复杂山区铁路重大工程选线设计思路研究

王艳杰 闫绍辉 王楠楠

（1、中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院，河南 郑州 450001 2、杭州华成设计研究院有限公司，浙江 杭州 311199）

铁路选线是铁路勘测设计中决定全局的重要工作。选线工作要综合考虑→址选择、工程地质条件、工程投资，妥善处理好各方面关系，做到所选线路技术可行、经济合理。复杂山区铁路选线尤为困难，选线过程中应贯彻规划选线、重点工程选线、地质选线、环保选线等思想[2-6]，确定线路合理走向。本文通过对贵州地区铁路选线设计研究，结合工程地质、车→→址选取、长大复杂桥位选址等因素，合理选择线路走向。

1 项目概况

本项目位于贵州省境内，起于贵阳市，经黔南州、安顺市，至黔西南州兴义市。主要承担着黔西南州与安顺、黔南州、贵阳间的客货交流，是兴义至永州至赣州铁路一部分、贵阳至河口铁路的重要组成部分。填补了贵州省南部地区路网空白，增强路网运输灵活性和机动性，是连接次级城市与省会城市的便捷通道。技术标准为：国铁I 级、双线、速度目标值200km／h（预留250km/h），限制坡度9‰，加力坡18.5‰，电力牵引。区段货流密度及旅客列车对数如表1 所示。

表1 区段货流密度及客车对数汇总表 单位：104t

2 复杂山区选线控制因素及选线思路

本项目位于贵州省境内，贵州地处云贵高原，且复杂山区选线主要有以下影响因素。

2.1 地形条件复杂

地处贵州高原侵蚀溶蚀构造中低山丘陵区、侵蚀构造低中山区等地貌单元。桥区河谷地形起伏较大，高差大，地形复杂。针对以上复杂地形，从河谷上游开始，逐渐向下游处选择合适的跨越点，充分用足限坡、局部展线等思路，尽量减小高墩大跨特大桥和长隧工程，优化工程条件。

2.2 不良地质多

复杂山区往往地质条件复杂，构造断层破碎带多，不良地质多，岩溶、危岩落石、顺层等不良地质多，会引起路基地表塌陷、桥基失稳、隧道突水突泥等不良影响。山区选线时应强化地质选线，为减小不良地质的影响，尽量绕避不良地质，当无法绕避时，应从规模较小的不良地质段，加大角度，快速通过，并采取合理的工程形式、加强工程措施。

2.3 环境敏感区多

西南山区生态环境好，水源保护区、风景名胜区等环境敏感区较多。区域内环境敏感区分布较密集，沿线分布自然保护区1 处，水源保护区6 处，风景名胜区8 处，地质公园2 处。在选线时进行多方案比选，当线路无法绕避环境敏感区的缓冲区时，尽量采用隧道或桥梁工程通过，以减小对环境敏感区的影响[8]。

3 线位布局及方案研究

本项目紫云至贞丰段地形起伏较大，紫云→标高约1130m，北盘江峡谷及其支流白水河等谷底标高约448m，贞丰→位标高约1047m，沿线地形起伏较大，相对高差大，河谷深切形成“V”形峡谷地貌，铁路工程艰巨，线路敷设难度大。区域地质以紫云至白水河以砂泥岩为主，白水河至贞丰以灰岩为主。灰岩地段岩溶、岩溶水、暗河极其发育，危岩落石较为严重，加之地质构造纵横交错，地质情况极为复杂。

在此段线路方案研究中，充分贯彻了“重大工程选线”和“地质选线”的原则。针对“V”形峡谷地貌，沿北盘江峡谷，从河谷上游开始，逐渐向下游处选择合适的跨越点，充分用足限坡、局部展线等思路实现工程的优化以及工程条件的改善；紫云至贞丰段线路方案，综合考虑本段地形条件、工程地质及水文地质，结合跨越北盘江、白水河大桥重大工程，兼顾沿线地方政府设→需求，重点研究了北盘江上游桥位方案、中游桥位方案和下游桥位方案。

3.1 方案设计

图2 白水河双线特大桥（162+310+162）m 矮塔斜拉组合梁布置图

3.1.1 上游桥位方案（方案I）

紫云出→后向南于六马镇北侧大屯村设六马→，出→后跨白水河于板贵镇设板贵→，出→后跨越北盘江，出郑家隧道向南于丰县城东侧设贞丰→，线路长73.652Km，桥隧比86.3%。

此段方案线路地质概况如下：紫云至白水河主要以软质岩为主，白水河至贞丰以灰岩为主。主要不良地质为软质岩受构造影响褶曲发育，危岩级别差，个别段存在顺层。可溶岩段岩溶、地下暗河、危岩落石发育。

重点桥隧工程：白水河特大桥：（162+310+162）m 矮塔斜拉桥、北盘江特大桥：24m+32m+24m 简支梁+1-325m 中承式钢筋混凝土箱型拱，重点隧道工程：郑家隧道：12458m。详见图1- 图3。

图1 白水河双线特大桥现场图

图3 北盘江双线特大桥孔跨布置图

3.1.2 中游坡蝉桥位方案- 方案II

紫云出→后向南于六马镇北侧大屯村设六马→，出→后向南采用主跨（155+310+155）m 矮塔斜拉桥跨白水河，于坡蝉村设坡蝉→，出→后采用主跨（41+330+41）m中承式钢管混凝土拱桥跨北盘江，于贞丰县城东侧设贞丰→，线路长71.468Km。

本方案由于北盘江桥位小里程端位于300 余m 高的陡壁下方，危岩落石严重，施工及运营安全风险高，工程难以实施，故给予放弃。

3.1.3 下游桥位方案- 方案III

紫云出→后向南于良田镇设良田→，出→后线路采用主跨（283+513+283）m 中承式钢管混凝土拱跨北盘江，以隧道穿蔡家湾等地至贞丰县城东侧于者村设贞丰→，线路长64.509Km，桥隧比90.13%。

此段方案线路地质概况如下：紫云至白水河主要以软质岩为主，白水河至贞丰以灰岩为主。主要不良地质为软质岩受构造影响褶曲发育，危岩级别差，个别段存在顺层。可溶岩段岩溶、地下暗河、危岩落石发育。北盘江特大桥桥位受断层影响严重，隧道部分线路下穿地表暗河明流段有打漏地表水的风险。

重点桥隧工程有：北盘江特大桥：（283+513+283）m中承式钢管混凝土箱型拱，重点隧道工程：茅坪村隧道：9128m。

以下对上游桥位方案及下游桥位方案进行比选。

3.2 方案比选

比选方案工程地质条件、重大桥梁工程及隧道工程对比见表2。

表2 优缺点比较

下游桥位方案虽线路长度短，工程投资节省，但重点桥隧工程施工难度大，工程风险较高，上游桥位方案工程安全可靠，工程实施难度小。推荐采用上游桥位方案。

4 结论

4.1 针对山区复杂地形，从河谷上游开始，逐渐向下游处选择合适的跨越点，充分用足限坡、局部展线等思路，尽量减小高墩大跨特大桥和长隧工程，优化工程条件。

4.2 针对山区复杂地质条件，选线时应强化地质选线，为减小不良地质的影响，尽量绕避不良地质，当无法绕避时，应从规模较小的不良地质段，加大角度，快速通过，并采取合理的工程形式、加强工程措施。

4.3 复杂山区选线应贯彻“工程优先、兼顾→位”的思路，确定重大桥位，合理选择线路走向。