杭溫鐵路穿越高邊坡地段線路方案研究

李雨思

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063）

1 工程概況

杭州至溫州鐵路（簡稱杭溫鐵路）位于浙江省中東部，線路呈南北走向，北起杭州，南至溫州。途經杭州市桐廬縣，金華市浦江縣、義烏市、東陽市、磐安縣，臺州市仙居縣，溫州市永嘉縣等市縣。北端銜接商合杭鐵路、寧杭客專，中途連通杭黃鐵路、杭長客專，南端銜接溫福、福廈、廈深鐵路。杭溫鐵路為設計車速350km/h 的高速鐵路，是長三角高速鐵路網的重要組成部分，也是浙江省內實現杭州、金華和溫州三大都市圈一小時到達的最快捷通道，全長約331km，開通運營后，杭州、金華、臺州、溫州等地豐富的旅游資源將串聯成線，對完善區域路網布局，促進長三角城市群聯動發展具有重大意義[1]。杭溫鐵路杭州至義烏段自湖杭鐵路桐廬東站引出，經浦江縣巖頭鎮設浦江站，后接入杭溫鐵路義烏至溫州段，工程新設杭溫場，新建正線長度59.023km，橋隧比為94.52%。

2 主要控制因素概況

2.1 歷史文化名村、書畫村

線路選線時受相關歷史文化名村、書畫村落的控制，主要有：DK89+700 線路左側35m 處合塢村；DK91+400 線路左側300m 處黃方村；DK91+700 線 路右側150m 處廊家畈村；DK98+700 線路右側30m 處大嶺村；DK99+600 線路左側200m 處劉笙村；DK98+700線路右側30m 處大嶺村[2]。

2.2 高壓走廊

DK91+825 與1000kV 安蘭二號線采用隧道形式交叉，321 號塔距線位36.7m，塔高78.4m，隧道埋深1m。

DK91+960 與1000kV 安蘭一號線采用隧道形式交叉，321 號塔位于線路右側69m，塔高75m，隧道埋深30m。

DK92+030 與500kV 江昇5839、5840 線采用隧道形式交叉，84 號塔距線位23.6m，塔高66.2m，隧道埋深50m。

線路需盡可能避免拆遷上述高壓塔，以降低工程實施難度。

2.3 河流

DK91+400—DK91+500 線路跨越壺源江，交叉處壺源江水域寬70m，采用（40+56+40）m 連續梁跨越，壺源江屬于西水東調工程。

2.4 水庫

DK98+600 左側170m 處為力源水庫，為小（二）型水庫，壩頂標高174.8m，壩長51m，壩高12m，匯水面積0.48km2，主要功能為灌溉兼養殖。

DK100+750 左側143m 處為雙溪水庫，為小（二）型水庫，壩頂標高151.5m；壩長50m，壩高11m，匯水面積0.17km2，主要功能為灌溉兼養殖。

根據浙江省地方標準《小型水庫管理規程》（DB33/T 2214—2019），小型水庫保護范圍為：小（二）型水庫攔水壩坡腳50m 內以及大壩背水坡坡腳以外15m 內的地帶，溢洪道下游管理范圍至放水隧洞出口處。保護范圍內不允許新建建筑物。

3 線路方案比選

3.1 方案說明

根據以上控制因素和地形地貌情況，針對DK98+614—DK98+632 段大嶺大橋左側1 號、2 號墩臺，DK98+820—DK98+860 段大嶺大橋右側8 號墩至義烏臺，DK99+530—DK99+560 段劉笙大橋2 號、3 號墩右側這3 處高邊坡處理措施，研究邊坡防護方案、抬高縱斷面增大橋跨方案、局部繞避方案，具體情況如下：

方案I：邊坡防護方案。

線路自方案比較起點DK94+500 引出，向南跨越壺源江，以隧道下穿高壓走廊，之后以6.4km 長隧道通過浦江北部山區丘陵地帶，并于大嶺村東側出隧道，之后線路繼續向南西側繞避力源水庫、雙溪水庫后至比較終點DK102+340，線路長7.840km。

在DK98+614—DK98+632 段大嶺大橋左側1 號、2號墩臺邊坡表層分布1～3m 的硬塑狀粉質黏土，基巖為變質砂巖，強風化厚約6m。邊坡最高63m，設計采用樁板墻支擋結合邊坡錨索格梁等措施進行邊坡防護。在DK98+820—DK98+860 段大嶺大橋右側8 號墩至義烏臺邊坡表層分布1～6m 的硬塑狀粉質黏土，基巖為變質砂巖，強風化厚約3～4m，其右側邊坡為順層，巖層產狀340°∠55°，橫向視傾角15°，邊坡最高83m，采用兩排錨固樁結合邊坡錨索格梁等措施進行邊坡防護。大嶺大橋8 號至義烏臺邊坡防護，如圖1所示。

DK99+530—DK99+560 段劉笙大橋2 號、3 號墩右側邊坡表層分布1～2m 的硬塑狀粉質黏土及全風化層，基巖為變質砂巖，強風化厚約4～5m，其右側邊坡為順層，巖層產狀358°∠56°，橫向視傾角35.88°，邊坡最高71m，采用兩排錨固樁結合邊坡錨索格梁等措施進行防護。劉笙大橋2 號、3 號墩邊坡防護，如圖2 所示。

