談呼準(zhǔn)線增建第二線穿越準(zhǔn)旗規(guī)劃區(qū)線路方案

由亞炬

既有呼準(zhǔn)線(呼和浩特西—周家灣)由內(nèi)蒙古呼準(zhǔn)鐵路有限公司籌資建設(shè)，2006年11月建成通車，2009年8月完成電氣化改造?，F(xiàn)既有呼準(zhǔn)鐵路為一條單線，將會嚴(yán)重制約其功能作用的發(fā)揮，成為制約區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“瓶頸”。而本鐵路為山區(qū)鐵路，地形條件困難，既有限制坡度為7.5/15‰，坡度大不僅制約了萬噸列車的開行，而且限制了運(yùn)輸能力的進(jìn)一步提高。難以適應(yīng)運(yùn)量迅猛增長對鐵路的運(yùn)輸要求，影響本地區(qū)鐵路整體運(yùn)輸效益的發(fā)揮。因此本鐵路擴(kuò)能改造的目標(biāo)是通過增建第二線，改善線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高運(yùn)輸能力，改進(jìn)運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量，提高鐵路在運(yùn)輸市場的競爭力，優(yōu)化生產(chǎn)力布局，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)整體效益，優(yōu)化運(yùn)輸組織方案，從而實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)重載的目標(biāo)滿足不斷增長的運(yùn)量需求。

1 方案概況

增建第二線在何家塔車站—周家灣車站段，地形困難、地質(zhì)條件復(fù)雜，并規(guī)劃有玻璃溝井田、唐家會井田及孔兌溝井田。線路在引入周家灣車站之前，必須經(jīng)過準(zhǔn)格爾旗規(guī)劃區(qū)，圍繞準(zhǔn)旗規(guī)劃區(qū)，本次詳細(xì)研究了CyK方案、Cy2K方案、Cy6K方案。因以上三方案不同程度地占用準(zhǔn)旗規(guī)劃區(qū)，經(jīng)和準(zhǔn)旗政府、鐵路辦、規(guī)劃局及建設(shè)局結(jié)合后，補(bǔ)充了“完全繞開規(guī)劃區(qū)的Cy9K方案”。

1)CyK方案。CyK方案自比較起點(diǎn)CyK103+300引出后設(shè)6 850 m的東孔兌隧道穿過東孔兌鎮(zhèn)，隧道在羊干石坡附近的壕賴溝出口，繼續(xù)向南沿烏蘭蘇木兔溝東側(cè)行進(jìn)，然后折向西跨過烏蘭蘇木兔溝，并上跨薛家灣快速通道，繼續(xù)向西設(shè)1 695 m薛家灣隧道下穿規(guī)劃區(qū)，繞開已經(jīng)被規(guī)劃征用的土地范圍后，下穿既有呼準(zhǔn)線后接入周家灣車站，到達(dá)比較終點(diǎn)DyK117+599。該方案線路長度為14.299 km，設(shè)特大橋960 m/座，大橋870 m/2座，隧道8 545 m/2座，土石方48萬斷面方，主要工程費(fèi)約為46 000萬元。本方案線路順直，占地及規(guī)劃區(qū)范圍較小，對規(guī)劃區(qū)的影響最小，拆遷量少。2)Cy2K方案。Cy2K方案自比較起點(diǎn)Cy2K103+300(=CyK103+300)引出后，設(shè)6 310 m的東孔兌隧道穿過東孔兌鎮(zhèn)，隧道出口處占用部分蔬菜培育基地，出隧后線路繼續(xù)沿烏蘭蘇木兔溝東側(cè)向南行進(jìn)，折向西跨越烏蘭蘇木兔溝后穿過薛家灣規(guī)劃區(qū)，進(jìn)而下穿既有呼準(zhǔn)線后接入周家灣站，到達(dá)比較終點(diǎn)Cy2K118+875(=DyK117+599)。該方案線路長度為15.575 km，設(shè)特大橋1 068.6/2座，大橋717.4 m/3座，隧道7 890/4座，土石方66.55萬斷面方，主要工程費(fèi)約為44 000萬元。本方案受既有呼準(zhǔn)線邦郎色太溝大橋及隧道出口阿岱溝溝底標(biāo)高的控制，在薛家灣鎮(zhèn)以北采用較多的展線，以致在規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)多以路基通過，對規(guī)劃區(qū)影響最大，并占用已經(jīng)被規(guī)劃征用的土地;且線路在隧道出口處占用了部分蔬菜培育基地，拆遷量較大。3)Cy6K方案。Cy6K方案自比較起點(diǎn)C6K103+300(=CyK103+300)引出后，設(shè)6 310 m的東孔兌隧道穿過東孔兌鎮(zhèn)，隧道出口處占用部分蔬菜培育基地，出隧后線路折向東跨越阿岱溝，在玻璃溝西側(cè)設(shè)2 750 m的好地峁隧道，進(jìn)而折向西跨越烏蘭蘇木兔溝后設(shè)1 600 m的隧道穿越薛家灣規(guī)劃區(qū)，然后下穿既有呼準(zhǔn)線后接入周家灣站，到達(dá)比較終點(diǎn)Cy6K119+800(=DyK117+599)。該方案線路長度為16.5 km，設(shè)大橋1 417.4 m/4座，隧道10 660 m/3座，土石方100.74萬斷面方，主要工程費(fèi)約為52 000萬元。本方案線路主隧道較短，但隧道總長較長，線路所經(jīng)玻璃溝東側(cè)以隧道展線，且埋深較淺，水系發(fā)達(dá)，玻璃溝兩側(cè)支溝有常年流水，對線路影響很大，工程量較大，年運(yùn)營費(fèi)較高，并且線路占用薛家灣規(guī)劃區(qū)和薛家灣殯儀館，拆遷量大。

