蒙西至華中地區鐵路崤山隧道隧址方案研究

肖紅波

（中鐵第四勘察設計院集團有限公司 武漢 430063）

1 方案的提出

蒙西至華中地區鐵路煤運通道連接蒙陜甘寧能源“金三角”地區與鄂湘贛等華中地區，是“北煤南運”新的國家戰略運輸通道，是銜接多條煤炭集疏運線路，點網結合、鐵水聯運的大能力、高效煤炭運輸系統和國家綜合交通運輸系統的重要組成部分。

項目地處我國中西部地區的過渡地段，起自內蒙古自治區鄂爾多斯市浩勒報吉，途經內蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7?。▍^），終至江西省吉安市。三門峽至荊門段位于通道的中段，地處河南省西部，湖北省西北部、中部地區，北起河南省三門峽市，途經三門峽市靈寶市、盧氏縣，洛陽市洛寧縣，南陽市西峽縣、內鄉縣、淅川縣、鄧州市，湖北省襄陽市，南至湖北省荊門市；與隴海、寧西、焦柳、襄渝、漢丹、長荊等路網干支線相連。

崤山隧道位于河南省，屬東秦嶺崤山山脈，為中低山區地貌，山巒疊嶂，地形險峻，溝谷狹長，多呈“V”字形。山坡自然坡度一般30°～70°，坡面巖層多出露，表層多為更新統黃土覆蓋，植被較發育。區內海拔標高一般為530～1 400m，線路走行標高為570～700m，最大海拔標高為1 471.3m。

根據地形、地質條件及工程情況，結合隧道施工工法及輔助坑道選擇情況，崤山隧道隧址研究有西線（南嶺出口）、中線（白廟出口）、東線（白廟出口）3大方案；鑒于西線方案隧道洞身在單面坡道上，研究了經蘇村方案（見圖1）。隧道進口端位于三門峽市靈寶縣境內，西線方案出口位于三門峽市盧氏縣境內，中線和東線方案出口位于洛陽市洛寧縣境內［1］。

圖1 崤山隧道隧址方案示意圖

1.1 西線方案

線路自比較起點靈寶市川口鎮閆謝村引出，并行在建三淅高速公路東南行，至川口鎮趙吾村附近后設靈寶東站，出站后線路西南行至南朝街附近跨在建三淅高速公路、209國道及霸底河后沿霸底河西側南行，至城煙村附近再次跨越高速公路、209國道至牛心山后以22.340km的隧道穿崤山，在洛寧縣故縣鎮北焦寺河村附近設站，出站后線路繼續東南行至方案比較終點。線路長度52.97km，橋隧總長46.975km，橋隧比88.65%。

1.2 中線方案

線路自西線方案城煙隧道引出，以24.069 km的隧道穿崤山，在洛寧縣故縣鎮隍城村附近設站，出站后線路折向南至方案比較終點。線路長度53.77km，橋隧總長47.38km，橋隧比88.12%。

1.3 東線方案

線路自西線方案靈寶東站出站后繼續沿高速公路東南行至城煙特大橋，以25.980km的隧道穿崤山后接中線方案至比較終點。線路長度52.976 km，橋隧總長47.393km，橋隧比89.46%。

1.4 經蘇村方案

線路自比較起點引出，西南行至川口村附近后折向西跨三淅高速公路、209國道及霸底河，至東澗河后沿其東側南行，在蘇村鎮吳家莊附近設靈寶南站，繼續沿東澗河南行至寺河鎮后折向東，跨霸底河及209國道接入西線方案。線路長度58.469km，橋隧總長50.033m，橋隧比85.57%。

2 方案比選

2.1 線路長度及工程投資

通過對比較范圍內各方案的線路長度及主要工程數量計算，并借鑒以往相近項目的工程估算指標，對各方案的主要工程投資進行估算，具體對比數據見表1［2］。

表1 崤山隧道隧址方案比較表

由表1可見，經蘇村方案線路最長，中線方案、東線方案次之；中線方案較西線方案線路長0.8km，橋隧總長0.405km，但地質條件較好，投資增加0.49億元；東線方案與西線方案線路長度相當，橋隧總長0.418km，高墩橋梁長，但地質條件好，投資增加1.39億元；經蘇村方案較西線方案線路長度5.499km，橋隧總長3.058km，且短隧道座數多4座、長度多2.944km，投資增加4.16億元。

