復雜地形地質條件下山地軌道項目的影響因素及對策探討

摘要：山地區域海拔較高、經濟落后，但旅游發展潛力巨大，通過山地軌道這種“快進慢游”交通工具，能夠更好地促進當地交通旅游融合發展，從而帶動山區經濟的全面發展。然而，山地軌道建設會遇到山地地形地質復雜、施工技術難度大、生態區域脆弱、客流運量不確定、投資風險大等問題。為了應對上述問題，從山地軌道項目建設中的生態平衡與保護、工程技術難題和投資風險等方面進行了探討，根據國內外山地軌道項目的成功經驗，提出了一些可行的解決辦法，以供項目決策和設計參考。

關鍵詞：復雜地形地質；山地軌道；投資風險；生態環境保護；綠色施工技術；多元投融；

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山地是指海拔在500 m以上、相對高差為200 m以上的高地，地形起伏大、地形陡峻、溝谷深切，大多呈脈狀分布^[1]。山地軌道是適應于山區旅游的新制式軌道交通，在旅游交通規劃中具有旅游發展潛力大、高效便捷、占地少、爬坡能力強、造價低等優勢。近年來，隨著山地軌道的不斷發展，其線路不可避免地穿越生態環境保護區和活動性斷裂帶，建設過程中也會遭遇泥石流、山體滑坡、崩塌等地質災害，以及突泥涌水、巖爆、圍巖大變形等工程技術難題^[2]，再加上客流量不確定性的投資風險、高額的后期運營成本和工程建設后的生態平衡風險，導致山地軌道項目投資存在極易虧損的情況。為應對項目建設和運營過程中的風險，本文針對影響山地軌道項目可行性的主要影響因素進行分析，結合國內外山地軌道項目成功的經驗，提出相應的應對策略，為后續山地軌道項目可行性規劃決策提供有益參考。

1影響山地軌道項目可行性的主要因素

1.1 易遭遇復雜地質與安全風險

國內外已開發的山地軌道線路大多穿越復雜山地地形及海拔1 500 m以上的山地區域，規劃區內普遍具有起伏較大、河谷深切、谷坡陡峻等特點^[3]。在線路穿越復雜山地地形，難以避免滑坡、崩塌、錯落、巖堆、泥石流、危巖落石等地質災害，將增加施工安全風險。沿線眾多高陡坡隧道、湍急河流架橋和復雜多變的水文地質條件將進一步增加施工難度。同時，沿線地質構造復雜，大多處于活動斷裂帶，構造作用強烈，褶皺構造發育。若線路穿越活動性斷裂帶，則會對后期運營增加極大的成本^[4]。

1.2易穿越生態敏感區

山地區域一般海拔高、低溫、氣候呈垂直分布，大部分區域屬于自然保護區的核心區和緩沖區，可建設用地面積小且分布零散。高海拔區域生態環境脆弱，環境承載力總體較低，容易受人為不當開發活動的影響而產生生態負面效應，為了考慮環境保護的要求，必然采取相應的生態保護措施，這不僅會對項目的建設進度產生影響，還會增加后期運營的風險和成本。同時，從國家政策和環評報告批復角度出發，山地軌道應避免穿越自然保護區、核心區等生態敏感區，這將會導致施工用地條件受限。在現場進行施工時，若環保管理不當，則極易對當地土地、植被、景點造成影響，同時由于山地地形復雜性，工程施工可能因暴雨、暴雪、大風等極端天氣影響而嚴重滯后^[5-6]。因此，在生態環境敏感度高且極端天氣頻發的山區建設山地軌道項目，如何做好現場環保管理工作，統籌考慮生態保護與項目建設推進也是不可忽視的一大難題。

1.3 易遭遇不確定性客流量帶來的投資風險

山地區域交通和經濟發展滯后，導致多功能旅游配套與教育、醫療衛生、文化體育、商業服務等公共配套服務設施不完善。再加上旅游產品單一，經營模式以個體經營及政府主導為主，當地旅游發展動能嚴重不足。

我國山地景區旅游現狀以特殊節假日游客爆增和單一交通方式為主，但游客流動的不確定性、景區交通調度不靈活、旅游區域自然風光惡化、政策和經濟環境變化等將會進一步導致客流量不穩定^[7]。若旅游市場客源供求關系惡化，則會演變成項目投資風險。

