新建和坪鐵路線路方案研究

劉 軍

(吉林鐵道勘察設計院有限公司，吉林 132001)

新建和坪鐵路線路方案研究

劉 軍

(吉林鐵道勘察設計院有限公司，吉林 132001)

新建和龍至南坪鎮鐵路工程全長44.145 km(含白河聯絡線長3.03 km)。結合沿線的地形地貌和本線運量明顯不平衡的特點，在限制坡度的選擇上采用了更合理的均衡坡方案；在地形復雜的山區地段，通過詳細的線路方案比選，采用了技術、經濟最優的洞坪溝方案。

鐵路線路；均衡坡；方案比選

1 概述

新建和坪鐵路正線起點為東北東部鐵路通道白河至和龍段的終點站和龍站，終點為中朝邊境南坪鎮內的延邊天池工貿公司選礦廠附近，另含白河方向的聯絡線。本項目的建設是發展東北經濟、確保鋼鐵企業生存和發展的需要。朝鮮茂山鐵礦由于受交通條件的限制，目前開采規模較小，本項目的建成將為朝鮮茂山鐵礦的大規模開采創造了條件，進而將鐵礦粉源源不斷運入我國，促進東北鋼鐵工業的發展。同時也有利于促進中朝貿易合作，加強中朝睦鄰友好合作關系。

1.1 工程概況

本線地形地貌特點是兩端低、中部高，以線路中部的小嶺山為分水嶺，在越嶺前呈現丘陵地形，自然地面縱向坡度16‰～20‰；在越嶺后呈現中低山地貌，地形陡峻，起伏變化大，沖溝發育，大部分基巖裸露，局部地表覆第四系松散堆積層，以河流發育地段第四系松散層為最厚。

沿線水系發育，主要為圖們江水系。主要河流有海蘭江、牛心河、圖們江等，均屬常年性河流；氣候屬于中溫帶濕潤大陸性季風氣候區，土壤最大凍結深度1.45 m；地下水主要類型有第四系孔隙潛水、基巖裂隙水、鹽酸巖巖溶水。地下水一般埋深1～5 m，潛水位年變幅一般5 m左右，局部基巖裂隙水埋藏較深。

1.2 沿線特殊地區概述

在和龍市城區南部25～31 km的和蘆公路兩側各3～4 km范圍內，為國務院發布的第四批國家重點風景名勝區——和龍市仙景臺風景名勝區。該風景名勝區占地面積約32 km2，風景名勝區外圍保護地帶面積約為11 km2。另外，沿線終點地段，位于中朝兩國邊界地區—南坪口岸，與朝鮮僅一江(圖們江)之隔。

2 限制坡度的選擇

本線研究年度內上行重車方向貨運量為530×104t/年，下行貨運量為18×104t/年。與本線銜接的相鄰線路比較多，在限坡的選擇上應首先考慮統一牽引質量，避免重復的解編作業。再結合運量水平、大宗及直通貨物流向、地形條件等，對各限坡方案進行能力適應性和工程適應性分析，最終形成合理的線路方案。

2.1 限坡方案構成

本線大宗貨物主要是從南坪鎮站開始，經和龍站運往通鋼(東通化)、建龍(吉林)、吉林天池礦業有限公司(和龍線八家子)球團礦廠、西林(黑龍江) 的鐵礦粉。所以與本線相關的既有線主要有東北東部鐵路通道(以下簡稱為東通道)通化以北渾白線、渾通線、梅集線、和龍線、朝開線、長圖線、牡圖線、沈吉線及和白線等。

東通道和龍站以南，渾白線擬結合白河至和龍段鐵路標準，按限坡14.5‰、牽引質量1 500 t進行統一考慮；渾通線現狀牽引3 500 t/2 100 t，東通道直通列車在白山市站不變軸，按1 500 t、遠期按3 000 t欠軸通過渾通線；梅集線現狀限制坡度為10.8‰/20.5‰，機車牽引2 300 t/1 350 t，研究年度內限制坡度改造為10‰/15‰。東通道和龍站以北，和龍線、朝開線、長圖線既有限制坡度分別為上行為11‰、下行為13.6‰；上行為17.8‰、下行為15.5‰；上行12‰、下行8‰。

考慮新線直通車流主要走東通道線，從統一牽引質量、減少改編作業角度看，應首先研究限坡14.5‰方案；考慮東北東部鐵路通道龍井站、朝陽川站折角運輸改建工程暫未實施，受朝開線限坡控制，從南坪鎮站經和龍站走和龍線運量約占53%，應研究18‰限坡方案；考慮新建鐵路上行主要運輸朝鮮茂山出口中國的鐵礦粉，下行主要運輸中國向朝鮮出口的農副產品、機械設備、水泥礦建及日常生活用品等，線路上、下行(鐵路輕重車)運量差異明顯，上行重車方向貨物運量是下行輕車方向貨運量的20～23倍，結合沿線自然地面縱向坡度的條件，研究上行14.5‰、下行18‰的均衡坡方案也是十分必要的。

2.2 各限坡方案的分析比較

技術條件和工程適應情況分析均以下行18.0‰、上行14.5‰的限坡(均衡坡)為基準，14.5‰限坡方案與18.0‰限坡方案分別與之進行對應對比。

(1)均衡坡方案與14.5‰限坡方案比較

14.5‰限坡方案主要是解決CK4+000～CK16+500段下行限坡的問題，所以在該段范圍內做14.5‰的比較方案。該段線路是沿牛心河谷兩側山丘逆流而上的，自然地面高程差190～200 m，平均坡度16‰。如采用14.5‰限坡，需采取往返跨越牛心河展長線路的方式來實現。主要工程數量的比較詳見表1。

表1 均衡坡方案與14.5‰限坡方案比較

(2)均衡坡方案與18.0‰限坡方案比較(表2)

