蘭新第二雙線跨黃河線路方案研究

侯全德

蘭新第二雙線橫跨甘肅、青海、新疆三省區，經由蘭州、西寧、烏魯木齊三省會，是亞歐大陸橋鐵路通道的重要組成部分，在國民經濟與路網中具有非常重要的作用。本項目將建設為以客運為主的高標準鐵路，并與既有蘭新鐵路實現客貨分線運輸，大幅提高陸橋鐵路通道運輸能力和運輸質量。

本線擬建長度1 776 km，自東向西穿越隴西黃土高原區、祁連山中高山區、河西走廊區、戈壁區、天山丘陵區。跨越黃河的橋址及方式是蘭新線第二雙線線路方案研究重點之一，選擇科學合理的跨黃河線路方案顯得尤其重要。

1 黃河橋位自然概況及主要控制因素

蘭新第二雙線黃河跨越區位于八盤峽水電站庫區范圍，下游距湟水河口1.8 km，上游距八盤峽水電站5.7 km。跨越區黃河兩岸分布有階地，大多為果樹林，階地以外為低山區。理想的橋址處地形平坦開闊，河水平靜，水面寬闊，河寬約210 m，主河槽最大水深約7 m，流速不足0.5 m/s。

蘭州樞紐的引入、合理的黃河橋位、八盤峽水電站、蘭青線、劉家峽專用鐵路、規劃的蘭州—合作鐵路、蘭州鋁廠、黃河兩岸的自然地形及不良地質(張家臺溜坍區)等均為控制跨黃河線路方案的主要因素。

2 跨黃河線路方案研究

本方案研究在滿足蘭州樞紐引入的前提下，考慮到沿線自然地形條件、工程地質條件及線路跨越黃河橋位、平面控制等因素，以兩個黃河跨越橋位，即既有八盤峽車站附近和八盤峽水庫區為重點控制，進行了以下三個方案研究，詳見圖1和表1。

圖1 黃河橋位方案比較示意

表1 跨黃河線路方案工程經濟比較

2.1 既有八盤峽車站55°角方案(C1K)

線路自蘭州樞紐引出，向西穿越謝家坡山、扎馬臺山后，在既有八盤峽車站南端跨越黃河。為了繞避蘭州鋁廠折向西南，跨既有蘭青鐵路、湟水河后，并行于湟水河南側至比較終點。本方案比較范圍內線路長度41.655 km，大中橋8 192 m，隧道30 210 m，橋隧總長38.402 km，橋隧比92.2%。

該方案線路相對順直，由于繞開了蘭州鋁廠而拆遷少，投資較少。但線路為了繞避蘭州鋁廠而致使跨越黃河時線路與河流夾角較小(55°)，黃河跨越條件差，且與黃河管理委員會的要求相差甚遠。還有跨越黃河前后隧道(張家臺隧道出口)地質條件差，線路處于溜坍區，路基深挖方段落太長，邊坡防護工程巨大，有可能會存在路基邊坡安全隱患。

2.2 既有八盤峽車站78°角方案(C2K)

本方案黃河跨越位置依然為八盤峽站附近，線路出蘭州樞紐后，向西穿蘆草山、周家臺山，在八盤峽站南線路以大夾角跨越黃河。繼續向西以隧道繞開蘭州鋁廠，跨越湟水河至比較終點。本方案比較范圍內線路長度42.633 km，大中橋9 936 m，隧道29 640 m，橋隧總長39.576 km，橋隧比92.8%。

該方案張家臺隧道出口地質條件好，跨越黃河時線路與河流夾角較大(78°)，跨越條件好。但線形較差，而且線路長，較55°夾角跨黃河方案線路展長1.605 km。分割城鎮比較嚴重，拆遷工程大。且與西北電網骨干線路干擾嚴重，工程實施難度大。

2.3 八盤峽水電站長隧道取直方案(CK)