2復雜地形地質條件下的工程技術對策

2.1開展山區地質災害勘探、監測和評估工作

李鑒林^[8]、薛歡歡^[9]研究發現，山區斷裂活動是誘發滑坡、泥石流、崩塌等地質災害的主要因素。因此，山地軌道規劃的初期階段應著重對規劃區域活動斷裂帶加強勘探工作，通過激光雷達、InSAR、DEM等技術能夠有效勘探區域內活動斷裂層、滑坡災害、泥石流等地質災害情況。通過遙感衛星和地質雷達法、超前鉆探、取芯樣試驗、TSP法等綜合勘察方法，能夠詳細對沿線橋梁、隧道重點結構區段表生不良地質進行詳細勘探^[10-11]，之后對勘探地質災害點位進行分類統計，并開展地質災害危險性評估工作。

2.2穿越活動斷裂帶的處理對策

線路應繞避規劃區域活動斷裂帶，若難以繞避，則采用簡易工程以大角度通過。特殊結構、高墩柱、大跨橋梁不應跨越活動斷裂等，活動斷裂處結構應合理布設結構物、采取針對性防震減災措施。對于穿越大跨度地質活動斷裂帶橋梁結構，宜采用25 m或30 m整體性能好、易修復簡支預制箱梁結構，并在預制梁下端做好防落梁擋塊結構^[12]。對于穿越活動斷裂帶、斷層破碎帶為主的隧道，建議對單洞雙線隧道方案和單洞單線隧道方案進行綜合比選^[13]。進洞前，應及時施作抗滑樁、錨索框架梁、土釘墻等洞口防護工程；進洞后，應優先考慮在施工安全、運營防災疏散、地震等重大地質災害發生時的應急搶險方案。穿越砂土區域，應結合現場實際情況采用換填、沖擊碾壓、強夯、擠密等地基處理技術處理橋涵、路基，以消除或減輕地震液化帶來的危害^[14]。

2.3穿越重力不良地質的處理對策

對崩塌、滑坡、泥石流、危巖落石等重力不良地質，宜采取“避大治小、加強監測、地質災害排查”相結合的方式進行應對。對于嚴重影響結構和運營安全的巨型巖石、溝床縱坡陡峻地段、泥石流高頻易發區段，應以繞避為主，實在無法繞避的，應抬高線路高程并以深埋隧道通過^[15]。對無法繞避的局部零星危巖地段，應進行爆破、清除大塊孤石，并增設被動防護網、擋土墻等攔擋工程，同時隧道進出口應接長明洞^[16]。

跨越河勢不穩定且處于活動狀態的河流時，應對沿線泥石流溝逐一核查落實，有條件時應盡量避開；必須采用橋梁跨越時，應采用大孔跨跨越，并預留足夠的橋下凈空，并且泥石流溝溝心不應設置墩臺。對于河谷段落石風險較高的段落，建議采用抗沖擊能力較強的整體式實體墩。

2.4穿越復雜地形的處理對策

在線路穿越地形高差大、坡度陡、蜿蜒曲折河谷、山體厚等^[17]復雜地形段時，宜選擇較小半徑曲線繞避和大線路縱坡跨越上述復雜地形，并采用“輪軌+齒軌”的新制式軌道以應對傳統軌道車輛爬坡能力不足、增加線路過長的工程成本問題。同時，為確保列車在復雜地形中的安全性和舒適性，?山地軌道的最高設計行車速度為120 km/h?。一般要求輪軌段最大坡度不應大于4%，齒軌段最大坡度不應大于25%，動車組走行線的最大坡度不應大于4%，并且最小坡度段不宜連續采用^[18]。

3自然生態環境保護和平衡對策

3.1考慮環保敏感制約因素

在前期線路規劃過程中，盡可能繞避生態敏感區、飲用水源保護區和法律禁止的區域。若無法避免生態敏感區，應從水資源、大氣、振動噪聲、土地利用等方面的制約指標利用權重法篩選出對環境影響最小敏感擬走行交通廊道^[19]。線路穿越生態敏感區應優先考慮在既有交通廊道內選線，以盡量避免形成新的交通廊道，同時盡量采用綠色施工技術，從面而減小工程對原有環境的擾動和破壞。