研究18‰限坡方案主要是從節省工程量、降低工程造價方面來考慮的。重點研究的是在越嶺之后，線路盡量適應地形、減少路基工程。所以18‰限坡方案比較范圍為CK22+250～CK39+500(系對應均衡坡的線路里程)，比較段線路全長16.73 km。

表2 均衡坡方案與18.0‰限坡方案比較

(3)各限坡方案的綜合分析

根據上述限坡方案的比較情況，各方案的優缺點見表3。

表3 各限坡方案優缺點綜合分析比較

2.3 研究結論及最終方案

綜合以上分析，上行14.5‰下行18.0‰限坡方案，具有適應地形條件和本線上下行貨運量顯著不平衡特點的需求，并且重車方向限坡與相銜接線路限坡一致，對運輸組織影響最小。從工程量和投資方面看，也比較適中，具有一定的經濟性。因此，本次設計最終采用了均衡坡方案。

3 重點局部方案比選

3.1 比選方案簡述

CK15+000～CK38+800段為本線的最為復雜的山區地段，根據線路經過的地點不同，進行了兩個主要方案的比選，一是洞坪溝方案，二是車場子方案。兩個方案的比較范圍長達23.8 km，占本線全長50%以上，對整個線路的方案走向起到決定作用，見圖1。

圖1 車場子局部線路比選方案示意

(1)洞坪溝方案

線路在CK15+000處由西北向東南走行，上跨和蘆線公路后，設小嶺隧道(全長7.9 km)下穿小嶺山。線路出隧道后折向南，沿洞坪溝東側山坡依山順流而下，并在CK27+900處設洞坪溝站。出站后線路折向東走行，跨越柳洞河時設置本線最高簡支梁橋——柳洞河特大橋(墩高60 m)，跨過柳洞河后橋隧相連直至比選方案終點。

(2)車場子方案

線路在CK15+000處折向南設隧道下穿大嶺山，在和蘆線公路西側走行。線路出隧道折向東南上跨和蘆線公路后，到達車場子村設置仙景臺站。線路出站后為避讓仙景臺風景區，折向東在山嶺溝谷中橋隧相連蜿蜒前行，直至方案終點。

3.2 綜合分析比較

(1)工程技術經濟比較

各方案主要工程數量比較見表4。

表4 主要工程數量比較

對以上工程數量進行方案優缺點分析比較,見表5。

表5 線路方案優缺點分析比較

(2)風景保護區對方案的影響

仙景臺自然風景保護區位于洞坪溝谷的西側山峰，保護區的特殊要求也直接影響兩個方案的線路走向，依據國務院國函[2002]40號及建設部建城函[2005]239號文的批復要求，在本次線路走向方案選擇時予以了避讓。洞坪溝方案是位于洞坪溝谷的東側山坡走行，距保護區外圍保護帶邊緣500 m以上，對于保護區沒有任何影響，而車場子方案雖然也滿足環境保護區的要求，但線位與保護區同屬一個山脈以隧道形式通過，從有利于自然保護區的角度來分析，采用洞坪溝方案更為合理。在吉林省環境保護局下發的“關于和龍至南坪鎮鐵路環境影響報告書的批復”文件中同樣建議采用洞坪溝方案。

3.3 研究結論

綜合以上的分析，通過技術經濟的比較，洞坪溝方案既有線路平面條件好、投資省的優點，同時又滿足特殊保護區的要求，得到了環保部門的認可，因此，以洞坪溝方案作為了最終方案。

4 結語

本線鐵路沿線共設3個車站，橋隧總長度為18.438 km，占全線比重為44.8%。本線最高橋為墩

高60 m的柳洞河特大橋，最長的隧道為小嶺隧道，全長7.936 km(為當時國內單線鐵路內燃牽引最長的隧道)，工程投資概算總額為12.6億元。本項目的設計方案于2009年1月通過了鐵道部工程設計鑒定中心的評審，同年7月下達了“鐵道部、吉林省人民政府鐵鑒函[2009]879號《關于新建和龍至南坪鎮鐵路初步設計的批復》”文件，該工程已于2013年通過竣工驗收并通車運營。

山區鐵路的選線設計是項復雜且系統的工作，時常需要做詳細的方案比選。通過結合地形地貌的特征以及本線運量的特點，設計可以上下行采用不同的限制坡度，即可滿足運輸的要求，也能很大程度上減少工程的造價，最大限度地優化線位，通過本項目設計的實施，對以后類似工程的設計提供了一個很好的思路。在進行重點局部線位比選時，通過對運輸、橋隧、站場等主要專業的綜合分析，才能準確地確定方案的合理性和經濟性。通過解決一些復雜的技術難題(如超長內燃機車單線隧道和嚴寒地區的高橋設計)，既優化了線路的平面條件，也大幅降低了工程造價。

[1] 鐵道部，吉林省人民政府.鐵計函(2008)949號.關于新建和龍至南坪鐵路項目建議書的批復[Z].北京：鐵道部，2008.

[2] 吉林省環境保護局.吉環建字(2008)387號.關于和龍至南坪鎮鐵路環境影響報告書的批復[Z].長春：吉林省環境保護局，2008.

[3] 吉林鐵道勘察設計院有限公司.新建和龍至南坪鎮鐵路工程可行性研究[R].吉林：吉林鐵道勘察設計院有限公司，2008.

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Research on Route Scheme of Proposed Helong-Nanping Railway

LIU Ju

(Jilin Railway Survey & Design Institute Co.， Ltd.， Jilin 132001, China)

2013-11-21；

：2014-01-05

劉 軍(1980—)，男，工程師，2004年畢業于蘭州交通大學土木工程專業。

1004-2954(2014)09-0058-03

U212.32

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.09.015