中尼铁路过境通道的几点探讨
2022-01-06曾榜荣杨举明徐学渊
曾榜荣 杨举明 徐学渊
(中铁二院工程集团有限责任公司, 成都 610031)
中尼铁路是中尼两国为构建中尼面向发展与繁荣的世代友好战略合作伙伴关系而启动的重大基础设施,是跨喜马拉雅立体互联互通网络的骨干,是打造中尼命运共同体的纽带,是促进西藏地区社会经济发展、稳边富藏的民生工程,建设意义十分重大[1]。
中尼铁路项目地处高原、高寒地区,线路位于印度板块与欧亚板块碰撞、拼合带内,穿越喜马拉雅山脉,地形地质条件复杂,建设难度巨大,需在深入研究区域地质环境和工程地质条件的基础上,合理选择本项目的过境通道[2-5]。
1 中尼过境通道方案
中尼通道的起点为日喀则,终点为尼泊尔首都加德满都。结合中尼边境地形、地貌情况及传统的口岸分布情况,中、尼之间可利用的过境通道主要有5处,分别为普兰通道、里孜通道、吉隆通道、聂拉木(樟木)通道和陈塘通道,过境通道示意如图1所示[6-9]。
图1 中尼铁路过境通道方案示意图
里孜通道(线路全长约1 050 km)和普兰通道(线路全长约 1 525 km)明显远离中尼铁路起、终点航空线,线路行进距离长,不适合作为中尼过境铁路通道,研究后予以舍弃。其余过境通道方案的优缺点比较如表1所示。
表1 中尼铁路过境通道方案优缺点比较表
陈塘方案经过经济据点少且与新藏线共建段最短,研究后予以舍弃。聂拉木(樟木)通道方案和吉隆通道方案各有优劣,有必要结合两通道的地形地质条件、环境敏感点等因素,开展详细的技术经济比选。
2 聂拉木(樟木)通道方案
结合研究区域内的经济据点分布、地形地质条件、交通状况及环境敏感区分布等因素,聂拉木(樟木)通道研究了经定结—定日、经拉孜—定日、经拉孜—夏木德3个方案,如图2所示。
图2 聂拉木(樟木)通道线路走向方案示意图
2.1 主要工程数量及投资
3个方案的主要工程数量及投资比较如表2所示。
表2 主要工程数量及投资比较表
2.2 优缺点分析
(1)从线路长度及投资分析
仅考虑本项目投资估算,经定结—定日方案线路长度居中,投资最省。结合新藏线共线比较,经定结—定日方案投资居中。
(2)从吸引范围分析
经定结—定日方案较其他两方案覆盖范围更广,服务人口更多,定日设站更靠近喜玛拉雅山脉北麓珠峰脚下的珠峰大本营,更有利于带动沿线的经济社会发展和土地资源开发,有利于提高铁路建设的经济效益和社会效益。
(3)从地形地质条件分析
经定结—定日方案大段落沿国道和朋曲河谷走行,地形相对平缓,工程整体相对简单,重大不良地质较少;经拉孜—定日方案线路以 41 384 m长隧穿越岭拉轨岗日山脉,工程巨大,线路与南北向构造并行,高温热水问题突出;经拉孜—夏木德方案线路约有100 km走行于雅鲁藏布江板块缝合带内,岩体破碎,岩爆和软岩大变形问题比较突出。因此,经定结—定日方案的地形地质条件相对较好。
(4)从重点工程分析
经定结—定日方案最长隧道长18.89 km,洞身岩性以中硬质岩为主,地质条件相对较好,土建工期约为77个月;经拉孜—定日方案最长隧道长41.384 km,辅助坑道设置条件极差,工期不可控;经拉孜—夏木德方案最长隧道长24.844 km,受构造影响,岩体破碎,岩溶、大变形等问题突出,施工难度较大,土建工期约95个 月。
(5)从环境影响分析
3个方案沿线涉及的环境敏感区如表3所示。
表3 线路走向方案涉及环境敏感点分布表
由表3可知,经定结—定日方案涉及环境敏感区个数最少,且不涉及珠峰国家级自然保护区核心区,相较于其他两方案对环境的影响最小。
综上所述,经定结—定日方案投资最省,经过的经济据点较多,地质条件较优,交通便利,施工条件好,故聂拉木(樟木)通道推荐经定结—定日方案。
3 吉隆通道方案
根据研究范围内的地形地质条件、环境敏感点分布及经济据点分布情况,吉隆通道方案主要研究了经定日—夏木德、经昂仁—萨嘎和经拉孜沿雅鲁藏布3个方案,如图3所示。
