耿飛

中億豐建設(shè)集團股份有限公司 江蘇 蘇州 215131

1 概述

隨著一帶一路政策的不斷深化，我國鐵路建設(shè)也開始走出國門，在廣闊的國際舞臺上展現(xiàn)自己的實力和水平。但是國外建設(shè)環(huán)境與國內(nèi)不同，尤其在落后的非洲國家，如何在有限的項目預(yù)算的情況下經(jīng)濟合理的完成設(shè)計工作，考驗著設(shè)計人員的專業(yè)水平和設(shè)計智慧。同時也對設(shè)計的精度和深入程度提出了更高的要求。對線路設(shè)計來說，正確合理的選擇鐵路路徑方案對設(shè)計顯得更加重要，因此需要在工作中對方案進行反復(fù)優(yōu)化比選，充分考慮方案的優(yōu)缺點，從中選出最優(yōu)方案。本文針對埃塞俄比亞鐵路北部鐵路設(shè)計中出現(xiàn)的方案比較，對方案比選過程進行論述[1]。

2 工程概況

本線埃塞俄比亞國家鐵路網(wǎng)5號線北段位于埃塞俄比亞北部地區(qū)，是連接Mekelle、Hara-Gebeya的鐵路干線，通往吉布提境內(nèi)塔朱拉港口的便捷國際出海運輸通道，以及埃塞北部聯(lián)系首都亞的斯亞貝巴的便捷通道，為埃塞俄比亞國內(nèi)政治、經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展提供便利條件，解決了進口燃料保障問題，有利于降低進出口貨物的物流成本，提高市場競爭力，有利于埃塞北部居民出行。同時，本線有利于鉀鹽及其他礦產(chǎn)資源和旅游資源的開發(fā)利用，方便沿線居民出行，可以為鐵路沿線地區(qū)土地經(jīng)營和發(fā)展創(chuàng)造良好的條件，有利于創(chuàng)造新的就業(yè)機會和降低貧困率，對于保持埃塞俄比亞社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義和作用。

鐵路線路整體呈南北走向，自距離Weldia約20km處Hara Gebeya站出站端始，往北穿過高原火山巖丘陵區(qū)至Robit，之后線路繼續(xù)往北走行于地形相對平坦的高原裂谷平原區(qū)，經(jīng)Waja、Alamata、Kukuftu、Mehoni、Addi Abder、Meisha至Dadah后，線路進入北部地勢陡峻的山區(qū)并折向西北，展線越嶺通過該地區(qū)，到達線路終點在Mekelle南側(cè)設(shè)站，線路全長218.396km。鐵路沿線地形整體南低北高，線路沿線依次經(jīng)過高原丘陵區(qū)、盆地平原區(qū)、剝蝕丘陵區(qū)、侵蝕中低山區(qū)、高原淺丘區(qū)五大區(qū)域，其中在153km-195km范圍內(nèi)地形為高原侵蝕中低山區(qū)，以西北-東南走向的山脊為主，沿線地形起伏，山脊和溝壑交替，有崎嶇陡峻的特點，地面高程約1300～2300m，選線條件較為困難，因此對該區(qū)域兩段線路方案進行比選研究[2]。

3 方案比選研究

3.1 方案情況概述

線路在行經(jīng)Dadah～Mekelle（AK153+000～AK195+500）段時，需要展線爬坡通過地形起伏較大、自然橫坡較陡的高原侵蝕中山區(qū)。結(jié)合本段地形和主要溝壑的分布，對本段進行了沿西側(cè)溝方案與沿東側(cè)溝方案的線路比選，見圖1：

圖1 Dadah～Mekelle越嶺地段方案比較

沿西側(cè)溝方案：方案始于AK153+000，線路從在建公路右側(cè)行進至左側(cè)，并在半山腰處設(shè)置Dadah站，出站后線路沿著山區(qū)內(nèi)西側(cè)的一條較大的溝壑向西北方向展線行進至比較終點。線路總長度42.5km，橋梁43座14.45km，橋比34%，隧道12座10.686km，隧比25.14%，主要工程投資估算約8.087億美元。

沿東側(cè)溝方案：方案始于AK153+000，線路從在建公路右側(cè)向北行進逐漸與之偏離，并在地勢平坦地段設(shè)置Dadah站，出站后線路從在建公路右側(cè)行進至左側(cè)，并展線進入山區(qū)，沿著山區(qū)內(nèi)東側(cè)的一條較大的溝壑向西北方向行進至比較終點。線路總長度46.888km，橋梁57座15.257km，橋比32.54%，隧道16座11.214km，隧比23.91%，主要工程投資估算約9.117億美元。

3.2 方案比較

兩方案主要工程數(shù)量及投資比較見表1

表1 Dadah～Mekelle越嶺地段方案比較表

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3.3 優(yōu)缺點分析及推薦方案

沿西側(cè)溝方案的沿線工程地質(zhì)情況較好，線路長度較短，高墩長橋較少，橋梁施工難度小，且Adi Gudern站工程量較小，但是隧道總長稍長，最長隧道3.79km，Adi Gudern站設(shè)站較困難；沿東側(cè)溝方案的橋梁及隧道的總長度較小，但是線路展長4.39km，沿線滑坡、泥石流等工程地質(zhì)災(zāi)害較多，未來工程可行性較差，路基施工較困難，且高橋較多施工難度較大，同時Adi Gudern站設(shè)站站位較西側(cè)方案更加困難且工程量較大[3]。

兩方案隧道總長大致相當(dāng)。沿西側(cè)溝方案與沿東側(cè)溝方案相比，雖然有一個3.79km長的最長隧道，但橋梁總長也較，線路總長短4.39km，且高墩橋梁較少，施工難度相對較小，沿線工程地質(zhì)情況也較好，工程投資少1.03億美元，因此，從設(shè)站、經(jīng)濟、施工難度等方面考慮，該越嶺地段線路方案推薦沿西側(cè)溝方案。

4 結(jié)束語

在鐵路工程設(shè)計中，線路專業(yè)作為設(shè)計的總體專業(yè)，在設(shè)計中起著著牽一發(fā)而動全身的龍頭作用，具有總體性、綜合性等特點。在線路設(shè)計中，對于影響線路方案設(shè)計的主要控制性因素，如地形地貌、沿線道路、地質(zhì)條件、工程投資、工程實施條件等因素，分析影響線路方案走向的主要因素，進行綜合比選分析，因地制宜，選出合適的線路方案。對于跨越溝谷河流地段由于河流沖刷較嚴(yán)重，需合理布置橋臺位置，設(shè)置橋梁長度，設(shè)計時不可僅考慮縱斷面標(biāo)高。在比選方案時，線路條件（包括線路長度、平面曲線設(shè)置情況、小半徑曲線、縱斷面設(shè)置情況）應(yīng)作為方案比選重要的考量因素。多數(shù)情況下方案比選涉及多個專業(yè)，如線路、橋梁、隧道、路基等。應(yīng)結(jié)合方案比選的特點，確定牽頭專業(yè)，組織各專業(yè)對方案進行多方面比較。對于不良地質(zhì)地段，一般情況線路方案以繞避為主，如果地形過于復(fù)雜，需對方案進行深入細致比較，并由地質(zhì)專業(yè)進行專題地質(zhì)病害處理研究。方案比選也應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥┕C具水平，綜合考慮未來施工難度及措施，切實采用合理經(jīng)濟的設(shè)計方案。