复杂山区铁路选线与工程地质的若干问题探讨

２０１３年第４期　
（总第２３０期）　
黑龙江交通科技　

ＨＥ　ＬＬＯＮＧｄｌＡＮＧ　ｄｌＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪ　
Ｎｏ．４。２０１３　

（ｇｕｍ　Ｎｏ．２３０）　

复杂山区铁路选线与工程地质的若干问题探讨　
陈　继　
（中国中铁二院工程集团有限责任公司）　

摘要：铁路建设是关乎国计民生的大事，线路走向的选择对铁路建设投资规模起着决定性的因素，也决定　
着运输能力的大小和运营条件的好坏，这使得优化线路方案成为实现项目经济、社会与投资者效益的重要保　
证。随着铁路工程建设的迅速发展，尤其是高速铁路在复杂山区的建设，对复杂山区铁路选线技术提出了更　
高的要求。立足复杂山区建设环境，较为详细的论述了铁路复杂山区选线与工程地质技术问题。　
关键词：复杂山区；铁路选线；工程地质　
中图分类号：Ｕ４１２　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１３）０４—００１５—０１　

１铁路选线基本原则　
１．１　坚持地质选线的原则，规避风险　
（１）在复杂的山区，特别是在西南地区特殊的地质环境　
下进行铁路选线，要全面对矿区规划　油（气）田分布及开采　
情况等资料进行搜集。对沿线的地质资料、地质灾害问题进　
行深入研究，避开有毒气体，绕开不良地形，减轻工程风险。　
（２）注重局部方案比选。在铁路选线中要注意对不良　
地质的规避，金属和煤矿采空区要尽量采取绕避措施，这些　
地方一旦被工程建设扰动，在动活载作用下，加上西南降雨　
频繁，容易产生塌陷、滑坡、泥石流等地质灾害，其工程处理　相当困难，也不利于矿产资料的开发和利用。对于难以规避　的情况，要选择年代较近的采矿区，开采深度较浅的，容易查　清开采范围及深度的，以低桥和矮路基通过，同时加强工程　处理措施，最大限度的降低工程造价和风险。　（３）尽量规避岩溶地区。在复杂山区，往往岩溶发育，　铁路的建设难免会经过岩溶地段，而岩溶发育情况难寻其规　律，且形态各异，有的发育成多层巨大溶腔甚至多层暗河，极　不稳定，在施工和运营工程中极易造成涌水、突泥和地表塌　陷等地质灾害，在选线过程中要绕避岩溶发育带，尽量靠近　河谷，抬高线路标高，缩短隧道长度，尽早穿越可溶岩地段。　无法规避时，应选择岩溶发育相对较弱的地段，尽力减少施　工和运营风险。当穿越暗河时，要将线路标高置于暗河上方　足够的高度，切忌线路走行于水平循环带之下。　（４）尽量避免危岩落石。在铁路选线过程中，经过危岩　落石发育地段，工程量增加不大的情况下，应尽量将线位内　移以隧道通过，难以做到时，应以明洞方案通过，不留安全隐　患，为铁路运营创造良好的条件。　ｌ＿２合理确定最大坡度，有效的降低工程风险　在选线的过程中，依据《高速铁路规范》，区间正线的最大　坡度—般不宜大于２ｏ％。，困难条件下，经技术经济比选，可采用　不大于３０％ｏ的坡度设计，有利于抬高线路标高，减小水压，有利　于长隧道内“人字坡”的设置，减少施工的难度，控制施工工期，　缩短隧道长度，降低施工及运营的风险，有利于降低桥高、墩高，　减少工程的投资，确保施工及运营的安全性。　１．３重点桥隧工程优先选址　在复杂的山区进行铁路选线，不可回避的是复杂桥梁和　长隧道的工程，桥隧建设成本的控制已成为复杂山区铁路建　设的一个难点，其影响也是巨大的。因此，在选线的过程中，　要坚持“重大工程优先选址”的原则。对于重大工程进行多　方案的比选和深入研究，考察重大工程的地质条件、环境、水　文等因素，进行全面比较，以此来保证工程的可靠性。在此　过程中，一定要实地踏勘，收集详细资料，组织多专业和多层　次的方案会审及论证，切记一味依赖图纸，独断专行。　１．４处理好与基础设施的关系　在铁路的选线设计与建设过程中，难免要与公路、机场、　采矿区、水利设施、城市规划等发生干扰，这些关系的协调处　收稿日期：２０１２一１０—２２　作者简介：陈继（１９７３一），贵州贵阳人，从事铁路线路选线工作。　理，是保证铁路建设经济性、技术性、安全性以及可靠性的前　提。所以，这就需要做好以下工作：要积极与有关部门沟通，　获取相关信息，多方位的考虑问题，对不利因素合理进行规　避，有利条件要尽量结合考虑。对重大问题达成一致意见，　合理处理相关关系，照顾各方利益，同时也注重与规划的结　合，合理布线并设置站点，以更有利于带动经济发展。　２铁路选线中的工程地质问题　２．１　铁路选线工程应注意的几个因素　地形与地貌；岩土的组合；动力工程地质问题；水文地质；气　象和地温；７－程的活动方式和规模；天然建筑材料等等。　
２．２工程地质选线的对象　
（１）高山深谷区。在西南山区，高山峡谷地形十分常　
见。高山峡谷区的重力地质相当发育，风化侵蚀作用也相当　
强烈，经常表现为滑坡、泥石流、崩塌现象，对铁路建设及运　
营形成了严重威胁。　
（２）地质断裂带。在复杂的山区，地质活动十分频繁。　
因此，要加强对处于地震环境中铁路工程的调查研究，对桥　
墩和隧道进出口及斜坡路基进行研究，在动力学方面取得新　
的突破。　
３复杂山区地质选线应注重的主要内容　
３．１岩溶地区　
岩溶是西南山区常见的一种不良地质现象，它对于铁路　
选线有着很大的影响。需要我们对岩溶地区的地质构造和　
分布情况进行深人探查，全面分析，对发育有暗河的应结合　
岩层走向，查清排泄面，综合评价考虑岩溶可能会对铁路选　
线的影响，从而找出最佳路线方案。　
３．２滑坡　，　
滑坡是一种比较常见的地质现象，在进行铁路选线时，　
要综合考虑滑坡的产生原因和地质特征。对滑坡地区的岩　
性、地层、水性进行深入调查，对促成滑坡的内因和外因进行　
综合分析。如遇大规模的滑坡应予以规避。如果实在无法　
规避，或者规避的代价太大，就需要进行深人探查，在确保稳　
定和安全的基础上设计出线路方案。　
３．３泥石流　
泥石流是复杂山区较为常见的地质现象，它对铁路产生　
的危害也是极其严重的。可通过航拍技术进行探查验证，对　
易产生泥石流的地段进行深入的分析，掌握其形成的原因，　
条件以及破坏强度，从而选出可靠的线路方案。　
３．４崩塌、岩堆　
在坡度较陡的山区，经常会形成崩塌、落石现象，其下部　
也必然会有岩堆的存在。遇见这类地质现象，在铁路选线　
中，大型岩堆首先应考虑绕避，难以绕避时，优先选择以隧道　
方案通过。　
３．５地质构造　
山区的地质构造极为复杂，在这些地方进行铁路选线，　
（下转第１７页）　

