阶段解决，选线阶段解决不但可以节省工程投资，而且可以加快设计步骤，保护沿线环境，避免和国家法律法规相冲突，提高选线的质量和水平。

图1　湖南省城镇体系分布

2.2.1线路经过风景名胜区和自然保护区选线设计

《中华人民共和国自然保护区条例》明确规定:“在自然保护区的核心区和缓冲区内，不得建设任何生产设施。在自然保护区的实验区内，不得建设污染环境、破坏资源或者景观的生产设施”。

线路选线遇到上述保护区时，首先应落实保护区范围，一般情况下线路选线时应绕避自然保护区和风景名胜区。当线路确实无法绕避时，首先应考虑线路绕避它的核心区和缓冲区部分，由于技术条件限制绕避方案引起工程投资巨大或与地方规划严重不符时，可考虑实验区内以桥梁、长隧道形式通过，但必须通过环保部门的批准，在研究线路方案时应该特别注意。

选线案例:长昆客运专线湖南段地处湘中、湘西地区，区域内分布有国家级、省级和县级自然保护区、地质公园等。选线设计中通过环保选线，绕避了韶山国家级风景名胜区、龙山国家森林公园、虎形山—花瑶省级风景名胜区以及三道坑省级自然保护区共计4处环境敏感区。

由于线路走向、地形地质、站位规划等原因，经过多方案比选，在冷水江境内采用长隧道穿大乘山省级风景名胜区的方案，在怀化市境内采用了长隧道穿康龙省级保护区缓冲区方案。前期选线设计中经过多次向相关部门汇报，及时稳定了线路方案。湖南省建设厅和湖南省林业厅对本工程2处穿越风景名胜区和自然保护区的方案进行了批复。

2.2.2线路经过水源保护区选线设计

《中华人民共和国水污染防治法》第二十条、第二十七条规定:“禁止在生活饮用水地表水源一级保护区内新建、扩建与供水设施和保护水源无关的建设项目”，“在生活饮用水源地、风景名胜区水体、重要渔业水体和其他特殊经济文化价值水体的保护区内，不得新建排污口”。因此选线设计选择跨越河流的桥位和设置车站时，应尽量避免穿越水源保护区，同时考虑水源保护区的取水点位置，减少对水源的影响。若线路改变投资增加较大，或者车站改变影响全线车流组织时，则应考虑改变集中式取水口位置。

选线案例:长昆客运专线(湖南段)沿线水源保护区共3处，分别为长沙市湘江饮用水源保护区、白马水库饮用水源保护区、资江饮用水源保护区。

根据线路选线应首选绕避水源保护区的原则，选线过程中对白马水库饮用水源保护区进行了绕避。对于线路不能绕避的水源保护区，应有充分依据，通过加强环境保护措施，降低影响程度。

本线以桥梁形式跨越湘江饮用水二级保护区、资江饮用水二级保护区。由于2处饮用水源保护区范围基本呈南北走向，饮用水源保护区范围较长，而本线为东西走向，线路方案无法绕避2处水源二级保护区，设计过程中多次向长沙市、冷水江市汇报线路设计方案，得到了政府主管部门的批准。本工程为客运专线，开行密闭的动车组，运营期不会对水质产生影响，工程对水源保护区的主要影响为施工期的桥梁基础施工，通过优化桥梁设计及施工方案，采取有效的环保措施减轻工程对水质的影响，保障了施工期间下游居民饮水的安全。

2.2.3线路经过文教区及大规模的居民住宅区等敏感点的选线设计

《中华人民共和国噪声污染防治法》第三十六条、第三十九条规定:“建设经过已有的噪声敏感建筑物集中区域的铁路、公路和城市高架、轻轨道路，有可能造成环境噪声污染的，应当设置声屏障或者采取其他有效的控制环境噪声污染的措施”，“穿越城市居民区、文教区的铁路，因铁路机车运行造成环境噪声污染的，当地城市人民政府应当组织铁路部门和其他有关部门，制定减轻环境噪声污染的规划。铁路部门和其他有关部门应该按照规划的要求，采取有效措施，减轻环境噪声污染”。对穿越文教区及大规模的居民住宅区等敏感点的铁路，若采取整体搬迁，投资费用巨大;采用修建声屏障等其他降噪措施，遗留环境污染后患，如电磁污染和振动污染，不利于后期的运营管理。

