長昆客運專線(湖南段)綜合選線設計研究

樊志敏

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司線站處，天津　300142)

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長昆客運專線(湖南段)綜合選線設計研究

樊志敏

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司線站處，天津300142)

摘要:長昆客運專線湖南段是國家“四縱四橫”客運專線滬昆客專的一部分，沿線所經區域環境敏感點多，地形、地質困難，巖溶、地下水系發育，選線設計方案復雜。通過對長昆客運專線湖南段選線設計中一些典型選線案例進行分析及施工運營驗證，線路方案設計滿足規劃要求，同時防范重大工程風險、滿足環保要求，做到工程經濟合理。提出選線設計應符合通道內路網規劃、功能定位，遵循環保選線、地質選線、規劃選線、經濟選線等綜合選線理念，重視施工運營安全。

關鍵詞:長昆客運專線;線路方案;選線;理念

1　項目概況

長沙至昆明客運專線是滬昆客運專線的西段，自東向西貫通湖南、貴州、云南三省，線路全長1 187.07 km。湖南段東起杭長客專長沙南站至湘黔界，正線長度413.939 km;全線共設長沙南(不含)、湘潭北、韶山南、婁底南、邵陽北、新化南、溆浦南、懷化南、芷江北、新晃西9座車站;橋梁153.593 km，隧道191.934 km，橋隧比83.47%。

本項目是國家“四縱四橫”客運專線網的重要組成部分，是我國鐵路網主骨架中的橫向通道之一，是長三角、珠三角等沿海經濟發達地區向西南內陸地區進行經濟輻射的主要軸線，是云南、貴州等西南地區通往東中部地區的必經之路，主要承擔攀西及川南地區、云南、貴州地區與中東部地區，包括中南、華東、華北等地的客貨交流。

線路所經區域總體地勢西高東低，明顯向東傾斜，自東向西依次經過湘中低山丘陵區(為長沙、婁底、邵陽、新化一帶，總體地勢較平緩，地形起伏不大，切割較淺，河溪較發育)、湘西中低山區(為新化至懷化一帶，穿越雪峰山地段，中山地貌景觀，山體高大，峰巒重疊，河流縱橫切割劇烈，河谷幽深，河床坡度較大，灘潭相間，為“V”形河谷)、湘西—黔東低山丘陵區(為懷化、新晃、玉屏一帶，水網密布，溝谷發育，地表破碎)。本線所經地區域地形、地質復雜，巖溶、地下暗河發育，滑坡、礦區、采空區、自然保護區、風景名勝區、軍事禁區等控制線路因素多，做好綜合選線對本項目意義重大。

2　長昆客運專線(湖南段)選線設計

線路選線過程中嚴格貫徹“路網選線、環保選線、規劃選線、地質選線、工程經濟選線”等綜合選線理念。線路走向盡量繞避環境敏感區，力求鐵路建設與自然環境高度和諧，實現可持續發展;查明沿線地質情況，對采空區、極發育巖溶等重大不良地質區域進行繞避，合理規避重大工程風險;對一般地質不良地段采取技術手段減小其影響和危害;對重點工程、控制工程優先進行選址，并進行多方案比選，以減少重點工程和合理控制橋隧比例。做到項目經濟效益、社會效益和環境資源效益相統一，綜合效益最大化。

2.1路網選線

長昆客運專線屬我國《綜合交通網中長期發展規劃》中“五縱五橫”綜合運輸大通道——滬昆通道的一部分，線路選線設計首先應符合國家路網整體戰略定位，承擔沿線大中城市旅客交流，并滿足向地區級城市輻射的條件。另外作為國家客運干線，線路走向宜以順直為主要選線原則。因此線路選線設計要統籌區域內既有、規劃路網情況及沿線經濟發展的近、遠期的關系，做到線路走向方案在既要滿足路網中布局合理，又要符合鐵路的合理吸引范圍。

路網選線案例:長昆客運專線經婁底、邵陽方案和經婁底、新化方案。項目預可、可研設計階段分別對兩大系列方案從吸引客流、區域相關路網完善及區域地質情況等方面進行了詳細論證。詳見圖1。

經婁底、邵陽方案，線路展長23.61 km，列車走行時分增加4.5 min，投資增加19.6億元，區域路網吸引客運量水平較低，無法解決新化、冷水江、漣源的旅客出行問題。經婁底、新化取直方案，線路順直、投資省，且邵陽客流可通過婁邵線提速改造并修建婁底南聯絡線實現跨線運行。另外，本方案可實現本線與懷邵衡、婁邵線組成婁底—懷化—邵陽三角形區域鐵路網，覆蓋面廣，吸引客流量大，優勢明顯，論證后推薦經婁底、新化取直方案。最終實施完成的線路方案為經婁底、新化取直方案，同時婁底南聯絡線、婁邵技改鐵路、懷邵衡鐵路項目也在施工中。

