王海斌
(中鐵工程設計咨詢集團有限公司鄭州設計院,河南鄭州 450001)
新建茂名至湛江鐵路位于廣東省西部,連接茂名、湛江兩市。線路自茂名東站西端引出,沿既有廣茂鐵路北側并行向西,跨小東江、白沙河,經吳川市境內;之后上跨茂湛高速公路、三丫江、鑒江、塘綴河,進入湛江市坡頭區;線路從工業園區和茂湛高速公路之間穿過,一路西行跨石門港,于潭河仔村北側設黃略站,分上下行接入黎湛線塘口站,全線長73.541 km。沿線地貌為:低緩剝蝕丘陵區、河流沖積平原區、湛江盆地區,區域內河流較多。
茂湛鐵路南接粵海通道,北連洛湛通道,東接廣茂線,經廣深線、擬建的廣深港客運專線與廈深線相連,同時與擬建的茂名市博賀港鐵路支線相接,是國家路網主通道中沿海鐵路快速通道和大湛鐵路通道的重要組成部分,也是貫通廣東東西兩翼的重要紐帶,與廣茂線一起構成廣東西部與珠江三角洲的快速客貨運干線,具有重要的路網作用(如圖1所示)。
對茂湛鐵路的方案研究,是根據其技術特點,進行工程經濟、技術比選后,選擇經濟合理的線路方案。分別從城市規劃、工程地質、環境保護、重大建筑物、既有鐵路和公路等方面談本線選線原則。

圖1 茂湛鐵路線路走向示意
鐵路選線在靠近城市時,應緊密結合城市規劃,處理好鐵路建設與城市發展的關系,對不同線路方案應進行經濟、技術比選后確定合理的線路走向。
鐵路選線應結合地方的有關規劃,充分聽取地方部門對線路走向的意見和建議,以減小鐵路建設期和運營后對城市發展的影響,以及鐵路對城市功能區的分割。同時應考慮到有利于改善地方運輸條件,改善地方投資環境,促進地方經濟發展。選線時線路應靠近城市設置車站,以減少旅客旅行時間,節省貨物搬運費用,促進社會經濟和諧發展。
茂湛線地跨茂名、湛江兩個地級市,途徑縣級市吳川。吳川市城區距離茂湛鐵路直線距離為14.3 km,在方案研究階段,共選擇了兩個走向方案:一個由茂名東站引出后上跨茂湛高速公路,在高速公路南側靠近吳川市區設置吳川站,之后并行于茂湛高速公路向西接入塘口站;另一個由茂名東站引出后,在高速公路北側設置淺水站,之后并行于茂湛高速公路向西接入塘口站。圍繞這兩個線路走向方案,本著縮短線路長度,降低投資,促進地方經濟發展的原則,進行了經濟、技術比較。
設置吳川站方案雖然線路稍長,走向沒有設置淺水站方案順直,但線路經過地區靠近吳川市城區,與城市規劃配合較好,符合地方經濟發展的利益,且橋梁總長比設置淺水站方案短4.682 km,工程投資較省。
設置淺水站方案線路走向順直,比設置吳川站方案正線長度短0.936 km,但車站距吳川市區32 km,不利于吸引客貨運量,也不利于吳川市的經濟發展。
在經濟、技術比較的基礎上,充分聽取地方意見,結合城市發展規劃,采用設置吳川站位方案,將茂湛線向吳川市區方向靠近7.7 km,將站前廣場與規劃公路連接,解決了公、鐵兩路的交通問題。
茂湛鐵路位于廣東省西南部,主要地貌單元為:低緩丘陵區、鑒江沖積平原區和湛江盆地。緊鄰中國南海,部分路段距離海岸線僅有10 km。本線典型的不良地質為地震液化,特殊巖土主要為軟土、松軟土和膨脹土。鐵路選線時應盡量繞避松軟土分布區,選擇旱地較多的區域通行。該地區地震設防烈度值為Ⅶ度,同時地下水位較高,粉細砂分布廣泛,強震帶來的液化現象較為普遍,對路基穩定性影響較大。鐵路設計中應盡量繞避不良地質區,無法繞避的情況下,要采取多種措施保證路基穩定,必要時采用橋梁通過。茂湛鐵路DK22+450~DK22+900段為軟土路堤,地層主要為第四系沖積層,表層粉質黏土,厚0.9~3.0 m,下層淤泥質粉質黏土,厚1.8~3 m,該段線路中心最大填高6.5 m。研究了兩個方案:一個繞避該段軟土路基,另一個對該段路基基礎進行處理。通過經濟、技術比較,繞避方案線路稍長,且防護工程量較大,投資較高。地基處理方案采用CFG樁加固,加固深度6~8 m,該方案線路順直,投資較省。綜合考慮,該段線路地基經過處理可以滿足技術要求,且線路順直、投資省。因此,推薦對該段地基進行加固處理的方案。
(1)生態環境對鐵路選線的影響
