李　偉

(沈陽(yáng)鐵道勘察設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧沈陽(yáng)　110013)

1　項(xiàng)目概況和特點(diǎn)

1.1　項(xiàng)目概況

錦承線起自遼寧省錦州市，向北經(jīng)義縣折向西至朝陽(yáng)，經(jīng)葉柏壽向南至河北省承德，與京承、京通、高新、大鄭和沈山線相通，是遼寧西部路網(wǎng)干線之一，可與東北三省、內(nèi)蒙古東部以及關(guān)內(nèi)各地區(qū)進(jìn)行客貨交流，是東北地區(qū)進(jìn)京的輔助通道以及東北與關(guān)內(nèi)聯(lián)系的重要通道，同時(shí)也是蒙東煤炭外運(yùn)至遼寧的主要通道之一。義縣至葉柏壽鐵路位于錦承線上，地處遼寧省西部，途徑錦州和朝陽(yáng)兩個(gè)地級(jí)市及其所轄區(qū)縣，全長(zhǎng)173.38 km。據(jù)記載，錦承線于1921年4月開工修建，1936年6月全線開通運(yùn)營(yíng)，全長(zhǎng)436 km，其中錦州至葉柏壽段222 km。解放戰(zhàn)爭(zhēng)中受破壞嚴(yán)重，1953年1月1日錦承線正式營(yíng)業(yè)。1961年進(jìn)行過局部改線落坡工程。既有義縣至葉柏壽段技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，為Ⅱ級(jí)單線鐵路，最大坡度為22.1‰，牽引質(zhì)量1 800 t，到發(fā)線有效長(zhǎng)550 m，最小曲線半徑300 m。大坡度、小半徑、過低的牽引質(zhì)量嚴(yán)重地制約了沿線地區(qū)的資源開發(fā)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此該段線路實(shí)施復(fù)線能力加強(qiáng)勢(shì)在必行。

1.2　項(xiàng)目特點(diǎn)

本線目前為單線，既有限制區(qū)間通過能力為33.5對(duì)，目前開行客車9對(duì)、貨物列車19對(duì)，能力利用率已經(jīng)達(dá)到94.3%。既有線路標(biāo)準(zhǔn)低，小半徑曲線較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，800 m以下的曲線有140個(gè)，總長(zhǎng)49.1 km，小半徑曲線長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)的28.34%；既有線坡度大，i>6‰的坡段長(zhǎng)84.06 km，占線路總長(zhǎng)的48.5%；車站到發(fā)線有效長(zhǎng)為550 m，由于到發(fā)線較短，本線重載列車只能在車站通過或壓道岔作業(yè)，既有橋、隧大部分為日偽時(shí)期建造，鋼梁橋剛度不滿足要求，淺基礎(chǔ)，橋涵泄洪能力不足，隧道局部限界不滿足要求，漏水嚴(yán)重，襯砌破損，危及行車安全。

線路經(jīng)過地段位于遼西低山丘陵區(qū)，次級(jí)地貌單元有丘間寬谷、河流階地、剝蝕低山丘陵，地勢(shì)西高東低，地勢(shì)起伏較大，相對(duì)高差為0～150 m，沿線地層普遍被第四系覆蓋，河流階地及河漫灘為第四系沖積、洪積、坡積黃土，黏性土，粉土，淤泥質(zhì)土，砂類土及碎石類土。沿線不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有：崩塌、落石、泥石流、采空區(qū)、水庫(kù)坍岸、滑坡及不穩(wěn)定斜坡等。

朝陽(yáng)市山川壯美、名勝薈萃。古樸蒼茫的山川地理孕育了集山、水、林、泉、瀑、峽、洞為一體的壯麗自然景觀，構(gòu)成了20多處風(fēng)景名勝區(qū)，沿線經(jīng)過6處化石自然保護(hù)區(qū)、5處水源地、多處文物遺址及大面積采空區(qū)。

2　主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

根據(jù)調(diào)查，近期區(qū)段貨流密度上行4 020萬(wàn)t，下行2 445萬(wàn)t；開行旅客列車7對(duì)，結(jié)合本線在路網(wǎng)中的功能與定位，本線鐵路等級(jí)定為Ⅰ級(jí)、雙線；考慮到本線客流較小且京沈客專正在籌劃當(dāng)中，因此設(shè)計(jì)行車速度采用120 km/h；限制坡度采用6‰，電力牽引5 000 t，到發(fā)線有效長(zhǎng)度按1 050 m設(shè)計(jì)。