图3 吉隆通道线路走向方案示意图
3.1 主要工程数量及投资情况
3个方案的主要工程数量及投资比较如表4所示。
表4 主要工程数量及投资比较表
3.2 优缺点分析
(1)从线路长度与工程投资分析
拉孜沿雅鲁藏布方案线路长度最短,经昂仁—萨嘎方案最长;仅考虑本项目工程投资,经定日—夏木德方案投资最省,经昂仁—萨嘎方案最多;考虑新藏线折现投资后,则拉孜沿雅鲁藏布方案投资最省,经昂仁—萨嘎方案最多。
(2)从工程地质条件分析
经定日—夏木德方案有39 km线路大角度穿雅江板块缝合带,影响相对较小,地质条件较好;经昂仁—萨嘎方案有100 km线路位于雅江板块缝合带内,以隧道形式两次穿越构造,高地应力问题突出,软岩大变形与岩爆风险较高,地质条件较差;拉孜沿雅鲁藏布方案有230 km线路位于雅江板块缝合带内,与构造线平行,岩体破碎,高地应力与高地温问题突出,岩爆和软岩大变形风险极高,地质条件较差。故经定日—夏木德方案地质条件相对最好。
(3)从工程规模与沿线交通条件分析
经定日—夏木德方案沿G318与G219走行于朋曲河谷,地形平坦,工程简单,桥隧比36.5%,工程规模相对最低,且沿既有公路通道行进,交通便利施工条件好;经昂仁—萨嘎方案沿G349走行于多雄藏布河谷,过萨嘎后进入佩枯错断陷盆地,桥隧比67.3%,工程规模较大,沿既有公路通道行进,交通便利,施工条件较好;拉孜沿雅鲁藏布方案走行于雅江河谷,段落内河谷狭窄地形较差,桥隧工程相连,桥隧比81.1%,工程规模相对最大,无既有公路通道,交通与施工条件较差。故经定日—夏木德方案工程规模最低,沿线交通条件最好。
(4)从吸引范围与旅游资源分析
沿线人口及旅游资源统计如表5所示。
表5 方案沿线人口及旅游资源统计表
由表5可知,经定日—夏木德方案与经昂仁—萨嘎方案经过经济据点及覆盖人口较多,吸引客流能力较强。经定日—夏木德方案经过珠峰大本营与日喀则地区最大湖泊佩枯错,旅游资源开发潜力最高。
(5)从对环境敏感区影响分析
各方案对环境敏感区影响统计如表6所示。
表6 方案环境敏感区影响统计表
由表6可见,3个方案均穿越珠峰保护区核心区与缓冲区,均存在不同程度的法律障碍。
综上分析,经定日—夏木德方案具有投资省、地质条件好、桥隧比重低、经过经济据点多、国土资源开发与经济带动能力强、沿线旅游资源开发潜力高、交通便利、施工条件好等优势,因此,吉隆通道方案推荐采用经定日—夏木德方案。
4 聂拉木通道和吉隆通道方案比选
本文从线路长度及投资、工程地质条件、对环境的影响、工程实施难易程度、口岸站设置条件、对外贸易来往等方面对聂拉木通道和吉隆通道方案进行比选,深入系统地分析其优缺点,为科学决策提供依据。
4.1 方案综合比选
4.1.1 从线路长度及投资分析
两方案的主要工程数量及投资比较如表7所示。
表7 主要工程数量及投资比较表
聂拉木通道方案新建线路长478.4 km,较吉隆通道方案短130.1 km,投资省141.3亿元。考虑规划新藏线的建设,聂拉木通道方案较吉隆通道方案需多建设岗嘎至礼让段,线路长145 km。考虑换算工程运营费及新藏线投资后,聂拉木通道方案总投资较吉隆通道方案节省34.1亿元,节省幅度为3.7%,聂拉木通道方案略优。
4.1.2 从地形地质条件分析
日喀则、岗嘎至佩枯错位于高原面上,两方案日喀则至岗嘎段的线路走向完全一致,主要工程地质问题为活动断裂、泥石流、风沙、季节性冻土等,其中吉隆通道方案佩枯错一带线路左侧分布有11条大小不一的冰川和2个冰湖,对线路有一定影响,高原面上吉隆通道方案略差。线路以简单工程通过活动断裂、规避泥石流等,高原面上地质风险可控。
越岭段两方案均穿越喜马拉雅高山峡谷区后进入尼泊尔中、低山区,海拔700~5 600 m,地形起伏极大,两方案地形条件相当。聂拉木通道方案越岭段主要工程地质问题为高地应力、高地温、活动断裂、崩塌、危岩落石、雪崩、冰川泥石流等。通过展线、绕行,减少隧道埋深,减少线路与最大水平主应力方向大角度相交段落,最大程度地减轻高地应力下软岩大变形风险,展线后最大埋深 1 860 m。区域地处西南地热带的西南端,隧道施工均存在高地温问题。线路穿2条活动断裂,穿2次冰川泥石流沟,9条V型沟槽隧道露头存在崩塌、危岩落石问题,1条沟槽存在雪崩问题。