現代社會中,人類在生產、生活中越來越重視對生態環境的保護,越來越注重人與自然的和諧發展。鐵路建設不可避免的會占用土地、破壞植被,造成水土流失,影響生態平衡,最終給人類的生產、生活造成不可挽回的損失。在選線研究過程中,應采用合理的線路走向,減少對土地的占用,降低對植被的破壞,必要時應采取工程措施(如支擋防護等)保護植被,避免水土流失。對風景名勝區、自然保護區等生態敏感區域進行繞避,不能繞避的應采取工程和管理措施降低影響。在茂湛鐵路選線中,線路途經茂名市青年湖森林公園,經過多方案的比選,線路從森林公園南側繞行通過。在茂湛鐵路官渡段,線路需要經過紅樹林自然保護區,由于保護區面積較廣無法繞避,通過多次考察論證,最終以橋梁的形式通過,且在施工過程中采取措施,減少對紅樹林的破壞。
(2)醫院、學校、軍事區、企業、文物古跡對選線的影響
在鐵路選線過程中,由于學校和醫院的特殊性,線路應盡量繞避。對不能繞避的,應采取聲屏障等防干擾措施,減少施工期和運營期的影響。對于軍事區、大型企業、文物古跡等敏感區域,由于其管理部門審批嚴格復雜,審批時間較長,實施難度大,在鐵路選線中應完全繞避。本工程湛江段由于特殊區較多,且隱蔽性較高,選線過程中不易發現建筑物和設備的具體分布,需要經過多次踏勘,并向沿線有關部門匯報方案,在充分溝通和簽訂線路走向協議的基礎上,最終明確線路走向。
(1)結合選線合理設置立交跨越工程
在鐵路選線設計中,應詳細調查既有鐵路和公路的技術標準,滿足既有鐵路和公路遠期擴建條件。在立體交叉時,選線設計應根據地形條件,采取合理的上跨和下穿方式。
與既有鐵路和高等級公路交叉時,由于既有鐵路和高等級公路已經投入運營,改移難度較大,投資較高,一般對既有鐵路和公路采取不改或少改方式。在與非等級公路交叉時,為了節省投資,考慮其交通量較小,一般采用改移道路的設計方案。在設置涵洞時,應滿足既有道路的交通條件,同時適當增加一些人行通道,方便農民耕種勞作的出行。南方多雨,地下水位較高,在進行道路改移時一定要做好排水,避免對當地居民的生產生活造成影響。茂湛鐵路所經地區鄉間道路眾多,為了節省工程造價,道路改移情況較為普遍,其中部分改移道路下挖較深,為了滿足道路排水,分別采用排水溝和排水管相結合的方式進行處理。
(2)水文調查與選線
沿線地表水主要有鑒江及其支流梅江、三丫江、樟鋪河、板橋河、塘綴河及石門港,既有灌渠、閘壩、水庫水塘也較為豐富。遇到河流時應盡可能沿高階地通過,遇到水庫水塘時應盡可能繞避,無法繞避時應采取措施確保路基穩定。南方雨水豐富,部分河道有通航的需求,在選線設計時,應滿足通航要求的凈寬和凈高。另外,如河道已有鐵路或公路橋梁時,新修建的橋梁與既有橋間距應滿足《內河通航標準》中5.1.1和5.1.2的內容[7],即兩座相鄰水上過河建筑物的軸線距離,Ⅰ—Ⅴ 級航道應大于代表船隊長度與代表船隊下行5 min航程之和,Ⅵ級和Ⅶ級航道應大于代表船隊長度與代表船隊下行3 min航程之和。特殊條件下,當兩座相鄰水上過河建筑物的軸線間距不能滿足上述要求,且其所處通航水域無礙航水流時,可靠近布置,但兩過河建筑物間相鄰邊緣距離應控制在50 m以內,且通航孔必須相互對應。
本線跨越石門港,該航道屬Ⅵ級航道,其上游已建有茂湛高速公路大橋,由于鐵路選線無法滿足一般條件的設置要求,和航道部門溝通后,茂湛鐵路石門大橋采取和高速公路并行的方案上跨石門港。
(3)應用小曲線半徑選線
本線屬于客貨共線時速200 km鐵路(平面條件預留時速250 km),考慮到鐵路運營的經濟效益,旅客的舒適度等問題,根據鐵路設計規范,主要技術標準中最小曲線半徑一般采用4 500 m。線路由茂名東站接軌引出后,約有4 km線路位于茂名市市區范圍內,若采用4 500 m的最小半徑曲線不能有效繞避重大建筑物,拆遷工程較大,實施特別困難,投資巨大。由于列車需要在該站停靠,進出站列車運行速度不高,從經濟效益和項目實施難易度上來看,可選用與列車速度相適應的曲線半徑。通過經濟、技術比較后,采用2 800 m的曲線半徑較4 500 m的曲線半徑減少拆遷約21 000 m2,避免了部分企業的房屋拆遷,同時不影響列車運行需求,滿足鐵路設計規范的要求,經濟和社會效益顯著。
鐵路選線是一個涉及多領域的綜合性學科,在選線過程中,應結合具體項目,明確設計原則,同時深入調查了解地方的城市規劃,線路所經地區的地質、環保、重大建筑物、既有鐵路和公路等因素,做好多方案工程比選工作,確保不遺漏有價值方案。本文主要介紹了廣東省西南部地區鐵路選線的技術特點和原則,對該地區的鐵路選線具有一定的參考價值和借鑒作用。
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