2.2環保選線

為實現鐵路建設與環境保護的協調發展，必須堅持貫徹“環保選線”。鐵路工程對環境的影響主要表現在:鐵路工程施工期和運營期產生的污染及工程修建對周圍產生的景觀和生態破壞。一般情況下，鐵路工程對周圍環境產生的污染和破壞有的可以在工程設計和施工中采取相應的環保措施來解決，有的則可以在工程設計選線階段解決，選線階段解決不但可以節省工程投資，而且可以加快設計步驟，保護沿線環境，避免和國家法律法規相沖突，提高選線的質量和水平。

圖1　湖南省城鎮體系分布

2.2.1線路經過風景名勝區和自然保護區選線設計

《中華人民共和國自然保護區條例》明確規定:“在自然保護區的核心區和緩沖區內，不得建設任何生產設施。在自然保護區的實驗區內，不得建設污染環境、破壞資源或者景觀的生產設施”。

線路選線遇到上述保護區時，首先應落實保護區范圍，一般情況下線路選線時應繞避自然保護區和風景名勝區。當線路確實無法繞避時，首先應考慮線路繞避它的核心區和緩沖區部分，由于技術條件限制繞避方案引起工程投資巨大或與地方規劃嚴重不符時，可考慮實驗區內以橋梁、長隧道形式通過，但必須通過環保部門的批準，在研究線路方案時應該特別注意。

選線案例:長昆客運專線湖南段地處湘中、湘西地區，區域內分布有國家級、省級和縣級自然保護區、地質公園等。選線設計中通過環保選線，繞避了韶山國家級風景名勝區、龍山國家森林公園、虎形山—花瑤省級風景名勝區以及三道坑省級自然保護區共計4處環境敏感區。

由于線路走向、地形地質、站位規劃等原因，經過多方案比選，在冷水江境內采用長隧道穿大乘山省級風景名勝區的方案，在懷化市境內采用了長隧道穿康龍省級保護區緩沖區方案。前期選線設計中經過多次向相關部門匯報，及時穩定了線路方案。湖南省建設廳和湖南省林業廳對本工程2處穿越風景名勝區和自然保護區的方案進行了批復。

2.2.2線路經過水源保護區選線設計

《中華人民共和國水污染防治法》第二十條、第二十七條規定:“禁止在生活飲用水地表水源一級保護區內新建、擴建與供水設施和保護水源無關的建設項目”，“在生活飲用水源地、風景名勝區水體、重要漁業水體和其他特殊經濟文化價值水體的保護區內，不得新建排污口”。因此選線設計選擇跨越河流的橋位和設置車站時，應盡量避免穿越水源保護區，同時考慮水源保護區的取水點位置，減少對水源的影響。若線路改變投資增加較大，或者車站改變影響全線車流組織時，則應考慮改變集中式取水口位置。

選線案例:長昆客運專線(湖南段)沿線水源保護區共3處，分別為長沙市湘江飲用水源保護區、白馬水庫飲用水源保護區、資江飲用水源保護區。

根據線路選線應首選繞避水源保護區的原則，選線過程中對白馬水庫飲用水源保護區進行了繞避。對于線路不能繞避的水源保護區，應有充分依據，通過加強環境保護措施，降低影響程度。

本線以橋梁形式跨越湘江飲用水二級保護區、資江飲用水二級保護區。由于2處飲用水源保護區范圍基本呈南北走向，飲用水源保護區范圍較長，而本線為東西走向，線路方案無法繞避2處水源二級保護區，設計過程中多次向長沙市、冷水江市匯報線路設計方案，得到了政府主管部門的批準。本工程為客運專線，開行密閉的動車組，運營期不會對水質產生影響，工程對水源保護區的主要影響為施工期的橋梁基礎施工，通過優化橋梁設計及施工方案，采取有效的環保措施減輕工程對水質的影響，保障了施工期間下游居民飲水的安全。

2.2.3線路經過文教區及大規模的居民住宅區等敏感點的選線設計

《中華人民共和國噪聲污染防治法》第三十六條、第三十九條規定:“建設經過已有的噪聲敏感建筑物集中區域的鐵路、公路和城市高架、輕軌道路，有可能造成環境噪聲污染的，應當設置聲屏障或者采取其他有效的控制環境噪聲污染的措施”，“穿越城市居民區、文教區的鐵路，因鐵路機車運行造成環境噪聲污染的，當地城市人民政府應當組織鐵路部門和其他有關部門，制定減輕環境噪聲污染的規劃。鐵路部門和其他有關部門應該按照規劃的要求，采取有效措施，減輕環境噪聲污染”。對穿越文教區及大規模的居民住宅區等敏感點的鐵路，若采取整體搬遷，投資費用巨大;采用修建聲屏障等其他降噪措施，遺留環境污染后患，如電磁污染和振動污染，不利于后期的運營管理。

