青藏鐵路西格段馬蘭至戈壁間改線方案的確定

李鎖平

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西西安 710043)

1 概況

本段線路位于青藏鐵路西(西寧)格(格爾木)段馬蘭至戈壁之間，屬青海省省級環境保護區域，左臨托素湖，右臨可魯克湖。既有線地處沼澤、鹽漬土區，曲線半徑800 m，路基不均勻沉降嚴重，局部邊坡溜坍，道砟流失。增建二線采用旅客列車行車速度160 km/h、預留200 km/h的Ⅰ級鐵路設計標準，最小設計曲線半徑一般地段為3 500 m、困難地段為2 800 m。該段內地質條件復雜，環保要求嚴格，又受到設計工期、施工工期和工程投資等外界條件的限制，曲線改造以雙線并繞的形式通過多方案的線形比較和優化，方案一和方案二相對較為優越，分析研究后要求對兩方案同進度、同標準進行線路勘測，地質勘探，方案設計和工程投資概算，再對兩線形方案進行比選(見圖1)，確定最終設計方案。

圖1 線形平面示意

2 線路方案走向

方案一:雙繞右線自既有線K536+848.48處與既有軌道接軌，繞行于既有線的左側，以3 000 m的曲線半徑左偏，穿越280 m沼澤區，于既有線K541+000處右線與既有軌道接軌，兩端二線均并行于既有線的左側。

方案二:雙繞右線自既有線K536+274.05處與既有軌道接軌，雙線以2 800 m的曲線半徑右偏繞行于既有線的右側，又以2 800 m的曲線半徑左偏，從K538+225處跨越既有線繞行于既有線的左側，于既有線K540+600處右線與既有軌道接軌，兩端二線均并行于既有線的左側。

方案一只在線路兩端接軌時與既有線發生干擾，而方案二線路除在兩端接軌時與既有線發生干擾外，還發生一次跨線干擾。

3 線路地質特征

方案一:地層工程性質較差，IK538+640～IK538+920段為沼澤區，常年積水，喜水植物茂密，水位隨季節發生變化，表層泥炭層厚達5 m，稀泥流塑狀，人蓄無法進入，基本承載力σ0=15 kPa。兩端為鹽漬化區，鹽漬土厚1～1.5 m，局部地段有嚴重的鹽漬化干裂縫，除地表覆蓋有0.05 m厚白色鹽霜外，均為灰黃色軟塑狀粉質黏土。對混凝土具弱、中等侵蝕性，下部為流塑狀淤泥質粉質黏土，基本承載力σ0=70 kPa;區段內軟弱土層下伏互層狀飽和粉細砂、中砂、礫砂等，基本承載力σ0=110～300 kPa，地震動峰值加速度0.10g，不存在震動或地震液化現象。地下水埋深1～2 m，主要賦存于泥炭、砂類土及部分粉質黏土層內，地下水位隨季節變化幅度較大。

方案二:ⅡK536+274.05～ⅡK538+400段地表為厚層細圓礫土層;ⅡK538+400～ⅡK540+455.54段地表多為1.5～8.5 m厚粉質黏土，部分地段厚度超過15 m，粉質黏土層內局部夾有粉土及粉砂薄層，基本承載力σ0=120 kPa;淤泥質粉質黏土，相對較薄，局部夾有細砂及泥炭薄層，以流塑狀為主，基本承載力σ0=70 kPa。其中ⅡK538+905～ⅡK539+110段淤泥質粉質黏土呈透鏡體夾于粉質黏土層內，厚0～2.5 m。ⅡK539+110～ⅡK540+315段淤泥質粉質黏土伏于粉質黏土層之下，厚0.5～5.0 m。ⅡK538+400～ⅡK540+455.54段地表有1～1.5 m厚鹽漬土，除表層覆蓋有0.05 m厚白色鹽霜外均為灰黃色軟塑狀粉質黏土。ⅡK538+400～ⅡK539+000段主要為氯、亞氯鹽漬土。ⅡK539+000～ⅡK540+455.54段為氯、亞氯、硫酸、亞硫酸鹽漬土;地下水埋深1～4 m，主要賦存于細圓礫土、砂類土及部分粉質黏土層內，地下水位隨季節變化幅度較大，并對混凝土具硫酸鹽弱、中等侵蝕性，地震動峰值加速度0.10g，飽和的細砂存在地震液化現象。

方案一通過沼澤區，軟土層范圍長、厚度大、物理特性差，地表無硬殼層或硬殼層很薄，地基承載力低、壓縮性大。而方案二液化層及軟土層以薄層形式夾于厚層粉質黏土之中或伏于粉質黏土之下，硬殼土層較厚，地質條件相對良好。

4 工程處理措施

方案一:IK538+600～IK539+030段基底拋填片石(1.0～4.0 m厚)，采用重型機械碾壓、擠淤，設置1.5 m厚滲水土墊層;IK539+030～IK540+600段基底設置間距1.50 m、樁長8.0 m、梅花形布置的φ800碎石樁加固，路堤兩側均設3.0 m寬、1.5 m高的護道，地面以上0.5 m處鋪設一層雙向經編土工格柵，拋填片石段護道高度內填筑滲水土，路基面每側加寬0.5 m，外側邊坡碼砌0.3 m厚片石，發生的主要工程數量見表1。

方案二:地質條件較好，地基均采用滲水土墊層夾設土工格柵加筋處理，ⅡK538+400～ⅡK538+750段鋪一層土工格柵，ⅡDK538+750～ⅡK539+100段和ⅡK540+100～ⅡK540+600段鋪兩層土工格柵，ⅡK539+100～ⅡK540+100段鋪三層土工格柵，土工格柵間距0.3～0.5 m，路堤兩側設3.0 m寬、1.5 m高的護道。護道高度內填筑滲水土，外側邊坡碼砌0.3 m厚片石，發生的主要工程數量見表1。

表1 方案一、方案二主要工程數量及估算投資增減

方案一碎石樁施工工期長，標準要求高，還有一定的檢測周期，片石來源困難，必須遠距離調運，拋填片石工后沉降又難于控制，工程投資估算2 325萬元。而方案二材料來源方便，砂石料能夠就地取材，施工方案簡單，施工方法有成熟的模式，工程投資估算1 070萬元。

5 方案確定

本段落內均為無橋涵控制的路基工程，屬于西格段應急工程范疇。區內海拔2 823.0～2 825.4 m，地層、地質復雜，冰凍時間早，施工條件差，進料困難，而施工計劃要求工期緊急，進場動工時期已進入冬季。為了盡快施工，完成路基本體工后沉降，通過對兩設計方案優缺點進行比較，方案二優于方案一:線形上滿足規范標準要求，區段內地質條件相對較好，基底處理方案既便于施工和縮短工期，又能減少環境破壞和降低環境污染，工程投資減少1 255萬元。

施工圖階段將方案二確定為施工圖設計方案。

［1］TB10001—2005 鐵路路基設計規范［S］

［2］TB10118—2006 鐵路路基土工合成材料應用設計規范［S］