京沈客運專線經由潮白河地區設計方案研究

商麗娜

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津　300142)

Research on the design line plan of Beijing-Shenyang Passenger Dedicated Line through Chao Bai River

SHANG Lina

京沈客運專線經由潮白河地區設計方案研究

商麗娜

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津300142)

Research on the design line plan of Beijing-Shenyang Passenger Dedicated Line through Chao Bai River

SHANG Lina

摘要京沈客運專線是國家《中長期鐵路網規劃》“四縱四橫”客運專線中的“四縱”之一，是連接東北和華北地區重要紐帶，是溝通關內外主要城市間快速客運通道。對線路經由潮白河地區方案進行研究，探討確定該區段線路走向的評價因素，包括穿越水源地、城市規劃、跨越重大河流、既有鐵路、高速公路及規劃道路、氣候條件、工程經濟性等，最終確定上跨潮白河地區的線路走向及跨越潮白河的孔跨方案。

關鍵詞客運專線水源地線路走向孔跨比選

1京沈客專跨越潮白河方案概況

北京至沈陽客運專線(以下簡稱京沈客專)地處華北地區的北京市、河北省和東北地區遼寧省，全長697 km，設計速度350 km/h。線路起自北京市朝陽區，出站后向北，在順義區境內沿京承高速公路東側向北，之后折向東上跨富密路后，以大跨連續梁的形式自京承鐵路高各莊站北咽喉區跨過。之后進入懷柔區，繼續向東北跨過京密路，自趙各莊村中南部沿中高路通過，上跨懷河、京承高速公路、京承高速匝道(楊雁路)和大秦鐵路后在懷柔應急水源地與第八水廠水源地之間設懷柔南高架站。出站后自耿辛莊南側通過，以40°角斜跨潮白河后進入密云縣境內，繼續向東在平頭村北上跨京承高速公路后，折向東北上跨規劃西統路，繞過密云規劃地塊后并行京承高速公路向東，上跨順密路互通后在寧村附近設密云高架站。懷柔南和密云站位是地方政府經多次論證后選定的，因此圍繞確定的站位，結合沿線眾多控制因素，按照300 km/h標準開展本區域的方案研究。

2京沈客?？绯卑缀涌刂泣c說明及走向方案比選

京沈客專自順義區進入懷柔區境內后，為了減少拆遷，躲避高壓走廊鐵塔，滿足跨越重大道路、鐵路的角度及跨度，結合地方政府的設站要求，對懷柔、密云市區內的線位進行了詳細的優化設計，并根據海河委員會關于跨潮白河的角度要求進行走向方案比選。

2.1　控制點說明

(1)城市規劃

自2009年項目建議書批復后，懷柔區及密云縣規劃部門結合多方面意見進行了詳規設計，并對多個地塊進行了開發。其中懷柔區城市主規劃在楊宋鎮，懷柔設站主要服務于規劃的楊宋影視城以及開行市郊列車后懷柔區居民進京；密云縣規劃主要在京承高速公路以北，南側主要結合密云站進行詳細規劃，對密云站進行物業開發以及市政一體化設計。密云站除作為京沈客專的中間站外還是北京開行市郊列車的終點站。

(2)水源地

線位在懷柔區前后所經地區水源地較多，由西向東依次經過規劃順義第三水源地二級區、懷柔應急水源地二級區以及第八水廠水源地防護區。為了避免懷柔南站設于水源地范圍內，結合地方要求，在跨過大秦鐵路后設懷柔南高架站。

(3)重大河流

京沈客專在懷柔密云境內跨越的主要河流為懷河和潮白河，其中潮白河為北京市的五大水系之一，也是海河水系的主要支流。

(4)既有鐵路及高速公路

京沈客專自西向東依次跨越既有京承鐵路高各莊站北咽喉和大秦鐵路，根據北京鐵路局及太原鐵路局要求，均需采用大跨連續梁轉體施工，跨點處要滿足跨越角度以滿足跨度要求。除跨越鐵路外，在該范圍內兩跨京承高速公路。京承高速公路為雙向六車道，為了避免曲線地段設置伸縮調節器，直線段跨越京承高速公路角度不小于30°，曲線地段不小于40°(最小跨度100 m連續梁)。