長昆客運專線選線過程中盡量避免穿越密集的居民住宅區、學校、醫院等環境敏感點，對于地方規劃控制等原因無法繞避環境敏感點區域方案均進行了認真研究，并對線路改線增加的投資和噪聲治理的投資進行經濟、技術比較后確定了合理的線路方案。

2.2.4生態環境敏感區的選線設計

長昆客運專線沿線巖溶發育地區地下水發育，暗河、溶洞、泉眼常見，另外匯集山頂自然水用于灌溉的塘壩也比較多，工程施工會造成隧道漏水、改變地下水徑流，甚至泉眼干涸和地表塌陷，給隧道頂部及附近居民生產、生活帶來很大影響。在選線設計中，對于生態敏感區，應首先分析區域環境、地質情況，考慮繞避環境生態敏感區域，對于無法繞避的區域，設計過程中應重視生態恢復，從工程上考慮相應措施，并制定相關的施工應急預案，對居民的生產、生活用水予以經費補償，同時重視環境影響后的評估，及時解決環境隱患。

長昆客運專線選線設計綜合考慮了全線生態環境敏感點，對于富水區的長、大隧道設計考慮了防、堵水措施，另外對于施工易引起失水的隧道頂部的塘壩、泉眼考慮了經費補償。

2.3規劃選線

鐵路經過較大經濟據點時應綜合考慮影響范圍內城鎮布局、旅游人文景點資源分布、相鄰路網、既有車站布局、城市規劃發展方向等因素，在不影響人文旅游景點的前提下，結合城市規劃運輸組織需求，滿足城市發展規劃要求，做好線路選線設計工作。

選線案例:長昆客運專線引入婁底地區方案。

引入地區方案首先考慮充分利用既有設施，方便旅客換乘，研究了新建車站與既有線客運站并站設置方案;其次對引入既有車站與地方規劃干擾較大，應著重考慮地方發展規劃要求新建車站方案，減少對城市建成區的影響。長昆客運專線引入婁底地區方案，對于引入既有婁底站方案進行了詳細論證，引入既有站方案拆遷量巨大，同時由于婁底市區內地勢西南高，客專引入既有站，需在城市建成區局部段落拉槽通過，對城市切割嚴重，景觀不佳，對城市規劃干擾較大，地方政府也反對此方案;對于新建車站方案結合婁底市城市規劃向南發展的思路，充分利用城市配套工程、最大程度吸引周邊區域客流的原則，新建婁底南站選擇在規劃外環公路內側，場地開闊，與城市主發展方向一致，符合城市發展規劃要求，且周邊公路交通便捷，有利于吸引婁底市及周邊區域客流。

2.4工程地質選線

(1)工程地質選線設計必須遵循安全第一、預防為主、綜合治理的方針

對地下暗河、巖溶、采空區等地質特別復雜的地段，在項目可行性研究前，應進行地質加深專項工作，在大范圍內核查落實，核實區域內工程地質、水文地質條件，以地質加深結論為基準，倚重地質選線，在項目前期研究階段確定合理的選線區域，避免后期因重大地質原因造成線路方案反復，影響建設工期。

選線案例:長昆客運專線懷化北、懷化南設站方案

本段影響線路方案安全的主要控制因素為暗河發育區和鴨咀巖鄉煤礦。其中暗河發育區位于懷化市東北側。巖溶水多集中在350 m以下排泄至地表，高程350～500 m為巖溶水徑流區，高程500 m以上為巖溶水補給區;鴨咀巖鄉煤礦位于懷化市鶴城區鴨嘴巖鎮，周圍還有開采不規范的小煤窯，已于1998年全部停產。

選線設計中懷化北設站方案站位地勢開闊，建設條件最好，對懷化市區規劃影響最小，懷化市政府傾向于該方案，但受暗河發育區及采空區影響，安全風險較大。懷化南設站方案所經區域地質條件較好，線路順直，地方政府也要求在充分論證懷化北設站方案安全風險后，同意采用懷化南設站方案。

經充分研究比選，懷化北設站方案需要以15.44 km的長大隧道穿過暗河發育區，施工風險最大，工程安全性差，方案的可行性較差，另外沿線存在多處亂采亂挖煤礦區域，工程可控性也較差;懷化南設站方案線路最為順直，拆遷量小，工程風險小且易于實施，投資最省，與城市建成區及規劃區干擾小，基本符合城市的發展需求，因此懷化南設站方案在技術選線方面和工程的可行性方面優勢明顯，施工方案推薦了懷化南設站方案。