吉隆通道方案越岭段主要工程地质问题为高地应力、高地温、活动断裂、崩塌、危岩落石、雪崩、冰川泥石流等。通过展线、绕行,减少隧道埋深,最大程度地减轻高地应力下软岩大变形风险,展线后最大埋深 2 200 m。区域地处西南地热带的西南端,隧道施工均存在高地温问题。线路穿2条活动断裂,穿2次冰川泥石流沟,10条V型沟槽隧道露头存在崩塌、危岩落石问题,4条沟槽存在雪崩问题。
综上所述,聂拉木通道方案地形地质条件略优于吉隆通道方案。
4.1.3 从对环境影响方面分析
项目所在区域位于珠峰国家级自然保护区范围内,保护区东西长约350 km,南北宽约170 km,覆盖范围广,总面积约 30 000 km2。中尼铁路通道呈东北至西南走向,线路不可避免穿地越保护区核心区或缓冲区。通过环保选线,聂拉木通道方案线路沿既有道路行进,避免了穿越核心区,并通过优化工程形式以全隧形式穿越缓冲区10.8 km,穿越实验区113.4 km,工程建设对自然保护区影响较小。而吉隆通道方案涉及珠峰国家级自然保护区核心区43 km,缓冲区76 km,实验区107 km,工程建设对自然保护区影响大。两方案沿线涉及的环境敏感区如表8所示。
由表8可见,从环境影响方面分析,聂拉木通道方案优于吉隆通道方案。
4.1.4 从重点隧道工程条件及风险分析
聂拉木通道方案大于10 km的隧道有8座,长81.055 km。控制性工程为通普隧道,长18.89 km,设置3座斜井+洞身平导,土建工期77个月,最大埋深的隧道为曲乡隧道,长15.7 km,埋深为 1 880 m。通过合理展线使线路方向与最大主应力方向小角度交叉,有效降低了岩爆和大变形的风险。
吉隆通道方案大于10 km的隧道有9座,长111.612 km。控制性工程为贝登堡峰隧道,长20 km,设置3座斜井+洞身平导,土建工期80个月,埋深为 2 200 m,岩爆和大变形问题相当突出。
因此,从重点隧道工程条件及风险分析,聂拉木通道方案更具优势。
4.1.5 从口岸站设置条件分析
聂拉木通道方案的聂拉木站位于聂拉木县北侧6.5 km处,距离国界约24 km,车站海拔 3 900 m,车站地形条件相对较差;吉隆通道方案的吉隆站位于吉隆镇西北方向3 km帮兴台地处,距离国界15.9 km,车站海拔 2 920 m,车站地形平坦开阔,设口岸站条件较好。
因此,吉隆通道方案的口岸站设置明显优于聂拉木通道方案。
4.1.6 从口岸开发和贸易往来方面分析
吉隆通道方案在吉隆镇设铁路口岸站,公铁口岸都集中在吉隆镇,有利于吉隆口岸做大做强,符合西藏自治区提出的“重点建设吉隆口岸、建设南亚陆路大通道”的工作思路;聂拉木通道方案在聂拉木设铁路口岸站,可与吉隆公路口岸形成优势互补,符合西藏自治区提出的“稳步提升樟木口岸”部署。因此,从口岸开发和贸易往来方面分析,吉隆通道方案略优于聂拉木通道方案。
4.2 综合比选意见
综上分析,吉隆通道方案具有口岸站设置条件更好,符合西藏自治区规划等优点;聂拉木通道方案具有工程地质条件略优、运营长度短、对环境影响较小等优点;两方案各有优劣,下阶段需结合详细勘察资料、地方意见等进一步研究。
5 结束语
综合考虑沿线经济据点分布、线路长度及投资、工程地质条件、对环境的影响、工程实施难易程度、口岸站设置条件及对外贸易来往情况等,本文建议吉隆通道采用经定日—夏木德方案;聂拉木(樟木)通道采用经定结—定日方案。综合分析,吉隆通道方案口岸站条件相对较好,符合西藏自治区规划,聂拉木(樟木)通道方案新建长度较短、地质条件略优、对环境影响较小,两方案各有优劣,下阶段需结合详细勘察资料、地方意见等进一步研究。