山区铁路选线方案的相关问题研究
山区铁路选线方案的相关问题研究
目的：对我国较山区的铁路选线方案展开研究。方法：分析山区铁路选线因素特点，研究提出山区铁路选线的思路及理念，以科学合理确定线路走向方案，为国内山区铁路选线提供技术指导，为国家铁路走向海外打下技术基础。结论：(1)山区铁路选线因素最突出的五大特点是“城镇经济据点稀疏、地形困难、地质复杂、环境敏感性高、工程安全性强”;(2)山区铁路选线应贯彻“规划选线、重点工程选线、环保选线、地质选线、安全选线及全面系统比选”的思路及理念;(3)要充分落实各项主要影响因素对选线的影响程度，并有针对性地提出选线原则和工程处理措施，按照“舍小求大”的原则进行综合比选分析，确定最优方案;(4)要不断跟踪相关专业技术发展动态、铁路勘察地理信息技术、修建技术及设备水平，积极开展科技创新，开阔选线思路和理念;(5)研究提出的山区铁路选线思路及理念，对国内外山区铁路选线设计具有借鉴和指导意义。
铁路选线是铁路勘察设计工作中决定项目全局的重要工作，对造价、工期、安全、运营、社会影响及经济效益起决定性作用。在各类地形条件选线中，以复杂山区的铁路选线最为困难，其线路方案控制因素多且复杂。近年来，随着我国经济建设的快速发展和“西部开发”、“向西开放”、“一带一路”战略的不断推进，国家新的中长期铁路网规划和“十三五”规划中有大量复杂山区铁路项目正在建设和纳入规划，海外也有很多山区铁路项目正在开展前期规划和设计。系统归纳和总结山区铁路选线思路，既可对国内山区铁路选线提供一定技术指导，也可为国家铁路走向海外提供技术支持。
1 山区铁路选线因素特点
基于我国西北地区多年的复杂山区铁路选线实践，对山区铁路选线的主要因素和特点可归纳为以下五个方面。
一是，城镇经济据点稀疏。据点内往往人口较少，社会经济相对落后，对外综合交通条件差，而铁路对经济据点人口出行及地方经济发展起到关键作用，地方对可能通过的铁路依赖性强。
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二是，地形困难。埂口多，山体厚，山间河谷蜿蜒曲折，坡陡谷深，相对高差大，铁路工程艰巨，线路敷设难度大。
三是，地质复杂。复杂山区往往构造断层破碎带多、岩性复杂，岩溶、滑坡、泥石流、岩堆、落石等不良地质多，山体、沟谷之间及其区段内部的不同地段地质条件差别较大。
四是，环境敏感性高。山区内往往保留有较好的原始生态环境，植物多样性及稀有动物品类多，自然保护区、风景名胜区等环境敏感点多。
五是，工程安全性要求强。因地质灾害较多，且往往需要与相关交通设施、构筑物共有走廊，各种因素叠加后造成施工条件十分受限，对于工程安全的要求更高。
2 山区铁路选线思路及理念
2.1坚持规划选线，兼顾经济据点，带动沿线经济协调发展
山区铁路选线首先要服从国家战略和国民经济发展的需要，符合铁路发展规划，从国家铁路网布局、铁路运输需求和运输结构合理角度出发，充分考虑铁路建设与沿线经济发展的关系，综合研究经不同主要城市的线路走向方案，即宏观走向方案。例如，西安向南翻越秦岭规划有西安至成都高铁、西安至重庆高铁以
及西安至武汉高铁，三条高铁线路宏观走向首先应结合“米字型”铁路网规划，对翻越秦岭后途经的主要地级市进行综合比选分析，提出翻越秦岭的合理宏观走向，即形成西安至成都高铁经汉中市、西安至重庆高铁经安康市、西安至武汉高铁经商洛市的路网布局。
在确定线路宏观走向的基础上，翻越山区线路方案则应考虑山区城镇经济据点稀疏、综合交通条件差、地方对铁路依赖性强等因素，线路应尽可能兼顾到沿线城镇(县级)经济据点。同时，结合地形条件和客货运需求，合理设置车站，方便货物运输和旅客换乘，达到真正带动经济发展的效果。