(2)重大工程優先選址

在復雜地質環境條件下的山區選線，在首先進行多方案比選確定重大橋梁、隧道工程的位置處于優勢工程地質、水文地質、環境地質的前提下，再進行兩端連接線路的綜合性技術經濟比選，避免重大工程一旦存在難以克服的工程地質問題時，再重新選址確定線路方案的弊端，有利于減少勘察設計反復，縮短設計周期。

跨越大江、大河的技術復雜的特大橋應以橋位來控制線位，應在滿足通航條件的前提下，結合國家、地方規劃選擇合理橋位，有條件首選與地方公(鐵)合建，充分利用寶貴的江、河橋位資源，降低鐵路工程投資。

選線案例:本線跨越湘江方案，湘江是長沙市的母親河，規劃為二級航道，預可、可研階段遵循重大工程優先選址的原則，結合跨越湘江的可能橋位，與地方航道管理部門、規劃部門進行充分對接，確定了興馬州橋位I方案，及時穩定了橋位兩端連接方案，縮短了項目設計周期。

2.5工程經濟選線

工程經濟選線應從工程設施角度，基于系統工程思想，對線路位置工程類型選擇提出局部改善或優化建議。線路選線設計應在研究范圍內工程地質資料基礎上，從工程技術經濟及風險控制角度，提出適宜工程設置的建議。針對特殊地質地形條件，從工程技術經濟以及風險控制角度提出工程方案比選的建議和意見。如在地面比較陡的線路設計中線路平面位置是否得當對工程影響很大，要選出最佳方案，需要選取代表性橫斷面進行選線設計，從而確保工程安全及投資最省。

選線案例:溆浦南站站位方案局部優化

根據線路走向，結合沿線地形、地質條件，溆浦南站設置在溆浦縣中部北斗溪鄉，車站沿線大部分為高山區，地面橫坡陡峭，站位條件極差，為滿足設站長度，結合現場復雜地形研究了溆浦南高站位方案和溆浦南低站位方案。其中低站位方案小里程端咽喉區需布置道岔梁，但是大段落橋梁高度低，占地省，工程投資相對較低;高站位方案，咽喉區可避免道岔梁，但是部分段落地面橫坡陡峭，邊坡穩定性差，設計不確定因素多，施工難度大，存在一定的安全隱患。最終施工推薦了溆浦南低站位方案。

3　結論

隨著社會經濟的發展，科技能力的提升，鐵路選線設計理念也有了很大的變化，鐵路選線設計應該綜合區域路網布局、城市規劃、環保、地質、工程經濟等多方面因素，對工程安全性、可實施性、經濟合理性進行綜合比選，推薦出社會認可度比較高的方案。長昆客運專線(湖南段)選線設計中很好地貫徹了“路網選線、環保選線、規劃選線、工程地質、工程經濟”等綜合選線理念，線路方案設計做到了符合規劃要求、防范了重大工程風險、保護了環境，同時做到了工程經濟合理，對山區相似項目選線設計具有借鑒作用。

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Comprehensive Route Selection Design for Changsha－Kunming Dedicated Passenger Railway Line (Hunan Section)

FAN Zhi-min
(Track，Station and Hub Design Department，The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation，Tianjin 300142，China)

Abstract:Changsha－Kunming Dedicated Passenger Railway Line in Hunan is one part of Shanghai－Kunming dedicated passenger railway line in the domestic railway system of four east-west lines and four north-south lines.There are many environmental sensitive points along the line with complicated topographical and geological conditions and developed karst and ground water，which poses challenges to route selection.The analysis of some typical cases in route selection and the demonstration of construction and operation of Changsha－Kunming dedicated passenger railway line in Hunan prove that thebook=12,ebook=15route selection design satisfies the requirement of planning，serves to prevent major project risks，meet environmental requirements and make the project economical and reasonable.The proposed route selection design is expected to comply with the comprehensive concepts to address corridor network planning，functional positioning，environmental protection，geological and economic conditions and safety in construction and operation.

Key words:Changsha－Kunming Dedicated Passenger Railway Line; Route scheme; Route selection; Concept

作者簡介:樊志敏(1983—)，男，工程師，E-mail:56626785@ qq.com。

收稿日期:2015-09-23;修回日期:2015-11-17

文章編號:1004-2954(2016) 03-0011-05

中圖分類號:U238; U212.32

文獻標識碼:A

DOI:10.13238/j.issn.1004－2954.2016.03.003