由于既有八盤峽車站附近黃河跨越方案存在諸多缺陷，分析認為應對八盤峽水電站跨越方案進行研究，以資與其比選。八盤峽水電站跨越黃河線路方案自蘭州樞紐引出，向西南行進，穿蘆草山、高家山后，在八盤峽水電站下游以76°大夾角跨越黃河，并行于湟水河南側至比較終點。本方案比較范圍內線路長度41.00 km，大中橋5 130 m，隧道34 300 m，橋隧總長39.43 km，橋隧比96.2%。

該方案線路順直，遠離蘭州鋁廠城鎮區，躲避了不良地質，與西北電網沒干擾。以兩座長度10 km以上隧道(高家山隧道長12 705 m，福川隧道長10 620 m)行走于黃河沿岸山區，工程投資較大，與55°夾角跨黃河方案比貴7 143萬元。但該方案線路短直，線形條件好，分別比以上兩方案短0.655 km和1.633 km。特別是線路以大夾角(76°)跨越黃河，跨越條件好，滿足了黃委會和通航要求。而且跨越黃河前后的隧道進出口地質條件好。

2.4 方案比選

既有八盤峽車站78°夾角跨黃河線路方案線形差，線路長，嚴重分割蘭州鋁廠城鎮區，拆遷工程大，加大了工程的協調難度，且與骨干電網干擾大。既有八盤峽車站55°夾角跨黃河線路方案，線路與河流夾角較小，跨河技術條件差，難于滿足黃委會要求，并且跨黃河前后隧道進出口的工程地質條件差。八盤峽水電站長隧道取直跨黃河線路方案雖然工程投資較大，但跨越黃河的橋位理想，河流沿岸工程地質條件好，故推薦采用。

3 橋式方案選擇

位于八盤峽水電站長隧道取直跨越黃河線路方案橋位下游側約2 km的既有蘭青二線黃河特大橋，鐵路與河流夾角72°左右，跨越黃河時采用(40+2×64+40)m一聯連續梁，其余孔跨均采用32 m梁跨越。滿足了黃河Ⅴ級航道通航要求，運營實踐證明工程設置科學合理。本次推薦方案線路中心線與河流夾角76°，跨越條件與蘭青二線黃河特大橋基本相似，宜采用相同橋式布置，即采用一聯(40+2×64+40)m預應力混凝土連續梁跨越黃河主河槽，其余布設32 m及24 m簡支箱梁。結合其他要求，本方案橋式布置為:4×32 m簡支梁+(32+48+32)m一聯連續梁+4×32 m簡支梁+(40+2×64+40)m一聯連續梁+19×32 m簡支梁+3×24 m簡支梁+3×32 m預應力混凝土雙線箱梁，橋全長1 389.9 m。

4 結論

本文對蘭新第二雙線跨越黃河線路方案研究得出如下結論:

1)八盤峽水電站長隧道取直跨越黃河線路方案(CK)合理地解決了線路引入蘭州樞紐、跨黃河的技術要求，同時科學處理了平面干擾(蘭州鋁廠、骨干電網)，且繞避了不良地質。

2)跨黃河橋的橋式布置方案可借鑒技術成熟的既有蘭青二線黃河特大橋進行設置。

3)推薦八盤峽水電站長隧道取直跨越黃河線路方案(CK)為工程實施方案。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵科技［2004］78號 鐵路主要技術政策［S］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［2］中華人民共和國住房和城鄉建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB 50090—2006 鐵路線路設計規范［S］.北京:中國計劃出版社，2006.

［3］中華人民共和國鐵道部.TB 10002.1—2005 鐵路橋涵設計基本規范［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［4］中華人民共和國鐵道部.TB 10082—2005 鐵路軌道設計規范［S］.北京:中國鐵道出版社，2005.

［5］中鐵第一勘察設計院集團有限公司.新建鐵路蘭州至烏魯木齊第二雙線可行性研究［R］.西安:中鐵第一勘察設計院集團有限公司，2008.

［6］易思蓉.鐵路選線設計［M］.成都:西南交通大學出版社，2006.

［7］鐵道部第一工程局.鐵路工程施工技術手冊:軌道［M］.北京:中國鐵道出版社，2000.

［8］鐵道第四勘察設計院.鐵路工程設計技術手冊:站場及樞紐［M］.北京:中國鐵道出版社，2004.