西安至成都高铁翻越秦岭线路走向方案中，分别研究了经佛坪、经宁陕、与远离两县城短直翻越秦岭的方案，虽远离两县城短直翻越秦岭方案线路长度短、投资省，但考虑佛坪县城远离高速公路，对外交通不便，县域旅游资源丰富，游客需求旺盛，最终推荐了经佛坪县城线路方案。
2. 2注重重大工程选线，大范围多方案比选
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山区地形困难、娅口多、山体厚、山间河谷蜿蜒曲折、坡陡谷深、相对高差大。传统铁路选线一般先选择山体较薄、高程较低的娅口作为越岭的主方向，并依靠展长线路降低桥隧工程修建技术难度。例如，既有兰新线翻越乌鞘岭段的展线，既有西宁至格尔木线翻越关角的展线。
随着铁路修建技术的提升以及机车设备动力提升，铁路选线可以采用合理的较大限制坡度，并可适当采用合理的长隧高桥等工程，缩短线路长度，减少投资，降低运营费。考虑重大工程有“牵一发而动全身”的特点，在线路方案比选中被作为优先因素考虑。因此，应在大面积范围内，坚持从上至下，对可能穿越的娅口、不同的限坡、重点主越岭隧道进出口标高、线路长度等进行客观的勘察研究以综合比选，确定其位置的前提下，再对两端相接线路进行综合技术经济比选。此外，除考虑主体工程外，也须考虑辅助坑道工程的设置和弃渣条件，尽可能增加施工工作面，缩短工期，降低造价。
移动积分兑换2. 3强化地质选线，落实地质条件，确定选线原则
山区通常具有“地质条件复杂，构造多、岩性复杂，不良地质多，不同地段地质条件差别较大、变化快”的特点，地质条件成为控制线路走向的关键因素，探明地质条件对铁路选线至关重要。
在线路大范围走向方案研究中，应充分重视初测工作中地质工作的地位和作用，必要时提前开展加深地质工作。对于影响方案的主要地质问题要采取多种手段，例如采用先进的遥感判别、航片等方式相结合、现场调查、部分物探和钻探相结合的手段，分析其相互之间的联系，总结规律，分析其对铁路
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工程的影响，为大范围线路走向方案研究提供可靠的依据。
线路主要(局部)方案研究中，要重视定测阶段现场地质调查，并采取先进的综合物探、钻探手段落实详尽的地质条件，分析其对工程的影响，提出选线原则及工程措施意见，为铁路选线提供依据。
山区地质选线主要原则有:
线路明线地段应尽量绕避不良地质体，包括滑坡、岩堆、危岩落石、泥石流沟谷等，无法绕避则应从规模小、对工程影响较少的不良地质体通过，并采取合理的工程形式和工程措施。
隧道工程地段应尽可能避开大的构造带，不可避免时以大角度穿越宽度狭窄的小规模构造带，使通过长度减少到最小；尽可能选择岩性较好、节理裂隙不发育的单一地层中通过。通过岩层接触带时，应避免平行和接近平行，以垂直或接
近垂直方向穿越接触带。通过岩层软弱结构面时，应使通过长度减少到最小。通过岩溶及富水地层中，应选择较高标高，自然排泄条件较好，且以较短隧道通过，尽量改善隧道水文地质条件。通过含煤地层、页岩地层、石膏地层或穿过含盐地层时，应避开富煤区、瓦斯或硫酸根含量较丰富的地段，并应使其通过的长度最短。
3. 4突出环保选线，贯彻“最小程度破坏、最大程度恢复”指导思想