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ｌ５・　
第４期　王颖：王家沟枢纽互通式立交改扩建方案设计　总第２３０期　
案－－；方案二维持绕城高速不变，施工期间交通组织略优，但　是占地极工程规模较大，工程造价较高。经综合分析比较，　推荐方案一。　表１　沟枢纽互通改扩建主要工程规模比较表　６匝道设计　枢纽互通Ａ、Ｂ、ｃ、Ｄ匝道设计速度６０　ｋｍ／ｈ，标准路基　宽度为单向双车道１２．０　ｍ；Ｆ匝道设计速度６０　ｋｍ／ｈ，标准　路基宽度为单向双车道１０．５　ｍ；Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉ匝道设计速度　４｜Ｄ　ｋｍ／ｈ，标准路基宽为单向单车道８．５０　ｍ；被交高速沈四　高速设计速度１２０　ｋｍ／ｈ，现状路基宽度为２６．００　ｍ，改建段　收费站至Ａ、ｃ匝道分汇流之前段落为对向四车道段，路基　宽度２８．００　ｍ，Ａ、Ｃ匝道分汇流之后段落为对向八车道段，　路基宽度４２．００　ｍ。　７收费站设计　根据交通量预测结果，新建收费站８进１３出；由于收费　站位置变化较大，原收费站管理区及交警大队办公楼拆除，　新建收费站管理区及交警大队办公大楼。　８交通组织方案　８．１　第一阶段封闭东环、沈四与北环方向保通　８．１．１第一阶段一期　保留原王家沟立交吉林往北环方向匝道（下称Ｍ匝道）　与北环往吉林方向匝道（下称Ｎ匝道）。　吉林往北环方向保通：沈四高速原路基右幅（东　侧）——Ｍ匝道——绕城高速。　北环往吉林方向保通：绕城高速——Ｎ匝道——沈四高　速原路基右幅（东侧）。　施工沈四高速ＳＳＫ１＋８２０一终点段左幅（含王家沟６　公　公分离式），从王家沟６号公公分离式０　台开始，沿原立交　沈四高速西北侧修建便道１连接ＡＫＯ＋８００左侧废弃收费　
广场。　
８．１．２第一阶段二期　
吉林往北环方向保通：新建沈四高速路基左幅（西　
侧）——便道１——原沈四废弃收费广场——Ｍ匝道——绕　
城高速。　
北环往吉林方向保通：绕城高速——Ｎ匝道一原沈四废　
弃收费广场一便道１——新建沈四高速路基左幅（西侧）。　
新建沈四高速ＳＳＫＯ＋７００～ＳＳＫ１＋８２０全幅及相邻分　
汇流匝道端部，新建ＳＳＫ１＋８２０一终点段右幅；新建ｃ匝道　
ＣＫ１＋６００一终点及Ｄ匝道全段，使Ｄ匝道能连通绕城高速　
及沈四高速；新建Ｂ匝道ＢＫ１＋４００一终点及Ｆ匝道，使Ｆ匝　
道能连通绕城高速；沈四高速ＳＳＫ１＋＂／４０与Ｆ匝道ＦＫ０＋　
３２０间修建便道２；根据工期及施工进度，修建绕城高速北环　
段及Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｈ匝道。　
８．２第二阶段封闭北环、沈四与东环方向保通　
吉林往东环方向保通：沈四高速——便道２——Ｆ匝　
道——Ｂ匝道——绕城高速。　
东环往吉林方向保通：绕城高速——Ｄ匝道——ｃ匝　
道——沈四高速。　
修建该阶段绕城高速、沈四高速及匝道未施工段落。　
８．３方案补充　
由于Ｂ匝道桥梁较长，如果在封闭北环期间，施工工期　
紧迫，可考虑在第一阶段二期中修建Ａ、ｃ匝道全段，Ａ、ｃ匝　
道贯通后废弃Ｍ、Ｎ匝道，将吉林与北环方向车辆转移到Ａ、　
Ｃ匝道上。　
吉林往北环方向保通：新建沈四高速路基左幅（西　
侧）——便道１——原沈四废弃收费广场——Ａ匝道——绕　
城高速。　
北环往吉林方向保通：绕城高速一ｃ匝道一沈四高速。　
交通流转移后，修建Ｂ、Ｇ、Ｉ匝道及绕城高速中段。　
９结束语　
王家沟枢纽立交连接沈四高速、沈阳绕城高速，是沈阳　
交通的北出口，由于建成时间较长，立交周围平面位置控制　
点较多，立交布设较为受限，对于改扩建项目应在满足规范　
和通行要求的前提下合理选择立交方案降低工程造价。在　
立交方案、桥梁结构形式选择中需考虑保通因素，采取合理　
可行的措施保证建设期间道路通行要求。　

