吉查線穿越烏蘭布和沙漠線路方案的綜合比選

摘 要：該文深入分析了吉查線穿越烏蘭布和沙漠地段影響線路方案的各種因素，闡述了初測及可行性研究工作中該段線路方案研究比選情況，提出了類似情況下線路方案研究的基本思路和方法。

關鍵詞：鐵路建設 吉查線 烏蘭布和沙漠 線路方案

中圖分類號：X171.4文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0226-02

吉蘭泰至查干德日斯線在路網中起到連接臨策鐵路與包蘭鐵路的作用，為蒙古國納林蘇海特煤炭直接運輸至阿拉善左旗、烏海市等能源化工基地提供了一條便捷的運輸通道。為國鐵Ⅱ級、單線、內燃鐵路，采用上行6‰、下行12.5‰的限制坡度。線路位于內蒙古自治區西部的阿拉善左旗境內，呈南北走向，自烏吉線新設吉蘭泰南站引出，經吉蘭泰鎮、達日克烏蘇、蘇海呼都格、古爾班查干、巴彥洪格日至查干德日斯接入既有臨策線。全線地處吉蘭泰鹽盆、狼山山前洪積平原與烏蘭布和沙漠過渡地帶，地形、地質條件復雜且差異性較大。其中達日克烏蘇至蘇海呼都格段線路需跨越烏蘭布和沙漠，風沙極為嚴重、地質條件復雜、不良地質發育，工程艱巨且選線難度很大，故在項目初測、可行性研究過程中，對穿越烏蘭布和沙漠段線路方案進行了重點研究。

1 影響選線的主要因素分析

1.1 總體情況

從總體走向分析，線路出吉蘭泰鎮后，走形于吉蘭泰湖盆與烏蘭布和沙漠邊緣過渡區，地形相對較平緩，總體地勢西北高東南低，地面高程多集中于1020～1035 m之間。沿線的風沙、鹽漬土等不良地質十分發育，是影響線路方案的主要因素，原則上應盡量繞避，故對其分別進行研究分析。

1.2 沿線不良地質分布情況的影響

本段線路地處內陸干旱荒漠區，降雨稀少，植被稀疏，大風日數多。烏蘭布和沙漠是我國的主要沙漠之一，主導風向為西北風，冬春季風強而多。氣流對原始地形的改造作用差別較大，主要表現為對部分地段的吹蝕與堆積作用，局部地段甚至表現為吹蝕～堆積～吹蝕作用的反復交替改造過程。

沿線風積沙主要分布于湖積地層之上，山前洪積平原區次之，丘陵區有零星分布，厚度0.5～10 m不等，以固定、半固定沙丘為主，流動沙丘次之。沙丘多呈南北向展布，局部呈東南向。惡劣的自然環境是造成風沙活動的主要因素，狼山～巴彥烏拉山山前洪平原的洪積物為烏蘭布和沙漠提供了豐富沙源。特別是達日克烏蘇至蘇海呼都格短風沙極為發育，風沙類型以半固定沙丘及流動沙丘為主，沙丘連綿起伏，浩如沙海，呈現為新月型、沙壟及蜂窩狀等各種形態。流動性沙丘風積沙厚度多為5～12 m，植被覆蓋率極低，基本無植物生長，只在丘間洼地內有零星植物發育。流動沙丘多數呈現新月型及沙壟狀。迎風坡坡面平緩，坡度約為5～8 °，背風坡成折線形，上部折線坡度較大，坡度約為30～34 °，接近沙粒的天然休止角。雖然既有的植被在初始階段對沙害起到一定的抑制作用，形成了最初的草叢或灌木叢沙堆，但是隨著積沙的增高，地下水的補給作用逐漸變差，沙丘的堆積作用減弱，搬運作用加強，植物根系周圍的松散沙層被淘蝕，直至倒塌枯死，風蝕沙隨風飄散，原先固定的沙丘復活，形成流動性沙丘及沙地。該區流動性沙丘及沙地分布范圍較小，主要表現在沙化后重新移動堆積。通過實地調查，結合紙上定線情況，如采用合理的方案，沿線的大部分風沙路基段落可予以繞避，但由于風沙的不斷侵蝕作用，對工程的安全性影響將不可避免。

另該區域內地下水埋藏較淺，普遍埋深0.5～2 m，且下伏湖積地層含鹽量高，加之該地區蒸發量大，年平均蒸發量達2143.6 mm，最大可達3377.6 mm。使得該地段毛細水迅速蒸發，地下水所含鹽則以晶體形式留于地表土當中形成鹽漬土。鹽漬土具有吸濕、膨脹、溶陷等危害，破壞路基的穩定性。

2 研究思路與方案構成

經上述分析初步認為：穿越風沙、鹽漬土地段的路基處理工程均十分艱巨，且穿越距離越長，建設難度越大，工程造價越高，是影響線路方案的主要因素。故應結合沿線風沙與鹽漬土等不良地質的分布情況，紙上定線確定各種可能的線路方案，并通過深入的現場調查和測繪，計算各方案的工程數量，以各方案工程經濟比較為主，以工程技術條件為決定因素，遴選主要方案并進行綜合比選最終確定推薦方案。方案研究構成如圖1所示。

3 方案的綜合比選

在擬定方案構成后，對各線路方案進行了紙上定線和現場調查，并通過采用現場測繪和利用“Global Mapper”全球高程數據地形圖繪制軟件進行了細致的分析比較，其結果表明：各方案完全繞避風沙地區和鹽漬土地段是不現實的，最佳的線路方案只能繞避絕大部分不良地質分布段落，在盡量控制工程投資的前提下，采取合理的防沙、治沙措施，使不良地質對線路的影響降低到最小程度。

基于上述分析，以初測資料為依據，對主要方案進行了同精度設計及工程經濟比選，并結合其他因素進行綜合分析。各方案線路走向如圖2所示。

從工程投資分析：CK方案雖線路長度最長，但由于地基處理工程、風沙防護工程較小，投資反而低于其他三方案。各方案主要技術經濟比較見表1。

從工程地質條件分析：CK方案繞避了大部分風沙嚴重地段及鹽漬土分布地段，而其他三方案均不同程度穿越鹽漬土地段及風沙嚴重地段，故CK方案工程安全性較其他三方案可靠。

從施工組織分析：CK方案較其他三方案距離公路較近，道路運輸方便。

綜上所述，CK方案雖線路長度較長，但工程總量小、工程安全性高，具有一定優勢，應予以采用。

4 結語

在風沙地區的線路方案研究工作中，要在深入分析各種影響因素的基礎上，確定主要和控制性影響因素；擬定方案研究層次與方案構成，不遺漏有價值的方案；進行深入細致的技術經濟比較與綜合分析，提出翔實的比選資料，結合各類工程設計、施工技術的最新發展情況，合理確定推薦方案。最終為項目的決策提供科學的依據，取得好的工作效果。

參考文獻

[1]中國計劃出版社鐵路線路設計規范[S].2006.

[2]蘭州鐵道設計院有限公司.新建鐵路吉蘭泰至查干德日斯線可行性研究.2012.