越岭地段铁路综合选线技术研究

来源:用户上传      作者:马超

　　摘 要：新建西宁至成都铁路位于青海、甘肃、四川三省交界地带，是我国“八纵八横”高速铁路纵向主通道兰（西）广通道的重要组成部分。新建正线长度496.67km，本线自北向南依次经西宁盆地区、拉脊山中高山区、华隆盆地区、西秦岭中高山区、若尔盖高原区、岷山中高山区六个地貌单元。本次对西秦岭越岭地段铁路综合选线技术进行研究，结合地形地貌、地质、站址选择、线路条件及工程投资等多方面因素对该区域线路方案进行综合比选推荐。
　　关键词：综合选线;方案比选;地质选线
　　Research on Comprehensive Route Selection Technology
　　of Railway in Cross-Ridge Area
　　Ma Chao
　　China Railway First Survey and Design Institute Group Co.，Ltd. ShanxiXi'an 710043
　　Abstract：Xining-Chengdu Railway is located at the junction of Qinghai，Gansu and Sichuan provinces.It is an important part of Lan（West）Guangzhou Channel，the main longitudinal channel of the "Eight Longitudinal and Eight Horizontal" high-speed railway in China.The new main line is 496.67 km in length.From north to south，the line passes through six geomorphic units，namely，Xining Basin，Laji Mountains，Hualong Basin，West Qinling Mountains，Zoige Plateau and Minshan Mountains.This paper studies the comprehensive railway route selection technology in the cross-ridge area of the West Qinling Mountains，and makes a comprehensive comparison and recommendation of the railway route scheme in this area based on various factors such as topography，geology，site selection，line conditions and project investment.
　　Key words：Comprehensive Line Selection;Scheme selection;Geological route selection
　　
　　1 項目概述
　　新建西宁至成都铁路位于青海、甘肃、四川三省交界地带。线路北起青海省省会西宁市，向南经海东市平安区、化隆县、黄南藏族自治州尖扎县、同仁县;后向东南方向进入甘肃省甘南藏族自治州，依次经夏河县、合作市、碌曲县;向南经四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县，接入在建成兰铁路黄胜关站;与成兰铁路共线引入成都枢纽。
　　西宁至成都铁路新建兰新高铁接轨线路所至黄胜关正线长度496.67km，其中青海省境内新建长度140.34km，甘肃省境内新建长度183.47km，四川省境内新建长度172.86km。
　　2 研究方法及思路
　　本次方案研究综合考虑该地区地形地貌、地质、经济据点情况、工程实施难度及工程投资五大主要因素，对全线铁路线路线位选择进行全方位综合分析，最终推荐出最佳方案。
　　3 方案综合比选
　　本次技术研究取本线甘肃段西秦岭中高山区越岭地段进行进一步研究。甘加至尖扎段线路经过瓜什则盆地及甘加盆地区，线路主要穿行于三叠系下统隆务河组板岩、砂岩地层，部分位于侵入岩中。瓜什则盆地及甘加盆地上部分布新近系上新统、中新统泥岩、砂岩、砾岩等，成岩作用差。由于越岭位置和线路标高不同，隧道通过各种地层的长度及埋深条件不同，围岩条件有所不同。
　　该段范围内同仁县城海拔2450m，同仁县城保安镇海拔约2300m，同仁县双朋西乡海拔2700m，夏河县甘加乡海拔3000-3200m之间。结合本段线路总体走向、同仁县城市规划、站位合理性、地形地质情况、瓜什则越岭隧道长短及隧道穿越瓜什则盆地可能引起涌水风险大小、排水困难等方面综合考虑分别研究了靠近县城设站35km越岭隧道方案（C13K）、保安镇设站22km越岭隧道方案（C25K）两个方案进行比较。线路走向详见甘加至尖扎走向方案示意图。
　　3.1 方案概述
　　（1）靠近县城设站35km越岭隧道方案（C13K）。线路自比较起点甘加车站引出，沿瓜什则盆地西侧边缘以35.5km隧道取直穿越瓜什则山岭，出隧道后设桥跨隆务河、同仁县城区及S203，在隆务河西岸阶地设同仁站。之后线路出站后沿隆务河西侧山区，以隧道工程通过，至尖扎昂拉乡设尖扎站。线路全长75.682km，桥梁长3.697km/8座，隧道长69.11km/6座，桥隧比重96.2%。
