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探讨山区铁路选线方案的影响因素及其借鉴思路

来源:建筑技术开发 作者:孙斌
发布于:2020-09-07 共2826字
  摘要:山区线路选线时,需要综合考虑工程投资、规划结合、环境影响、地形地质条件等因素。一个合理的线路方案可用最小的经济投资换取最大的工程效益。以集通铁路扩能改造工程中蒙根塔拉至林西越岭段落线路方案为例,重点探讨了限制坡度、线路走向的选择及越岭隧道对线路方案的影响,结合实例分析提出了部分可供后续项目借鉴的思路。
 
  关键词:山区选线; 限制坡度; 越岭隧道;
 
  Research on Mountain Route Selection of Jitong Railway Capacity Enlargement and Transformation Project
 
  Sun Bin
 
  Abstract:When selecting route of railways in mountainous area,it is necessary to consider comprehensively such factors as project investment,combination of planning,environmental impact,topographic and geological conditions,etc. A reasonable route scheme can exchange the smallest economic investment for the greatest engineering benefit. In this paper,taking the line scheme of Linxi Mountain Crossing Section in Jitong Railway Expansion and Renovation Project as an example,the selection of limit gradient and route direction,as well as the influence of over-mountain tunnel on the line scheme are emphatically discussed. Based on the case analysis,some ideas which can be used for reference by subsequent projects are put forward.
 
  集通铁路西起乌兰察布市的贲红站,自西向东贯穿内蒙中部,至通辽市的哲里木站,途经内蒙古自治区4个盟(市)、11个旗(县)。既有线长944 km,以货运为主、兼顾客运,是沟通西北地区与东北地区最便捷的区际铁路通道。为促进地区经济社会发展,完善路网布局,自2009年开始,既有集通线开始分段扩能改造。其中,蒙根塔拉至林西段位于大兴安岭余脉山区,自然纵坡达20‰,是集通线地形起伏最大的越岭区段。
 
  本文选取集通线扩能改造工程中蒙根塔拉至林西段越岭方案进行分析,提供一些复杂山区的选线思路。
 
  1 既有线概述
 
  蒙根塔拉至林西段既有线长110.501 km,展线系数1.35。现状运营为双向双机牵引,上下行限坡均为12‰,补机点分别位于经棚站和林西站,蒙根塔拉站和上店站为摘补点。
 
  1.1 既有线路平面
 
  线路沿碧柳河支流南侧走行,在大兴安岭余脉连续采用小半径曲线展线越岭,最小曲线半径350 m,后沿嘎斯泰河北侧走行至林西。
 
  1.2 既有线路纵断面
 
  蒙根塔拉至林西段上行大于6‰的坡段长度51.8 km,占上坡地段的63.4%,下行大于6‰的坡段长度21.6 km,占上坡地段的75.0%(表1、图1)。
 
  2 限制坡度的选择
 
  限制坡度应满足运输需求和列车运行安全,其次要与铁路等级、工程条件、相邻线所采用的技术标准相适应,还要与牵引种类、机车类型和台数、牵引质量等因素相协调。
 
  本段既有铁路限坡为12‰双机坡,本线相邻路网基本为6‰及以上。结合越岭地形,研究了3个方案(表2)。
 
  表1 蒙根塔拉至林西段既有线路纵断面特征     
 
 
 
 
 
  图1 蒙根塔拉至林西段既有线路纵断面示意   
 
  单机坡方案:取消了既有双机牵引区段,限坡标准与全线其他段落及相关路网协调、统一,运输组织灵活、顺畅,降低了后期运营费用,但工程投资为3个方案中最高。
 
  双机坡方案:维持了既有双机牵引的标准,项目建成后运输组织有一定难度,运营费用较高,但是工程投资为3个方案中最低。
 
  均衡坡方案:工程投资介于3个方案中。上行线单方向双机牵引,增大了运输组织的难度,运营费用相应增加,且本线上下行运量差异不大,均衡坡方案不适于本线。
 
  表2 限坡方案分析   
 
 
 
  因此,从满足扩能需求,节省工程投资角度出发,最终采用双机坡方案。
 
  3 越岭走向的选择
 
  山区铁路选线通常有以下特点:地形、地质复杂;沿线经济据点稀疏、环境敏感性高。选线时应结合限制坡度,统筹考虑影响线位走向的控制因素。
 
  3.1 地形地貌
 
  本段既有线所处地势,四面环山,自然高程在500~1 500 m,既有线坡度在采用双机12‰的情况下,展线系数已达到了1.35,本段方案研究要充分结合地形条件,选取合适的越岭走向。
 
  3.2 工程地质条件
 
  越岭区域内存在地质断裂带和热水温泉补给区,作为越岭方案的重要控制点,需结合地质情况合理选线、布设工点,绕避不良地质。纵断面高程需考虑热水温泉标高影响。
 
  3.3 沿线主要经济据点
 
  经棚镇和林西县为集通线上较大的县城,沿线旅游资源、矿产资源非常丰富,所辖区域内有规划的工业园区、电厂和煤化工基地。本段方案选线时,线路应尽量靠近经济据点,以便吸引客流及方便货物运输。
 
  3.4 环境敏感点
 
  本段沿线存在多处环境敏感点,诸如水源地保护区、自然保护区和热水温泉地质公园,选线时结合相关环保法规及管理部门要求,对沿线环境敏感点进行绕避。
 
  4 越岭隧道的选择
 
  越岭隧道的选择是山区越岭段线路选线的重要部分。隧道工程往往是控制工期的首要因素,对工程投资、建设工期均起着决定性作用。因此,共研究了2个方案:短隧道方案和长隧道方案(表3)。
 
  表3 越岭隧道方案分析    
 
 
 
  短隧道方案虽然比长隧道方案线路长4.474 km,但桥隧比低,工程投资较长隧道方案节省46 716.2万元;站位符合地方诉求;最长隧道长度为10.76 km,施工风险较低。综上分析,最终采用短隧道方案。
 
  5 研究结论
 
  山区线路选线时,需要综合考虑工程投资、规划结合、环境影响、地形地质条件等因素,结合上述工程实例分析,提出以下几点思路,供后续项目借鉴。
 
  (1)山区选线应尊重客观事实,合理借鉴相邻区域内同类型项目的选线经验,切勿生搬硬套。
 
  (2)复杂山区铁路技术标准的确定,尤其是限制坡度的选择,需要综合考虑所经区域地形地质等自然条件、相邻路网限坡的协调性、运营组织灵活性及运营成本等因素,结合多限坡方案的经济技术比选,最终确定经济合理的限制坡度。
 
  (3)山区铁路选线时,应充分照顾沿线经济据点,统筹考虑地质、环境敏感区等控制线位走向的因素,合理选择线路走向。
 
  (4)应充分重视越岭隧道的选择,考虑施工难度、工期、工程投资等因素,全面客观地分析长短隧道方案的优缺点。
 
  参考文献
 
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作者单位:中国铁路设计集团有限公司线路站场枢纽设计研究院
原文出处:孙斌.集通铁路扩能改造工程山区选线研究[J].建筑技术开发,2020,47(15):91-92.
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