黔桂线地质选线特点及实例

2011年 2月 第 2期(总 149) 铁 道 工 程 学 报 JOURNAL OF RAILWAY ENGINEERING SOCIETY Feb 2011 NO．2(Ser．149) 文章编号：1006—2106(2011)02—0037—07 黔桂线地质选线特点及实例 黄 波 (中铁二院集团有限责任公司， 成都 610031) 摘要：研究目的：黔桂线所经地区地形、地质极其复杂，根据新的技术要求和技术，结合沿线复杂地形、地 质情况 ，在可研、初步设计等阶段 ，对一些重点重新进行了综合地质选线。如金城江 一纳朝段线路方案比 选 ，纳朝至大山绕避采空区线路方案比选等 ，作者希望通过对这些工作的回顾和，能对不良地质地区，特 别是岩溶 、软土等地区扩能改造的选线工作提供借鉴和帮助。 研究结论 ：经过大面积 、多方案比选研究，并在岩溶 、软土等地区贯彻地质选线的原则，如绕避采空区，绕 避软土地区等，改善了线路条件，消除了施工、运营安全隐患，取得了良好的社会、经济效益。 关键词 ：黔桂线；地质选线；特点及实例 中图分类号：U212．32 文献标识码：A Features and Practical Examples of Geological Alignment of Guizhou —— Guangxi Railway HUANG Bo (China Railway Eryuan Engineering Group Co．Ltd，Chengdu，Sichuan 61003 1，China) Abstract：Research purposes：As the topographic and geologic conditions of the areas where the Guizhou—Guangxi Railway passes are extremely complicated，the railway alignments were made again for the main optional construction schemes during the periods of feasibile study and preliminary design based on the new technical requirement and standard and in combination with the complicated topographic and geological conditions along the railway．This paper reviews and summarizes the comparison and choice of the optional schemes for the railway alignments in the sections between Jinchengjiang——Nachao and Nachao——Dashan for the purpose of providing the reference to the railway alignment in the karst and soft soil area． Research conclusions：By comparing and selecting the optional schemes and following the principle of keeping the railway away from goaf and soft soil areas for the railway alignment in karst and soft soil areas，the track conditions were improved and the safety hidden danger was eliminated，obtaining good social and economic benefits． Key words：Guizhou—Guangxi Railway；geological route selection；feature and practical example 黔桂线所经地区地形、地质极其复杂，地势西北 高、东南低，地形起伏较大。线路出柳州站、溯柳江支 流龙江西行，走行于桂北低山丘陵区，经宜州至金城 江；金城江以后沿凤凰山山脉东翼向北，经独山于栋青 树越长江水系与珠江水系的分水岭至都匀；出都匀后 线路再折向西，辗转于贵州高原丘陵山地间经贵定、龙 收稿 日期 ：2010—12—20 作者简介：黄波，1967年出生，男，高级工程师。 里至贵阳。经过了广西盆地、贵州高原斜坡带、贵州高 原三个地貌单元。 沿线地层以碳酸盐岩为主，岩溶发育。多数地区 处于长期强烈上升区，地质构造复杂，岩体破碎，主要 的不良工程地质问题有：岩溶、危岩落石、滑坡、岩堆与 错落、软土膨胀土与红黏土。 38 铁 道 工 程 学 报 2Ol1年 2月 我院根据新的技术要求和技术标准，结合沿线复 杂地形、地质情况，在可研、初步设计阶段，对一些局部 重点方案重新进行了综合地质选线。如金城江 ～纳朝 段线路方案比选，经罗家山隧道与经定水坝隧道线路 方案比选，纳朝至大山绕避采空区线路方案比选等。 通过大面积选线，并在岩溶、软土等地区贯彻地质 选线的原则，改善了线路条件，消除了施工、运营安全 隐患，取得了良好的社会、经济效益。 