圖1　北票南地區(qū)方案研究示意

3　主要設(shè)計(jì)原則

本項(xiàng)目為既有線能力加強(qiáng)改造工程，因此設(shè)計(jì)上要充分利用既有線，并對(duì)所利用部分的軌道進(jìn)行加強(qiáng)，包括換軌、換枕、補(bǔ)充碎石。本線上行方向?yàn)橹剀嚕鼋ǘ€主要應(yīng)選擇在重車方向。沿線經(jīng)過大量的自然保護(hù)區(qū)、水源地、風(fēng)景名勝區(qū)，為減少水土流失，保護(hù)自然環(huán)境，取、棄土場(chǎng)的位置要避開上述地點(diǎn)，并盡量縮短取、棄土的運(yùn)距，以降低工程投資。本著強(qiáng)本簡(jiǎn)末、以人為本的原則，鐵路與公路的交叉全部采用立交，并滿足村民及城鎮(zhèn)總體規(guī)劃。

4　主要工點(diǎn)的選線

本線地形較為復(fù)雜，在設(shè)計(jì)中涉及到了橫斷面選線、地質(zhì)選線、左右線位置比選、樞紐方案比選、新建雙線與新增二線單繞方案比選等，其中以北票南地區(qū)樞紐方案比選及葉柏壽地區(qū)繞避采空區(qū)方案比選較為復(fù)雜。

4.1　北票南地區(qū)樞紐方案研究

(1)既有概況

北票南站是錦承線上的中間站，也是北票支線的接軌站，位于白石水庫(kù)保護(hù)區(qū)內(nèi)，按環(huán)評(píng)要求該站應(yīng)封閉。北票支線起始于北票南站，止于北票站，全長(zhǎng)13.4 km。設(shè)計(jì)研究了北票支線下穿疏解方案和北票支線中穿疏解方案(如圖1所示)。

(2)北票支線下穿疏解方案

錦承線：線路自CK94+300雙線并行向西至CVK95+850設(shè)北票南線路所，在CVK96+800和CVK97+588分別跨越大凌河和既有錦承線后折向西南，在既有線右側(cè)傍山前行至CVK98+800設(shè)北票西線路所，出北票西線路所后折向南至比選方案終點(diǎn)CK99+600。

北票支線：自北票南線路所(錦承線CVK95+800)18號(hào)道岔側(cè)向引出，與改建后的錦承線并行350 m后，以550 m半徑折向北，在分別跨越大凌河、下穿改建錦承線和上跨既有錦承線后，至BCK3+400設(shè)大老虎溝線路所(比選方案終點(diǎn))。

聯(lián)絡(luò)線：自北票西線路所(錦承線CVK98+800)18號(hào)道岔側(cè)向引出后，沿既有錦承線向東前行，以550 m半徑折向北，在BLCK1+383處下穿新建錦承線后，與北票支線并行至大老虎溝線路所(BCK3+400)。

(3)北票支線中穿疏解方案

錦承線：線路左線自CK94+300起，以800 m半徑折向西北至CK95+550設(shè)北票南線路所，于CK96+300跨越大凌河后折向西南，沿既有線向西前進(jìn)至CK98+450設(shè)北票西線路所，出北票西線路所后折向南至比選終點(diǎn)CK99+600。右線自CK94+300，以800 m半徑折向西至CK95+550設(shè)北票南線路所，在分別跨越大凌河和既有錦承線后折向西南，于既有線右側(cè)傍山前行至CK98+450設(shè)北票西線路所，出北票西線路所后折向南至比選終CK99+600。

北票支線：由北票南線路所(錦承線CK95+500)18號(hào)道岔側(cè)向引出，與新建錦承線并行350 m后，以550 m半徑折向北，在分別跨越大凌河、下穿新建錦承線和上跨既有錦承線后，至BCK3+400設(shè)大老虎溝線路所(比選終點(diǎn))。

聯(lián)絡(luò)線：由北票西線路所(錦承線CK98+450)18號(hào)道岔側(cè)向引出，沿既有線向西前行，以550 m半徑折向北，在BLCK1+445處下穿新建錦承線后，與北票支線并行至老虎溝線路所(BCK3+400)。