2 方案分析

1)從線路建筑長度分析:CyK方案比Cy2K方案短1.276 km，比Cy6K方案短2.201 km。主隧道CyK方案比Cy2K方案和Cy6K方案長540 m。2)從線路所經(jīng)的周邊環(huán)境分析:CyK方案經(jīng)過黃地峁村，Cy2K方案經(jīng)過黃地峁村和周家灣村及蔬菜試驗(yàn)基地，Cy6K方案經(jīng)過黃地峁村和薛家灣殯儀館及蔬菜試驗(yàn)基地，對當(dāng)?shù)鼐用穸加幸欢ㄓ绊憽?)從占用準(zhǔn)格爾旗規(guī)劃區(qū)分析:CyK方案和Cy6K方案占用規(guī)劃區(qū)面積基本相當(dāng)，且以隧道方式穿過，但CyK方案繞開已經(jīng)征用的土地范圍;而Cy2K方案占用規(guī)劃面積最大。4)從工程規(guī)模及拆遷分析:CyK方案主隧道長比Cy6K方案和Cy2K方案都長，但橋涵及路基工程量比Cy6K方案和Cy2K方案都小;拆遷量比Cy6K方案和Cy2K方案都小。5)從工程地質(zhì)分析:三個方案的主隧道東孔兌鎮(zhèn)隧道地質(zhì)構(gòu)造簡單，圍巖等級為Ⅳ級～Ⅵ級。地下水水量不大，水質(zhì)良好。但CyK方案穿越規(guī)劃區(qū)的薛家灣隧道進(jìn)口處孕育一滑坡，該滑坡主軸方向?yàn)镹66°E，線路方向?yàn)?N86°E，主軸長度約 310 m，滑體寬度約 340 m，滑體厚度最厚約12 m，屬牽引式中層滑坡。經(jīng)過詳細(xì)的調(diào)查，輔以挖探，并取樣、試驗(yàn)，探明滑坡目前處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，線路通過時需加固處理。6)從壓覆礦產(chǎn)資源分析:CyK方案在玻璃溝井田、唐家會井田邊緣通過，對井田開采影響很小，而Cy2K方案Cy6K方案在玻璃溝井田、唐家會井田基本中部通過，井田開采時必須設(shè)保安煤柱，對井田開采影響很大，以上三方案均未考慮壓覆礦產(chǎn)的投資。7)從工程投資分析:CyK方案比Cy2K方案貴2 000萬元，比Cy6K方案省6 000萬元。

3 對完全繞避規(guī)劃區(qū)Cy9K方案分析

該方案自比較起點(diǎn)Cy9K103+300(=CyK103+300)引出后，設(shè)9 880 m的東孔兌隧道穿過北山公園，在隧道出口以半徑為1 000 m曲線折向西，下穿既有呼準(zhǔn)線后接入周家灣站，到達(dá)比較終點(diǎn)Cy9K116+209(=DyK117+599)。

經(jīng)過對該方案隧道進(jìn)口及烏蘭蘇木兔溝淺埋段詳細(xì)的調(diào)查和測量，并輔以鉆探和挖探，取樣化驗(yàn)。結(jié)合線路設(shè)計及通亥溝、孔兌溝橋涵百年流量設(shè)計，并根據(jù)化驗(yàn)報告，經(jīng)認(rèn)真研究后，認(rèn)為此方案在技術(shù)上不可行。原因分析如下:1)線路從周家灣車站引出后受既有邦郎色太溝大橋高程影響，軌面設(shè)計標(biāo)高為1 163 m，以6‰足坡穿過約10 km的東孔兌隧道(折減后坡度為5.4‰)，出隧后線路在通亥溝和孔兌溝的交匯處跨越，軌面設(shè)計標(biāo)高為1 217 m，而通亥溝的百年洪水位為1 214 m，滿足不了橋涵百年洪水位要求。2)本隧道屬中等富水區(qū)，隧道內(nèi)設(shè)單面坡，水倒流至周家灣車站，而周家灣車站根本無法排水。3)隧道穿越烏蘭蘇木兔溝時，通過約300 m長淺埋段落，該段隧道拱頂距地面15 m左右，且溝中時常有地表流水，第四系松散層中賦存孔隙水，隧道通過時極易發(fā)生涌水、突泥、坍塌等。4)隧道洞身通過泥巖地層，自由膨脹率Fs=33%～75%，具弱～中等膨脹性，隧道施工中極易發(fā)生大變形和局部塌方掉塊等。5)隧道位于孔兌溝井田和唐家會井田內(nèi)，唐家會井田賦煤標(biāo)高860 m～720 m，而隧道底標(biāo)高1 188.8 m～1 219.2 m，洞身穿白堊系地層，含煤層約距隧道底320 m，鐵路在此井田內(nèi)通過必須設(shè)保安煤柱，對井田開采影響很大。6)隧道圍巖等級為Ⅴ級～Ⅵ級，施工風(fēng)險特高。如施工每一環(huán)節(jié)若處理不當(dāng)，均給運(yùn)營造成很大的次生地質(zhì)問題。

4 研究結(jié)論

Cy9K方案雖然完全避開準(zhǔn)格爾旗規(guī)劃區(qū)，但在線路、隧道、橋涵、地質(zhì)等專業(yè)技術(shù)上均滿足不了設(shè)計規(guī)范，而CyK方案雖然投資較高，且薛家灣隧道進(jìn)口處于滑坡處，但在占用準(zhǔn)旗規(guī)劃區(qū)、拆遷及壓覆礦產(chǎn)資源等方面均優(yōu)于Cy2K方案和Cy6K方案，因此推薦CyK方案。

[1] GB 50090-2006，鐵路線路設(shè)計規(guī)范[S].