　　（2）保安镇设站22km越岭隧道方案（C25K）。该方案自甘加站引出，沿瓜什则盆地东侧边缘走行，以22.4km特长隧道至双朋西，后沿浪加河谷左侧山区走行，跨S306省道后设顺河桥至保安镇北侧隆务河东岸阶地设同仁站，出站后沿隆务河东侧山区走行，折西跨西（宁）同（仁）高速公路（G0611）及隆务河后沿隆务河西侧山区至尖扎站。 　　线路全长72.767km，桥梁长15.62km/15座，隧道长5058km/5座，桥隧比重91.0%。
　　3.2 方案综合比选分析
　　3.2.1 从工程地质条件分析
　　影响站位方案的主要工程地质因素为：隆务河峡谷区危岩落石、隧道围岩情况、地下水与环境地质情况。
　　（1）危岩落石。隆务河两侧基岩受构造影响强烈，风化严重，危岩落石极其发育。C25K方案于隆务河峡谷区跨越峡谷，两侧隧道进出口受危岩落石危害较严重，隧道需加强防护措施。C13K方案以隧道行走于隆务河峡谷区一侧，受危岩落石影响较小。
　　（2）隧道围岩情况。隆务河峡谷段：C13K方案与C25K方案基本垂直通过三叠系、二叠系地层，通过地层基本相同，围岩基本相当。
　　同仁盆地段：C25K方案的浪加隧道基本位于白垩系砾岩地层中，该地层钙质胶结，整体性较好;C13K方案的隆务三号隧道位于新近系泥岩、砂岩地层中，成岩作用差，围岩较差。
　　甘青特长隧道：C25K方案通过地层大部分为三叠系下统隆务河组地层，并以下段的泥质板岩夹砂岩为主;瓜什则盆地段通过约3.3km新近系砾岩地层，成岩作用差，富水，以Ⅵ级围岩为主;出口段位于4.8km闪长岩地层。
　　C13K方案通过闪长岩、花岗闪长岩段落长度约19.3km，其余段落以三叠系下统隆务河组中段、上段板岩、砂岩为主，围岩较C25K方案明显较好。甘青特长隧道围岩对比见下表。
　　（3）地下水与环境地质问题。各方案均穿行于瓜什则盆地下部，该盆地为一东西长、南北窄的狭长盆地，地势东高西低，地表水水量较为丰富，自盆地四周各沟谷向西汇入加萨河。瓜什则盆地分布巨厚层新近系砾岩、砂岩，成岩作用差，透水性强，工程风险及环境风险极大。
　　根据地质加深的成果，基本查明了新近系地层的分布规律，两个方案分别自盆地东、西侧通过，避开了新近系地层。
　　综上所述，C13K方案工程地质条件较好，C25K方案工程地质条件相对较差。
　　3.2.2 从越岭主隧道工程难度与施工风险分析
　　C13K方案方案越岭隧道埋深较大，辅助坑道设置条件较差，斜井长度较长，尤其是瓜什则盆地与岭脊段，C25K方案隧道长度短，辅助坑道设置稍好。结合隧道地质条件、辅助坑道设置条件，考虑富水新近系砂砾岩等地层的施工风险和三叠系地层大变形等不确定因素，C13K方案越岭隧道工期长，风险较大，采用TBM施工，可以减少辅助坑道和缩短工期但工程投资较高，C25K方案较好。
　　3.2.3 从主隧道引线工程实施难度分析
　　靠近县城设站35km隧道方案（C13K）长隧道引线尖扎至同仁段以隧道通过，工程地质条件差，施工风险高，工程较大;在同仁站附近隆务河两侧为滑坡群，地质条件较差，隧道风险大，同仁车站靠山侧为滑坡体，车站设站条件较差。C25K方案长隧道引线同仁至长隧道出口以短隧、橋梁通过，河谷危岩落石发育，需要防护处理，明线工程较长，施工风险小，工程实施难度小，同仁站位地质条件和设站条件好，故从长隧道引线工程实施难度分析C25K方案较优。
　　3.2.4 从设站条件及对县城的影响分析
　　靠近县城设站35km隧道方案（C13K）车站位于县城西侧，车站距离县城较近，出行便利，但线位横跨隆务河，横切县城，对县城规划影响较大，同仁车站靠山侧为滑坡体，设站条件较差。保安镇设站22km越岭隧道方案（C25K）车站距离县城较远，出行不便，车站布设在规划区外，设站条件好，对县城规划无影响。
　　3.2.5 线路长度及投资分析
　　靠近县城设站35km越岭隧道方案（C13K）线路总长75.7km，其中桥梁长3.7km，隧道长69.1km，桥隧比96.2%，静态投资101亿元。保安镇设站22km越岭隧道方案（C25K）线路总长72.7km，其中桥梁长15.6km，隧道长50.6km，桥隧比91.0%，静态投资93.7亿元。
　　C13K方案较C25K方案线路长度长2.9km，投资贵7.4亿元，从长度及投资分析，远离县城保安设站较优。
　　3.3 综合分析
　　保安镇设站22km越岭隧道方案（C25K）虽然站位离县城相对较远，工程地质条件总体相对较好，线路长度短，越岭主隧道短，施工工期短，施工风险小，综合比较最优，故本次推荐保安镇设站22km越岭隧道方案（C25K）。
　　4 小结
　　本段线路方案地处西秦岭中高山区，线路选线综合了地形地貌、不良地质、站位选址、工程设置条件及投资等多方面因素进行综合比选，从多方面论证各线路方案优缺点，最终得出推荐意见，对类似地形地貌的铁路选线具有一定的参考意见。
　　参考文献：
　　[1]中铁第一勘察设计院集团有限公司，新建铁路西宁至成都线西宁至黄胜关段可行性研究（报批稿）总说明书[R].西安，2016.
　　作者简介：马超（1991-），男，工学学士，助理工程师，主要从事铁路设计相关技术研究及项目设计工作。
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