长昆客运专线选线过程中尽量避免穿越密集的居民住宅区、学校、医院等环境敏感点，对于地方规划控制等原因无法绕避环境敏感点区域方案均进行了认真研究，并对线路改线增加的投资和噪声治理的投资进行经济、技术比较后确定了合理的线路方案。

2.2.4生态环境敏感区的选线设计

长昆客运专线沿线岩溶发育地区地下水发育，暗河、溶洞、泉眼常见，另外汇集山顶自然水用于灌溉的塘坝也比较多，工程施工会造成隧道漏水、改变地下水径流，甚至泉眼干涸和地表塌陷，给隧道顶部及附近居民生产、生活带来很大影响。在选线设计中，对于生态敏感区，应首先分析区域环境、地质情况，考虑绕避环境生态敏感区域，对于无法绕避的区域，设计过程中应重视生态恢复，从工程上考虑相应措施，并制定相关的施工应急预案，对居民的生产、生活用水予以经费补偿，同时重视环境影响后的评估，及时解决环境隐患。

长昆客运专线选线设计综合考虑了全线生态环境敏感点，对于富水区的长、大隧道设计考虑了防、堵水措施，另外对于施工易引起失水的隧道顶部的塘坝、泉眼考虑了经费补偿。

2.3规划选线

铁路经过较大经济据点时应综合考虑影响范围内城镇布局、旅游人文景点资源分布、相邻路网、既有车站布局、城市规划发展方向等因素，在不影响人文旅游景点的前提下，结合城市规划运输组织需求，满足城市发展规划要求，做好线路选线设计工作。

选线案例:长昆客运专线引入娄底地区方案。

引入地区方案首先考虑充分利用既有设施，方便旅客换乘，研究了新建车站与既有线客运站并站设置方案;其次对引入既有车站与地方规划干扰较大，应着重考虑地方发展规划要求新建车站方案，减少对城市建成区的影响。长昆客运专线引入娄底地区方案，对于引入既有娄底站方案进行了详细论证，引入既有站方案拆迁量巨大，同时由于娄底市区内地势西南高，客专引入既有站，需在城市建成区局部段落拉槽通过，对城市切割严重，景观不佳，对城市规划干扰较大，地方政府也反对此方案;对于新建车站方案结合娄底市城市规划向南发展的思路，充分利用城市配套工程、最大程度吸引周边区域客流的原则，新建娄底南站选择在规划外环公路内侧，场地开阔，与城市主发展方向一致，符合城市发展规划要求，且周边公路交通便捷，有利于吸引娄底市及周边区域客流。

2.4工程地质选线

(1)工程地质选线设计必须遵循安全第一、预防为主、综合治理的方针

对地下暗河、岩溶、采空区等地质特别复杂的地段，在项目可行性研究前，应进行地质加深专项工作，在大范围内核查落实，核实区域内工程地质、水文地质条件，以地质加深结论为基准，倚重地质选线，在项目前期研究阶段确定合理的选线区域，避免后期因重大地质原因造成线路方案反复，影响建设工期。

选线案例:长昆客运专线怀化北、怀化南设站方案

本段影响线路方案安全的主要控制因素为暗河发育区和鸭咀岩乡煤矿。其中暗河发育区位于怀化市东北侧。岩溶水多集中在350 m以下排泄至地表，高程350～500 m为岩溶水径流区，高程500 m以上为岩溶水补给区;鸭咀岩乡煤矿位于怀化市鹤城区鸭嘴岩镇，周围还有开采不规范的小煤窑，已于1998年全部停产。

选线设计中怀化北设站方案站位地势开阔，建设条件最好，对怀化市区规划影响最小，怀化市政府倾向于该方案，但受暗河发育区及采空区影响，安全风险较大。怀化南设站方案所经区域地质条件较好，线路顺直，地方政府也要求在充分论证怀化北设站方案安全风险后，同意采用怀化南设站方案。

经充分研究比选，怀化北设站方案需要以15.44 km的长大隧道穿过暗河发育区，施工风险最大，工程安全性差，方案的可行性较差，另外沿线存在多处乱采乱挖煤矿区域，工程可控性也较差;怀化南设站方案线路最为顺直，拆迁量小，工程风险小且易于实施，投资最省，与城市建成区及规划区干扰小，基本符合城市的发展需求，因此怀化南设站方案在技术选线方面和工程的可行性方面优势明显，施工方案推荐了怀化南设站方案。