3.2實施綠色施工技術

在施工過程中，應嚴格采用環評批復報告中提出的各種有效的環保、水土保持管理措施和綠色施工技術，減小施工和運營期間產生的噪聲、振動、大氣、水、固體廢物等污染物，緩解和控制其對環境的負面影響。敏感區內施工場地、棄渣場、施工便道等臨時工程的選址應符合環保要求。

橋梁施工宜采用綠色拼裝建造方式，除下部基礎及橋墩采用現澆方式，上部結構均采取預制、拼裝技術。在橋梁樁基施工時，應對泥漿池采用“循漿+分離+掩埋”的方式進行處理，防止泥漿外溢對周邊環境污染。隧道施工宜采用TBM法、礦山法、懸臂臂掘進機法等機械開挖方式掘進隧道，降低噪聲和振動對動物及環境的影響。隧道施工可能導致沿線部分地段地下水漏失，通過防水襯砌、限量排放、污水處理的形式，可以極大減少隧道涌水對環境的影響；隧道棄碴應在規定的棄渣場內棄渣，棄渣傾倒時控制好棄渣高度和壓實度，同時場區內采取霧炮、噴淋、排水溝等降塵措施。填方地段應盡量降低填高，路塹地段應盡量淺挖。各類開挖邊坡采取諸如雙排樁、預應力錨索等優化線位措施，降低邊坡高度，減少對不良地質及高邊坡的擾動，避免大開挖對環境造成不利影響^[20]。

3.3保障生態敏感區生態系統

為了保障生態系統的連續性和完整性，應建設野生動物生態通道。根據各生態敏感區的總體規劃和環評批復要求，生態敏感區內路基斷面設計、隧道洞口造型、橋梁跨度、橋臺形式等景觀造型與敏感區協調統一。工程建設期間，對國家保護性原生植被應按批準方案采取就地移栽保護等措施，保護原有自然生態環境平衡不被破壞。工程建設完后，應及時對取土場地或邊坡進行植被恢復，確保恢復的生態植被與原生植被群落類型基本一致。

3.4采用綠色環保旅游車輛

為減少運營期間對周邊環境影響和減小占地面積，結合車寬與速度的影響，其線間距宜設置3.3～3.4 m左右。列車宜采用“接觸軌+車載儲能”供電驅動方式，這種方式不僅使列車適應于長短距離和大小縱坡開行，也能夠減少了碳排放，降低對環境的污染^[21]。

4山地軌道項目投資風險對策

4.1精準預測中遠期客流量

客流量是影響山地軌道項目經濟效益的關鍵因素之一，為了降低投資決策風險，投資方需精準預測客流量。國內外常用的客流量預測法為四階段預測法，該方法從出行發生、出行分布、方式劃分、交通分配4個階段對客流量進行預測。但該方法未從經濟增長、人口變化趨勢、土地利用、項目建成后的誘增交通量、其他交通項目建成后的轉移客流量等對客流中遠期影響的延后因素考慮，會嚴重影響客流量預測的準確性^[22]，因此在客流量預測中，除了考慮當地歷史客流量數據、類似建成項目數據橫向比較外，在數學分析中還應對上述影響客流量預測的因素按照重要性賦以不同的權值方式來合理確定數學模型。

4.2嚴控建設與運營成本

從工程投資成本、減小用地、保護生態環境及和線路長度的角度考慮，線路應遵循“多用大縱坡和小半徑曲線繞避復雜山地地形及生態敏感區結合既有交通廊道”原則，多方案設計比較優化。以客流需求及客流量預測為依據，采用單雙線線路設計模式，能充分發揮單線成本低、雙線運量大的綜合優勢^[23]。