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山区通常具有“生态环境好、自然保护区分布密集、环境敏感性高”的特点，在选线之前，应广泛收集研究区域内各等级自然保护区、水源保护区、风景名胜区等环境敏感点分布及其功能区划分，了解掌握各功能区对工程的制约性，掌握环保等政策法规对铁路选线的明确要求，并征求主管部门意见。同时，应调查分析区域内生态环境在平面、立面上的特点，结合环境敏感点分布及生态环境特点，绕避重要保护区等环境敏感点，尽量靠近既有交通走廊布设，减少对环境分割。线路应尽可能短直，减少山区范围内敷设长度，尽量以隧道、桥梁工程布设，减少对环境影响。要降低施工临时设施对环境的影响，减少施工便道修建及改扩建工程，合理选择弃渣场及混凝土拌和站等临时设施，综合进行多方案比较选定方案，并合理选择工程形式，采取科学的工程措施及复垦措施，达到对生态环境“最小程度破坏、最大程度恢复”的目的。
3. 5重视安全选线，落实自然灾害处理措施及与特殊构筑物安全距离
山区铁路还具有“地质灾害频繁，与相关交通设施、构筑物共用走廊”的特点，铁路自身以及与其相近或并行的交通设施、构筑物的安全非常重要，为确保铁路运行安全，达到铁路建设与沿线相关设施的协调发展，科学选线是关键。
山区铁路选线中，除要强化地质选线、规避地质高风险源外，对无法绕避的规模较小的地质风险，要考虑不良地质因自然天气造成可能存在的自然地质灾害对铁路安全构成的危害。诸如泥石流、危岩落
石地段，对于泥石流地段，应以留有足够净空的桥梁工程通过；对于危岩落石地段，应尽量拉开线路与山脚的距离，或采用隧道或明洞通过危岩落石区，同时对危岩落石采取清除、主(被)动网防护、接长明洞等措施综合整治。
山区内公路、水库、机场、军事设施等构筑物通常位于地形条件较好、地质稳定地段，不可避免与铁路选线发生关系，带来安全等方面的间题。选线设计中必须处理好与这些外部因素的关系，尽量避开这些外部因素或保持足够的距离，当受其他条件限制不可避免出现铁路与以上建筑物发生交叉或安全距离不足等情况时，要与相关部门积极沟通，全面收集并交换相关资料，确保双方能安全、正常地发挥功能。
对于易燃易爆危险品厂、站、库、管线等威胁铁路施工运营安全的风险源，要严格执行相关条文，安全距离不够的予以搬迁，及时与相关产权单位签订迁改协议。
3. 6全面系统考虑，综合分析比选，推荐最优方案
选线是一项复杂的系统工程，涉及面广、政策性强，尤其对于山区铁路选线，首先应针对上述五个方面的特点和控制因素，分析其对铁路选线的具体影响及影响程度。还应跟踪相关各专业的技术发展动态，如特殊桥梁结构形式及适应情况、长隧道的合理运用、路基挡护工程适应情况等。结合各控制因素对铁路的影响程度提出选线思路原则、工程形式及工程措施，统筹考虑工程的实施可行性、经济性
进行综合比选分析，推荐最优的线路方案。
4结论
综合上述山区铁路选线思路及理念，结合多年工作实际，提出以下一些体会和建议，为国内外山区铁路选线设计提供借鉴和指导。
(1)铁路选线的质量直接关系到铁路工程建设的可靠性、安全性、技术可行性、经济合理性和社会接纳性，关系到铁路和地方经济社会的发展，因而铁路选线应贯彻“规划选线、重点工程选线、环保选线、地质选线、安全选线及全面系统比选”的思路。
(2)对于山区铁路选线，环境敏感点分布、工程地质条件、工程安全性、经济据点布局、复杂地形等是主要影响因素，研究中要充分落实各因素对选线的影响程度，提出选线原则并研究工程措施，按照“舍小求大”的原则进行综合比选分析。
(3)铁路选线专业人员在走向方案研究中，要与地质、环保等有关专业密切配合，全方位考虑各种因素，从大面积线路走向规划着手，由面到线，由线到点，再由点到线，逐步优化线路方案。同时应充分征求和考虑规划部门及相关行业部门的意见。邬
(4)铁路选线专业人员要不断跟踪相关专业技术发展动态、铁路勘察地理信息技术、修建技术及设备技
术水平，积极开展科技攻关和技术创新，突破传统设计理念，及时更新勘察技术手段，开阔选线思路和理念。

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