(4)方案分析及推薦

雖然北票支線中穿疏解方案較北票支線下行疏解方案投資多2 768.42萬(wàn)元，橋梁長(zhǎng)度長(zhǎng)，路基土石方量大，但北票支線至義縣方向及朝陽(yáng)至駱駝營(yíng)方向行車不切割正線，不會(huì)產(chǎn)生敵對(duì)進(jìn)路，行車較安全。因此從保證運(yùn)輸安全方面考慮，北票支線中穿疏解方案更為合理。

4.2　葉柏壽地區(qū)繞避采空區(qū)方案研究

(1)既有概況

既有線K211+590～K219+500段線路長(zhǎng)度雖然僅為7.91 km，但線路高差為39.15 m，平均坡度達(dá)5.5‰。該段地形較為復(fù)雜，既有線北側(cè)為牤牛河，牤牛河北側(cè)分布有兩處一級(jí)水源保護(hù)區(qū)、建平縣城鎮(zhèn)規(guī)劃新區(qū)、寶山鐵礦及小平房村的多個(gè)礦區(qū)，既有線南側(cè)零星分布有建平縣南山鐵礦和小平房五家溝鐵礦，在既有線南側(cè)約2 km處有京四高速公路與之平行，并在K213處既有線與高速公路交叉。

較短的距離，較大的高差以及周邊環(huán)境的限制，使得該段線路選線難度加大。設(shè)計(jì)過程中先后調(diào)查了縣規(guī)劃局、國(guó)土資源局、交通局、水利局，并到相關(guān)的村鎮(zhèn)調(diào)查采空區(qū)的情況，充分調(diào)查并收集了大量詳實(shí)的采空區(qū)資料，現(xiàn)場(chǎng)采用物探加鉆探相結(jié)合的技術(shù)手段，初步探明了采空區(qū)的位置、傾向?qū)挾燃吧疃?，為設(shè)計(jì)方案的比選打下了良好的基礎(chǔ)。

在這些詳細(xì)資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)選用了兩胯牤牛河方案、沿既有線方案，高速公路南、北等四個(gè)方案對(duì)該段線路進(jìn)行了分析比較，最終確定了對(duì)礦區(qū)影響小、投資省、線路最為安全的設(shè)計(jì)方案(如圖2所示)。

(2)方案研究

兩跨牤牛河方案：該方案線路由CK214+000引出后折向西北先后跨越既有線、長(zhǎng)深高速公路和牤牛河，繞避建平縣第二水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)后折向西南再次跨越牤牛河和既有線，線路在小平房五家溝鐵礦和小平房鐵礦牤牛河采礦區(qū)中間穿過，經(jīng)南溝北側(cè)到達(dá)葉柏壽站，比選方案終點(diǎn)里程為K222+300。

沿既有線方案：線路由CK208+000引出后向西北走行，在CIK210+440處下穿長(zhǎng)深高速公路后靠近既有線，在CIK213+230、CIK214+225處以1 550 m長(zhǎng)特大橋跨越既有線，經(jīng)南溝北側(cè)到達(dá)葉柏壽站，該方案壓覆小平房五家溝鐵礦和建平縣南山鐵礦，在CIK214+500處以橋梁形式跨越南山鐵礦采空區(qū)，至比選方案終點(diǎn)K222+300。

高速公路北方案：線路由CK208+000引出后折向西北先后跨越既有線、上跨長(zhǎng)深高速后沿長(zhǎng)深高速走行，設(shè)東南山隧道后擇向北，經(jīng)南溝新村北側(cè)至比選終點(diǎn)K222+300。

高速公路南方案：線路由CK208+000引出后直線延伸，在CK209+500處轉(zhuǎn)向東，沿高速公路南側(cè)前行，在CK212+200折向北，設(shè)東南山隧道后擇向北，前行經(jīng)南溝新村北側(cè)至比選終點(diǎn)K222+300。