（上接第１５页）　
就必须进行地质构造勘探，以评价线路方案的可靠性，同时　了解地质构还是对线路控制的重要手段。通过地质构造的　勘探能够将诸多地质因素联系在一起，有利于综合考虑。　４关于复杂山区铁路选线工程地质的案例　４．１　隧道经过活动的断裂区域　在５．１２汶川大地震的震中龙溪单线路段的双峒公路隧　道，其中右峒长度为３　６９１　ｍ，左峒为３　６５８　ｍ，单向的坡度是　２％，其进口位于都江堰龙溪镇，出口位于映秀镇，隧道贯穿　整个茶坪山南段。在地震发生之前，隧道便已经贯通，同时　完成了二衬衬砌工作。隧道穿过龙门山的断层，汶川地震震　断了隧道。　隧道的进出口端的Ｆ８活动断层使得层段隧道峒身的二　衬衬砌受到严重的破坏，其他地方的隧道峒身二衬衬砌基本　上保持完好。　这次地震对山区岩体的破坏主要是因弹性波于临空面　进行释放，而隧道的截面尺寸跟岩体尺寸对比非常小，所以　满足不了弹性波释放的效应。岩体的深处断层位移量远小　于表面，地震造成的隧道位移小于１０　ｃｍ，这可能是因该断　层活动的力学效应临空面相对较小，所以其释放出的效应不　大。因弹性波于半无限的临空面进行释放，其对斜坡的破坏　较为严重，假设通过活动断层的隧道进出口选在矮坡以及缓　坡的地方，弹性波释放以及斜坡效应会很大程度的降低，即　
使是像在汶川大地震这种强烈的振动力学效应下，隧道工程　
仍可以满足低破坏的救灾要求。　
４．２在复杂山区跨沟隧道的进口和出口问题　
成兰铁路太平沟段利用桥梁跨沟两侧接连的方式通过，　
太平沟的出口为岷江，岷江作为一条活动断层，其中的太平　
沟是断层沟，其走向在２ｏ世纪的３Ｏ年代因岷江的叠溪地震　
中断裂平行。太平沟的左侧隧道出口是断层壁，这条隧道于　
龙潭沟进入到断裂层长达１０　ｋｍ，出峒和桥连接，在钻探时　
可发现，沟内的断层泥有几十米，且有承压水涌出。　
考虑抗灾这类地形适合运用矮墩短跨的桥梁结构形式。　
所以，选线时应考虑到线路的标高和沟底的标高差不能太　
大，隧道的进出口可选择在缓坡、矮坡的斜坡段。　
参考文献：　
［１］朱颖．复杂艰险山区铁路选线与总设计论文集［Ｍ］．中国铁道　
出版社，２０１０．　
［２］吴光，肖道坦，蒋良文，等．复杂山区高等级铁路选线工程地质　
的若干问题［Ｊ］．西南交通大学学报，２０１０．　
［３］王毅．渝怀铁路选线设计［Ｊ］．铁道标准设计，２００３，（ｚ１）．　
［４］林世金．困难山区铁路设计体会［Ｊ］．铁道科学报，２００７．　

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１７・