(2)重大工程优先选址

在复杂地质环境条件下的山区选线，在首先进行多方案比选确定重大桥梁、隧道工程的位置处于优势工程地质、水文地质、环境地质的前提下，再进行两端连接线路的综合性技术经济比选，避免重大工程一旦存在难以克服的工程地质问题时，再重新选址确定线路方案的弊端，有利于减少勘察设计反复，缩短设计周期。

跨越大江、大河的技术复杂的特大桥应以桥位来控制线位，应在满足通航条件的前提下，结合国家、地方规划选择合理桥位，有条件首选与地方公(铁)合建，充分利用宝贵的江、河桥位资源，降低铁路工程投资。

选线案例:本线跨越湘江方案，湘江是长沙市的母亲河，规划为二级航道，预可、可研阶段遵循重大工程优先选址的原则，结合跨越湘江的可能桥位，与地方航道管理部门、规划部门进行充分对接，确定了兴马州桥位I方案，及时稳定了桥位两端连接方案，缩短了项目设计周期。

2.5工程经济选线

工程经济选线应从工程设施角度，基于系统工程思想，对线路位置工程类型选择提出局部改善或优化建议。线路选线设计应在研究范围内工程地质资料基础上，从工程技术经济及风险控制角度，提出适宜工程设置的建议。针对特殊地质地形条件，从工程技术经济以及风险控制角度提出工程方案比选的建议和意见。如在地面比较陡的线路设计中线路平面位置是否得当对工程影响很大，要选出最佳方案，需要选取代表性横断面进行选线设计，从而确保工程安全及投资最省。

选线案例:溆浦南站站位方案局部优化

根据线路走向，结合沿线地形、地质条件，溆浦南站设置在溆浦县中部北斗溪乡，车站沿线大部分为高山区，地面横坡陡峭，站位条件极差，为满足设站长度，结合现场复杂地形研究了溆浦南高站位方案和溆浦南低站位方案。其中低站位方案小里程端咽喉区需布置道岔梁，但是大段落桥梁高度低，占地省，工程投资相对较低;高站位方案，咽喉区可避免道岔梁，但是部分段落地面横坡陡峭，边坡稳定性差，设计不确定因素多，施工难度大，存在一定的安全隐患。最终施工推荐了溆浦南低站位方案。

3　结论

随着社会经济的发展，科技能力的提升，铁路选线设计理念也有了很大的变化，铁路选线设计应该综合区域路网布局、城市规划、环保、地质、工程经济等多方面因素，对工程安全性、可实施性、经济合理性进行综合比选，推荐出社会认可度比较高的方案。长昆客运专线(湖南段)选线设计中很好地贯彻了“路网选线、环保选线、规划选线、工程地质、工程经济”等综合选线理念，线路方案设计做到了符合规划要求、防范了重大工程风险、保护了环境，同时做到了工程经济合理，对山区相似项目选线设计具有借鉴作用。

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Comprehensive Route Selection Design for Changsha－Kunming Dedicated Passenger Railway Line (Hunan Section)

FAN Zhi-min
(Track，Station and Hub Design Department，The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation，Tianjin 300142，China)

Abstract:Changsha－Kunming Dedicated Passenger Railway Line in Hunan is one part of Shanghai－Kunming dedicated passenger railway line in the domestic railway system of four east-west lines and four north-south lines.There are many environmental sensitive points along the line with complicated topographical and geological conditions and developed karst and ground water，which poses challenges to route selection.The analysis of some typical cases in route selection and the demonstration of construction and operation of Changsha－Kunming dedicated passenger railway line in Hunan prove that thebook=12,ebook=15route selection design satisfies the requirement of planning，serves to prevent major project risks，meet environmental requirements and make the project economical and reasonable.The proposed route selection design is expected to comply with the comprehensive concepts to address corridor network planning，functional positioning，environmental protection，geological and economic conditions and safety in construction and operation.

Key words:Changsha－Kunming Dedicated Passenger Railway Line; Route scheme; Route selection; Concept

作者简介:樊志敏(1983—)，男，工程师，E-mail:56626785@ qq.com。

收稿日期:2015-09-23;修回日期:2015-11-17

文章编号:1004-2954(2016) 03-0011-05

中图分类号:U238; U212.32

文献标识码:A

DOI:10.13238/j.issn.1004－2954.2016.03.003