(5)其他控制因素

線位經過北京市郊區，除村莊密集外，近幾年隨著地方經濟的發展，沿線溫室大棚、生態園密集；規劃道路較多，且需預留的寬度較大；高壓線眾多，且穿越500 kV高壓走廊，在滿足重大控制點的要求下，結合地方規劃，要求盡量減少拆遷。

2.2　走向方案比選

根據水利部海河水利委員會印發的海建管[2013]33號文(試行規定)第三章第十條規定：橋梁跨越河道應使橋梁軸線與中高水流方向垂直，偏差不超過5°或采用一跨跨越河道的方式；而根據《北京市市屬河道管理和保護范圍內建設項目管理規定》第十一條：原則上橋梁軸線應與河道中心線正交，如因客觀原因確不能正交，夾角范圍應在75°～105°之間或一跨過河。根據以上條文規定，結合沿線水源地保護區(順義第三水源地保護區、第八水廠水源地保護區)，懷柔、密云規劃及站位等因素控制，并充分征求地方意見，對于跨越潮白河研究了以下兩個方案。

(1)I方案：繞避懷柔規劃40°跨潮白河方案

本段線位起自DK50+000，向東北方向跨越京密路、京承高速、懷河后，在規劃的楊宋影視城南段700 m設懷柔南站，地勢空曠，拆遷較少，有利于開展物業開發。站位軌面高程為15 m，出站后結合密云縣境內的規劃及躲避拆遷，以40°交角跨越潮白河河道。之后折向東北，經北京康順達農業科技生態園、京承高速、輝煌礦山機械廠、水岸綠洲生態觀光園、北京達鑫利華機械設備有限公司等重大建筑物后，結合密云縣的規劃，并行京承高速公路向東跨越順密互通立交橋后設置密云站。方案比較終點為DK78+000，線路長度28.8 km，平面最小曲線半徑5 000 m，限速300 km/h。

(2)Ⅱ方案：穿越懷柔規劃75°跨潮白河方案

本段線位起自DIK50+000，向東北方向跨越京密路、京承高速、懷河后，上跨大秦鐵路。為了盡量較少對規劃楊宋影視城的切割以及躲避拆遷，在規劃順義第三水源地保護區內設懷柔南站(需調整水源保護區范圍)。由于站位上跨大秦鐵路，站位軌面高24 m，出站后結合海委要求，以75°交角跨越潮白河河道，之后折向東北跨越京承高速，經臺上村、南金溝屯村后并行京承高速公路，后跨越順密互通立交橋后設置密云站，至方案比較終點DIK80+189。線路長度30.19 km，平面最小曲線半徑4500 m，限速300 km/h。該方案受跨河角度及密云站位的影響，線位連續出現S形曲線，線形較差且切割懷柔區和密云縣的規劃地塊。

兩方案的對比分析如表1所示。

綜上，75°跨越潮白河方案雖然跨河角度較好，但是與水源地保護區及懷柔、密云規劃沖突嚴重，且線形較差、拆遷多、投資大；而40°跨潮白河方案平面線形順直，與懷柔、密云規劃結合較好，同時線路較短，節省運營時分，投資較75°跨河方案節省明顯。期間多次征求地方意見，由于75°跨河方案對地方規劃影響較大，地方不予支持。因此，以較好結合地方規劃、投資較省的40°跨潮白河方案作為推薦方案。

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3.1　潮白河河道概況

潮白河是海河水系的主要支流，上游由潮河、白河兩大支流組成。潮、白兩河自密云水庫出庫后，各自排放故道，于密云縣的河漕村匯合后稱潮白河。京沈客?？绯卑缀拥臉蛭晃挥诔焙?、白河匯合口下游約9.3 km處，河道樁號為k9+204。該處河道為平原河道，河道寬闊順直，現狀河道邊坡形式為植物護砌(如圖1所示)。