(3)方案分析及推薦

圖2　葉壽柏地區(qū)繞避采空區(qū)方案研究示意

兩跨牤牛河方案：線路在小平房五家子鐵礦區(qū)和南山鐵礦區(qū)中間穿越，雖然線路沒有穿越采空區(qū)，但線位離礦區(qū)最近距離僅為50 m，本方案勢(shì)必會(huì)對(duì)礦區(qū)資源造成很大的浪費(fèi)，而且特大橋長(zhǎng)度達(dá)到2 531 m，為四個(gè)方案中最長(zhǎng)的；沿既有線方案：線路穿越采空區(qū)，采空區(qū)的處理難度極大，工程費(fèi)用也較大；沿高速公路南、北方案遠(yuǎn)離采空區(qū)及礦區(qū)，有利于礦產(chǎn)的開發(fā)和利用，可以保護(hù)礦產(chǎn)資源，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策，這兩個(gè)方案相比，隧道長(zhǎng)度基本一樣致，但沿高速公路北方案橋梁長(zhǎng)度要長(zhǎng)1.6 km，工程投資上沿高速公路北方案要多1.1億元，而且沿高速公路北方案兩跨既有線，施工過程中對(duì)既有線干擾大。沿高速公路南方案雖然運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度略長(zhǎng)，但壓覆礦產(chǎn)資源面積少，而且線位不經(jīng)過采空區(qū)，工程實(shí)施難度不大，工程投資少，因此該方案作為最終的貫通方案。

5　環(huán)保選線

大凌河是遼西最大河流，流經(jīng)朝陽(yáng)市、北票市、義縣、凌海市。白石水庫(kù)位于遼寧省北票市境內(nèi)的大凌河干流上，是一座防洪、灌溉、城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大型水利樞紐，既有鐵路穿越白石水庫(kù)二級(jí)保護(hù)區(qū)。牤牛河發(fā)源于內(nèi)蒙古敖漢旗南營(yíng)子，是大凌河中游左側(cè)的多沙支流。既有線經(jīng)過化石自然保護(hù)區(qū)六處，即：義縣古生物化石省級(jí)自然保護(hù)區(qū)、金陵寺-羊山古生物化石市級(jí)自然保護(hù)區(qū)、趙戶溝-?；ㄍ鹿派锘屑?jí)自然保護(hù)區(qū)、朝陽(yáng)市龍城區(qū)上河首化石市級(jí)自然保護(hù)區(qū)、朝陽(yáng)市波羅赤-勝利化石市級(jí)自然保護(hù)區(qū)及南公營(yíng)子古生物化石市級(jí)自然保護(hù)區(qū)。既有線附近現(xiàn)有水源地五處，義縣市政水源地、白石水庫(kù)水源地、朝陽(yáng)市中山水源地、地閻王鼻子水庫(kù)水源地及建平縣第二水源地。

設(shè)計(jì)選線中，以少占耕地為原則，對(duì)上述水源地附近線路的選線以繞避為主，距離滿足環(huán)保要求，對(duì)化石保護(hù)區(qū)及其他的風(fēng)景名勝區(qū)進(jìn)行繞避，必需穿越的時(shí)候，線位選在從緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)經(jīng)過，避免穿越核心區(qū)，并要求在施工前應(yīng)在科學(xué)指導(dǎo)下對(duì)化石保護(hù)區(qū)進(jìn)行保護(hù)性挖掘，進(jìn)行全程監(jiān)控，及時(shí)進(jìn)行搶救性挖掘。

線路盡量利用地形、地貌，與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)配合，少占耕地、少拆遷，合理調(diào)配土方，盡量少占良田，節(jié)約用地。為減少水土流失、保護(hù)自然環(huán)境，針對(duì)不同路基工點(diǎn)類型采取不同工程措施，對(duì)路基邊坡采取綠化、防護(hù)措施，合理規(guī)劃取棄土場(chǎng)，盡量減少占用農(nóng)田，并及時(shí)恢復(fù)植被或復(fù)耕，不能利用時(shí)，棄土場(chǎng)的選擇，結(jié)合地方規(guī)劃，盡量少占耕地。同時(shí)，棄土場(chǎng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采取復(fù)耕、造地、種草、植樹等綠化措施，邊坡做好工程防護(hù)。

6　結(jié)束語(yǔ)

從本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程來看，一個(gè)項(xiàng)目的成功和設(shè)計(jì)方案的合理，需要在設(shè)計(jì)前期收集大量翔實(shí)而準(zhǔn)確的資料，對(duì)項(xiàng)目的特點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確細(xì)致的分析，確定合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方案比選，在比選過程中要從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、運(yùn)輸組織、工程實(shí)施難度等多方面進(jìn)行分析，并注重環(huán)保選線，從而保證鐵路項(xiàng)目的建設(shè)服務(wù)于廣大民眾，服務(wù)于社會(huì)。

[1]GB50091—99 鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2]劉其斌，馬桂貞.鐵路車站及樞紐[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，1997