圖2 劉笙大橋2 號、3 號墩邊坡防護圖

方案II：抬高縱斷面，加大橋跨方案。

該方案平面與方案I 一致，在其基礎上抬高DK94+500—DK101+400 段縱斷面。DK98+600—DK99+600 段較方案I 抬高約17.0m，并將三處鄰近高邊坡地段橋梁跨度由施工圖方案中32m 簡支梁分別調整為60m+60mT 構、（70+120+70）m 連續梁、（48+80+48）m 連續梁。

方案III：局部繞避方案。

該方案線路平面在方案I 的基礎上，于DK95+500處向線路左側加入曲線偏轉，再增加兩處半徑為7000m 的曲線繞避高邊坡。平面調整范圍：DK95+500—DK102+340，調整長度7.84km。

該方案前山一號隧道DK99+100、DK99+400 附近存在洞身淺埋，該里程處軌面以上高度小于8m，隧道即將露頭，擬采取護拱反壓暗挖處理，工程實施難度較大。前山一號隧道DK99+400 處擬采取處理方案，如圖3 所示。

圖3 前山一號隧道DK99+400 擬采取處理方案

徐地塢隧道DK100+340、DK100+760 附近均存在洞身淺埋段，該里程處軌面標高約158.9m，隧道中線處地面標高約170m，存在露頭可能，需采取護拱暗挖或明挖處理，工程實施條件較差。徐地塢隧道DK100+350 附近淺埋段擬采取處理措施，如圖4 所示。

圖4 徐地塢隧道DK100+350 附近淺埋段擬采取處理措施

3.2 方案比較

3.2.1 從線路平縱斷面特征方面分析

平面線型方面，方案I、方案II 較順直，線型較好，運營期間旅客乘車舒適度較好。方案III 在線路DK95+500—DK102+340 段存在連續小曲線半徑（R=7000m）或小偏角曲線（偏角a=4°22′27″），圓曲線及夾直線長度設置也較為緊張，僅剛好滿足規范要求的0.8V 的長度要求（332m、294m、316m、306m），該方案平面線型較差，運營期間旅客乘車舒適度較差。

縱斷面坡度方面，方案I 坡度少，綜合坡度較緩，行車舒適度較好，運營最為節能、經濟。

3.2.2 從隧道工程方面分析

隧道長度：較方案I，方案II 隧道長度減少128m，方案III 長度增加233m。

隧道圍巖：方案I 隧道圍巖等級最好，方案II 最差，圍巖統計，如表1 所示。

表1 主要隧道圍巖統計表

運營條件：反向曲線隧道的維修養護比同向曲線隧道更為復雜，列車運行平穩性也較同向曲線差。方案III 金臺尖隧道位于反向曲線上，施工、運營、養護等工作條件不如方案I、方案II 同向曲線隧道。

3.2.3 從工程投資方面分析

比較范圍內，方案I 線路長度7.840km，主要工程（變化部分）靜態投資4.710 億元，方案II 線路長度7.840km，靜態投資4.985 億元，方案III 線路長度7.843km，靜態投資4.627 億元。綜上分析，方案III 工程投資最省，較方案I、方案II 投資分別減少830 萬元和3580 萬元。

3.3 推薦意見

方案I 未繞避高邊坡，因此設計采用樁板墻支擋結合邊坡錨索格梁等措施進行邊坡防護，以消除邊坡溜塌的風險。方案II 抬高縱斷面并增大橋跨，雖能消除邊坡溜塌對鐵路安全造成的風險，但工程投資最大。方案III 局部繞避方案，能避開高邊坡，工程投資最省，但前山一號隧道DK99+100、DK99+400 附近存在洞身淺埋，軌面以上高度小于8m，隧道即將露頭，擬采取護拱反壓暗挖處理，同時金臺尖隧道位于反向曲線上，隧道的維修養護比同向曲線隧道更為復雜，列車運行平穩性較同向曲線隧道更差[3]。

綜上所述，三個方案采取不同的措施，均能不同程度上消除高邊坡對鐵路安全的影響。方案III 雖然平面線型較差，旅客舒適度較差，但局部繞避方案能消除邊坡溜塌對鐵路安全的影響，且工程投資最省，因此，此次比選推薦局部繞避方案。

4 結語

文章對杭溫鐵路杭州至義烏段穿越高邊坡地段線路方案開展研究，通過對沿線山體進行多手段的勘察，提出邊坡防護方案、抬高縱斷面，加大橋跨方案和局部繞避方案，并對三個方案下山體的處理難易程度和費用、工程投資等方面進行分析。通過多層次的比選分析，最終推薦能更大程度消除邊坡溜塌影響、投資較省的局部繞避方案。隨著我國山區鐵路的不斷修建，在設計階段中盡量消除高邊坡對鐵路安全的影響，可以降低鐵路運營階段的安全風險，減少養護維修成本，保證高速鐵路的正常運營。