鑒于沿線地形復雜性，宜選用“齒軌+輪軌”混合驅動鐵路和配套的“齒軌+輪軌”混合驅動車輛。鑒于旅游交通的小客流特點和更好提供觀景視角，其車輛應盡量小型化、輕量化，列車外觀造型采用超大觀景窗的車體結構。同時，沿線隧道洞口、路基邊坡植被群落構建、橋梁墩臺選型、車站外觀設計等自然景觀觀光效果等均需結合旅游線路特色進行特殊設計。車輛內部宜采用高壓直流變頻空調，為游客提供更好的供氧環境。為減小列車在行車過程中的齒軌產生的躁聲和振動，應對齒軌配置潤滑系統和彈性原件^[24-25]。

4.3采取多元投融模式

山地軌道投資應建立以政府政策為主導、以當地旅游文化為背景、以游客量為載體的多元化投融的總體思路。根據當地政府的金融稅收優惠、沿線土地開發、股票和債券發行等鼓勵山地軌道建設投融資政策，降低融資和建設投資成本，將資產負債率控制在合理范圍內，從而降低債務風險^[26]。

在山地軌道線路建設過程中，應將周邊旅游文化與投資方企業文化相結合擴大項目附加收益。利用山地軌道沿線資源積極開發網紅打卡點、車站冠名權、車廂車體廣告、沿線酒店、山區康養、商鋪租賃、通信服務等其他高附加值新項目，同時為豐富旅游資源，積極同政府合作開發當地特色景點，給予游客更多如徒步、登山、攀巖、露營等戶外活動選擇，形成“吃住行娛購”一條鏈產業^[27]。各站點可以實行綜合開發，車站集商業服務業、銀行、超市等于一體，從而帶動山區經濟發展，形成良性互動。

運營期間依據建設和運營成本、市場接受度等因素，靈活自主確定票價。乘客可以自由選擇日票、月票、半價票、組合票等票種，從而平衡運營公司與乘客之間的利益關系。同時，建立便捷、高效的一體化交通換乘體系，落實火車站與山地軌道安檢互認，開拓“一張票、一次安檢、一次檢票”的新模式^[28]。為實現便捷、準時、高效的服務，運營公司還需建立高度智能化和自動化的指揮調度系統，嚴格按照時刻表運營，提升山地軌道的運輸能力和自動化水平，降低運營維護成本，提高自身服務質量^[29]。

4.4保護旅游資源環境

隨著游客增多，不加約束的旅游行為必然會對自然景觀和環境造成持久破壞。為了立足長遠，保護旅游資源環境，確保可持續投資收益，運營期間應主動加強對游客的環保教育宣傳，加強對旅游目的地氣候和水質變化的監測，主動采用環保可回收材料和清潔能源，減少對環境的影響，確保確保可持續投資收益。

5結論

本文結合山地軌道建設中的實際問題，分析了穿越復雜地形地質條件的山地軌道項目可行性的主要影響因素，針對生態保護與平衡風險、工程技術風險、投資風險等難點問題進行了研判探討，并得出以下結論。

（1）山地軌道項目在復雜山地地區規劃時，應著重從工程技術難度大、安全風險高、環保要求高、相對落后的經營環境和不確定客流量預測角度考慮。

（2）在應對復雜山地地形工程技術問題時，應加強地質災害勘探、監測和評估工作；針對穿越活動斷裂帶應采取相應抗震、防護和地基處理措施；針對重力不良地質和復雜地形，應采取小半徑曲線繞避和大線路縱坡形式繞避，無法繞避地段應采取加固措施，同時為增加乘客安全性和的舒適性，宜采用“輪軌+齒軌”的新制式軌道。

（3）在應對復雜山地地形生態環境環保與平衡問題時，線路應結合既有交通廊道與生態敏感區制約指標篩選出最小敏感擬走行交通廊道；在生態敏感區施工時應運用綠色施工技術減小對環境的影響，建設過程中還應采取措施保障生態敏感區生態系統的連續性和完整性；在運營期間宜采用綠色環保的旅游列車。

（4）在應對山地軌道投資風險問題時，客流量預測應選取合理模型對中遠期客流量進行精準預測；在建設過程中為嚴格控制建設與成本，宜采用大縱坡及小半徑曲線的方式減小線路長度并采用小型化、輕量化的“齒軌+輪軌”混合驅動車輛；為確保可持續投資收益，宜采用立足于政策的多元化投融模式、積極開拓適用于當地旅游文化的新業務和后期運營創新模式，并做好旅游資源的保護工作。

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