1 金城江至纳朝段线路方案比选 金城江至纳朝段线路可研阶段研究了经河池方案 及经六甲方案比较，从工程地质条件方面看，河池、六 甲两方案所经地形地貌和地层岩性与地质构造体系无 大的差异。两方案不良地质均为岩溶、落石、岩堆、坍 滑、特殊岩土为软土。但六甲方案沿龙江地段存在水 害，且线路穿越 2座水电站，跨地区级六甲小三峡风景 区。六甲方案较河池方案运营长度长2．28 km，有利于 缩短列车运行分，能较好解决广西河池化工集团专用 线运输问题，但同时存在龙江水害及跨风景区的问题， 且投资较河池方案多4 300万元。故本次推荐采用河 池方案。 ． 初步设计阶段，根据审查意见，在金城江至纳朝 段，对经六甲方案和经老河池方案进行了进一步的研 究比较(详见图 1金城江至纳朝段线路方案示意图)， 并加深了地质工作。经老河池线路方案与丹池大断裂 平行走行(15 km)，地层岩性以软质岩为主，隧道围岩 类别较低，路基边坡处理困难，怀竹隧道长4 220 m，下 穿羊峒暗河，水害处理困难，对地表生态环境影响较 大。由于广西河池化工集团股份有限公司专用线在既 有六甲车站接轨，黔桂线扩能改造后，仍需维持既有金 城江至六甲段 17．23 km既有线的运行，运营和养护维 修管理费用较高。线路长度比经六甲方案长 2．406 km， 工程投资比经六甲方案多 2 129．046万元。 图l 金城江至纳朝线路方案示意图 经六甲方案线路远离丹池大断裂，与其次级断裂 大角度相交，地层岩性以灰岩为主，，隧道围岩类别较 高，六甲隧道长4 528 m，上跨羊峒暗河，交叉点位置靠 近龙江河道，水害处理较容易，对地表生态环境影响较 小。线路于六 甲车站接轨 ，能较好 的解决广西河池化 工集团股份有限公司专用线运输问题，有利于节省运 营管理费用。运营长度短2．406 km，有利于缩短列车 运行时分。经技术经济综合比较，本次设计推荐采用 经六 甲方案。 从以上分析可以看出，金城江至纳朝段线路方案最 终选走经六甲方案，主要原因还是怀竹隧道长4 220 m， 下穿羊峒暗河，水害处理困难。而六甲隧道长4 528 m， 上跨羊峒暗河，交叉点位置靠近龙江河道，水害处理较 容易，加之经六甲方案能较好的解决广西河池化工集 第 2期 黄 波：黔桂线地质选线特点及实例 39 团股份有限公司专用线运输问题。 1．1 经六甲方案 线路自金城江站引出后，沿龙江左岸行至板坡西 跨龙江，经岜肥后又跨龙江，至岜仑设站，于 DK 172+ 455处与既有线交叉，穿拉之洞隧道(2 247 m)后接人 既有六甲站(受龙江百年水位影响，六甲站在既有站 左侧改建)，出站后线路穿板南隧道至龙江六甲电站 大坝下游340 m跨江，穿六甲隧道(4 528瑚)后至大莫 设站，后北行至方案比较终点 DK 194+600。其主要 工程数量及投资见表。 1．2 经老河池方案 线路自金城江站引出后，沿龙江左岸行至板坡西跨 龙江，线路溯龙江右岸至岜烈设站，岜烈以后线路西北 行，至谭村设站后沿新寨至金城江二级公路东侧而行， 经老河池镇至怀竹设站 ，出站后穿怀竹隧道(4 220 m)， 经拉南至方案比较终点 DK 194+600。其主要工程数 量及投资如表 1所示。 表 1 金城江至纳朝段方案主要工程数量及投资比较表 (比较范围：DK 159+500～DK 194+600) 经老河池 工程项目 经六甲方案 方案 运营长度／krn 35．10 32．694 利用既有线／kin 1．1 1．1 新建／kin 33．20 30．794 改建／km 0．8 0．8 土石方／10 m 388．9 312．9182 路基 圬工／1O m 23．06 17．49 大中桥／(座 一延长米) 21—3328 9—154 5．41 桥涵 涵洞／(座 ～横长米) l23—3075 77～2084 ，J≤1 000 in／(座一延长米) 8—3760 4～3033 l 000 ITI3 000m／(座 一延长米) l一422O 1～4528 新建桥隧总长／kin 11．308 l1．353 新建／个 3 3 车站 改建／个 1 1 主要工程投资／万元 66 751．485 64 622．438 2 坡朝至 巴平段线路方案比选 2．1 可研阶段坡朝至 巴平段线路方案比较 坡朝 ～巴平段线路，结合工程地质条件、大山站 位 ，进行两方案比选。 预可研方案大山矿区有铅锌，明清时便开采，当前 仍在开采，现场发现山体坡面矿碴堆积，矿洞遍布，宜 以工程条件好的方案进行设计，故针对大山隧道的不足 之处，本次设计研究了线路北移、改善大山站条件的方 案，方案比较示意图如图2所示，工程数量如表 2所示。 表 2 大山站位方案比较表 (比较范 围 CK 240+936～ CK 256+000) 方案别 工程项目 初测方案 原预可研方案 新建长度／kin 14．779 14．2O0 土石方／10 m l75．6 99．5 路基 挡护工程／10 ’1TI 14．7217 6．7445 加固及防护t~212／10 m3 5．725 8 2．267 一 般大桥／(座 一延长米) 9—1661．6．8 l1—2158 新建 中桥／(座 一延长米) 8—600．86 9—745 桥涵 三线中桥／(座一延长米) 1—86．4 涵洞／(座 一横延米) 40—1740．6 27—．763．3 ￡≤1 000 H (座 ～延长米) 5—12l2 5一l625 新建 1 000—3 000 rn／(座 ～ 1 — 1386 延长米) 隧道 L>3 000 m／／(座 一延 1 — 3314 1—3112 长米) 新建桥隧总长／kin 6．