2.2 地質條件及施工風險

西線方案及經蘇村方案多次下穿孟家河及其支流，F4斷層寬度大（350m）且臨近孟家河，強富水，風險極大；出口段有4km白云質灰巖，發育F20斷層，寬約350m，存在較大巖溶風險；出口懸于S323上方，相互干擾大。

中線方案地質條件較好，通過斷層相對較少，下穿孟家河及其支流次數較少，避開F20斷層，施工風險小。

東線方案地形、地質條件好，通過斷層少，距離孟家河遠，通過F4斷層短（140m），避開F20斷層，施工風險最小。

2.3 縱斷面條件

西線方案崤山隧道22.34km洞身僅出口段有0.35km的反坡，排水困難；經蘇村方案崤山隧道22.287km洞身出口段有4.97km的反坡，中線方案崤山隧道24.069km洞身出口段有7.56km的反坡，東線方案崤山隧道26.345km洞身出口段有7.33km的反坡，此3個方案排水條件相對較好。

2.4 工程實施難易程度

西線方案、經蘇村方案崤山隧道長度分別為22.34，22.287km，輔 助 坑 道 7 座 9 872m（其中無軌6座8 212m，有軌雙井1座1 660m）。經蘇村方案墩高100m橋梁長度達600m、墩高80m橋梁長度達300m，施工難度大。

中線方案崤山隧道長度為24.069km，輔助坑道8座10 857m（無軌6座7 863m、有軌雙井2座2 994m）。

東線方案崤山隧道長度為25.980km，輔助坑道9座12 236m（無軌7座9 280m、有軌雙2座2 956m）。

2.5 環境敏感區影響

東線方案正交跨越一級水源保護區紅線渠，其他方案均需改移一級水源保護區紅線渠。

2.6 推薦意見

通過上述幾個方面綜合分析，經蘇村方案雖崤山隧道長度最短，且洞身出口段有4.97km的反坡，但線路展長5.499km，投資增加4.16億元，施工風險最大；西線方案雖線路最短，崤山隧道長度也最短，但洞身單面上坡，施工風險也最高；東線方案線路短，施工風險最低，但崤山隧道長度最長，且進口段引線高墩橋長達6.528km，投資增加1.39億元；中線方案線路稍長，施工風險小，崤山隧道長度居中，進口段引線條件好，高墩橋梁最短，投資增加不多，故本次研究推薦中線方案。

3 結語

崤山隧道是蒙西至華中地區鐵路煤運通道工程中最長的隧道，也是控制全線工期的重點工程，合理確定其隧址不僅關系到工程投資及隧道施工的安全，更關系到蒙西至華中地區鐵路煤運通道這一“北煤南運”新的國家戰略運輸通道能否按期實施、盡早發揮其效能。本文在線路宏觀走向研究的基礎上，從工程投資、地質條件、施工風險、長隧道排水、工程實施難易程度、環境影響等多個方面對崤山隧道隧址方案進行了局部方案比較分析，通過綜合比選，提出了推薦方案。

隨著列車運行速度的不斷提高，對鐵路勘察設計、施工和運營的經濟合理、安全高效也提出了更高的要求，前期通過更加全面、細致、具體的影響因素分析，綜合比選后提出線路走向方案的推薦建議，是實現鐵路運輸“安全第一、預防為主”的具體體現，也是建設和諧鐵路的重要手段，具有顯著的經濟和社會意義。

［1］GB50090－2006鐵路線路設計規范［S］.北京：中國鐵道出版社，2006.

［2］中鐵第四勘察設計院集團有限公司.新建鐵路蒙西至華中地區鐵路煤運通道工程三門峽至荊門段可行性研究［R］.武漢：中鐵第四勘察設計院集團有限公司，2012.