874 9．026 新建车站／个 l l 新铺 正线／km 14．779 l4．200 轨道 站线／km 2．095 1．065 用地／亩 1 051 788．6 工程投资估算／刀兀 42 892 49 033．6 由表 2分析，初测方案线路长 579 m，土石方多 76．1×10 m ，圬工多 11．44×10 m ，桥梁工程少 2 152 m(未折单)，车站运 营条好，工程投 资约少 6 141．56万元，故采用。 2．2 初步设计阶段坡朝至大山线路方案比选 本段位于贵州高原斜坡过度带，线路左侧为南丹 县大山矿区，地形起伏较大，线路平面曲线半径对工程 量影响较大。原预可研方案及初测方案通过大山矿 区，经过可研阶段方案优化后(见“(1)可研阶段坡朝 至巴平段线路方案比较”)，目前线路已基本避开大面 积的采空区。为避开采空区，线路连续出现 3座特大 桥 ，且均为高桥 ，结合本段地形 、地质条件及桥梁工程 ， 本次进一步分别研究了1 200 m半径方案、1 600 m半径 方案和取直方案(坡朝至大山线路方案示意图见图3)。 1 200 m半径方案自坡朝出站后，线路沿白牛山东 侧山麓而行至维对村西侧，于 DK 242+300起连续以 维对特大桥(535．54 m)、维对大桥(308．16 m)、下王祥 特大桥(925．12 ITI)跨沟后至方案比较终点 DK 244+ 750。本方案使用了两个 1 200 112半径曲线，其余均为 1 600 lIl及其以上的半径曲线。 1 600 m半径方案是在 1 200 nl半径方案的基础 上取消了两个 1 200 m半径曲线，线路走向基本一致， 于 DK 243+700处接上定侧方案。 铁 道 工 程 学 报 2011年2月 图2 坡朝至巴平方案比较示意图 图3 坡朝至大山线路方案示意图 取直方案自坡朝出站后，线路跨塘洼水库后连续 以维对特大桥(930 rn)、下王祥特大桥(1 345 ITI)跨沟 后至方案比较终点 DK 244+750。本方案曲线均为 2 000 m及以上半径曲线。各方案主要工程数量及投 资如表 3所示。 以上三个方案地质条件基本相同。1 200 m半径 方案工程最省，但使用了2个 1 200 m半径曲线，线路 条件最差；取直方案工程最大，但线路条件最好。考虑 到金城江至局界其余地段曲线半径均为 1 600 m及以 上，线路平纵断面条件可以满足 160 km／h行车条件， 且 1 600 m半径方案投资较 1 200 m半径方案投资增 加不大，本次设计推荐采用 1 600 m半径方案。 第2期 黄 波：黔桂线地质选线特点及实例 4l 表3 坡朝至大山段线路方案主要工程数量及投资比较表 (比较范围：DK 238+300～DK 244+750) 1 200 m l 600 工程项目 取直方案 半径方案 半径方案 线路长度／kin 6．45 6．442 6．2 路 土石5~3-／10 m。 92．734 4 94．077 0 92．294 5 基 圬T _ ／10 In 4．10 4．37 4．25 特大 桥／(座 一 2 一 l460．66 2—1484．66 2—2243．5 延长米 ) 桥 大 中桥／(座 一 4～857．74 4—882．44 8一l311 延长米) 涵 涵洞／(座 一横 15 — 517 15—517 10—413 长米) ≤ 1 000 m／ 2 — 226 1—93 1—190 (座 一 延长米) 隧 道 1 000 m3 000 m／ (座 一延长米) 新建 桥 隧总 长／ km 3．095 4．684 3．69l km 空 新建／个 2 2 2 站 改建／个 主要工 程 投 资／ 24 809 ．582 6 26 283．213 9 24 141．672 0 万元 峰洞取直方案虽然线路较短，工程最小，但线路仍 然通过软土地段，工程隐患较大，且以深路堑工程通过 炭质页岩地段，路基工程大，处理困难，新建筹洞车站 站内填方大，工程投资较大； 筹洞取直方案虽然沿既有线而行，但由于受既有 峰洞车站采石场专用线及既有线曲线半径的控制，不 能利用既有峰洞站和既有线，桥隧工程最大； 组合方案绕避了软土地段，同时桥隧工程较小，新 建筹洞车站土石方工程小，投资最节省。 综合以上原因，本次设计推荐组合方案。 4 结论 经过大面积、多方案比选研究，并在岩溶、软土等 地区贯彻地质选线的原则，如金城江 一纳朝段线路方 案比选、纳朝至大山绕避采空区线路方案比选 、绕避筹 洞车站软土线路方案比选等，改善了线路条件，消除了 施工、运营安全隐患，取得了良好的社会、经济效益。 参考文献： [1] 铁鉴函[2004]655号，关于《黔桂线扩能改造初步设计审 查批复意见》[s]． TieJianHan[2004 j No．655，About“Reply Opinion to the Prelim inary Design Review on Reconstruction of Guizhou—Guangxi Railway[S]． [2] 张雪才，等．改建铁路黔桂线预可研 [R]．成都：铁道部 第二勘测设计院，2001． 刁ml1g Xuecai，ete，Pre-feasibility Study 011 Reconstruction of Gulzhou—Guang~ Railway[R]．Chengdu：The Second 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