3.2　跨越潮白河設施現狀概況

(1)耿辛莊公路橋

位于京沈客?？绯卑缀訕蛭幌掠渭s700 m處，和潮白河基本正交，孔跨為30 m簡支梁。

(2)京承高速公路橋

位于京沈客專跨潮白河橋位下游1 200 m，和潮白河交叉角度60°。引橋為30 m簡支梁，主孔跨為(75+2×120+75) m矮塔斜拉橋。

3.3　橋梁孔跨方案的確定

京沈客專跨潮白河長度約為856 m，本次跨河孔跨的橋墩均采用圓端形實體橋墩和圓端形空心墩。橋梁線位與河道水流夾角40°，橋墩軸向與水流方向夾角50°，靠近河道堤壩側橋墩對水流挑流作用明顯，對堤腳處流速和流態影響較大，威脅堤壩穩定。為減輕橋墩對河道堤壩穩定的影響，將臨近大堤的橋墩按長邊外擴0.5 m做成圓形圍堰；基礎采用鉆孔樁基礎、挖井基礎等；設計洪水頻率為100年。

基于以上標準，橋梁跨越潮白河河槽研究了兩個方案：河槽56 m簡支箱梁跨越方案和河槽100 m連續箱梁跨越方案，并對兩方案進行了防洪評價，防洪評價的技術路線框圖如圖2所示。

(1)河槽56 m簡支箱梁跨越方案

其孔跨布置為：1-(48+80+48) m連續箱梁+10-56 m簡支箱梁+1-(60+100+60) m連續箱梁，本方案河槽內需設置13個橋墩(如圖3所示)。

(2)河槽100 m連續箱梁跨越方案

其孔跨布置為：1-(60+100+60) m連續箱梁+1-64 m簡支箱梁+1-(60+100+100+100+60) m連續箱梁+1-64 m簡支箱梁1-(60+100+60) m連續箱梁，本方案河槽內需設置10個橋墩(如圖4所示)。

經過與北京市水務局對接，潮白河規劃中未給出100年一遇洪峰流量，因此需要采用同頻率組成法進行100年一遇的洪峰流量推算。通過推算，100年一遇洪峰計算流量為2 915 m3/s。

基于推算的洪峰計算流量，通過建立二維水動力模型，計算出橋梁建設對河道防洪的影響(包括壅水分析計算、堤頂超高復核、橋墩阻水面積計算以及河勢影響分析計算)以及洪水對橋梁的影響。通過計算，以上兩橋梁孔跨方案的施工對河道規劃基本沒有影響，兩方案設計標準均為100年一遇，符合國家《防洪標準》(GB50201—94)的要求，但100 m連續箱梁跨越方案較56 m簡支箱梁跨越方案河槽內橋墩個數少，橋墩阻水對河勢穩定性影響小，臨近河堤的橋墩基礎施工時對河堤影響小，因此以河槽100 m連續箱梁跨越方案作為推薦方案。

4結束語

京沈客專在北京境內跨越潮白河地區的線路方案控制因素較多，有地方規劃對車站平面位置選址要求，有水源保護區、城市規劃用地及重大立交對凈高的要求，以及對跨河角度的要求等，方案研究需綜合環境及工程技術經濟性做綜合分析。經對對控制因素的分析及各控制區段方案比選，確定該段線路的最終走向方案；結合跨潮白河的角度，通過進行防洪評價計算及評價分析，推薦的橋梁孔跨形式對河道規劃的實施基本沒有影響，但施工時需注意以下事項：

(1)建議項目合理安排工期，避免在汛期進行主體工程施工；如在汛期施工需做好導流措施并制定相應的防汛預案，報水利行政主管部門備案。

(2)建議施工單位及時將施工過程中產生的棄渣、垃圾等運至指定地點，禁止堆放在灘地或河道內。施工完成后，應對棄土棄渣完全清除，并恢復河道原貌和河底高程，避免對河道行洪造成影響。

(3)距離堤壩較近橋墩基礎施工時，應注意對堤防的保護，施工結束后及時進行土方回填夯實，恢復堤壩防護原狀，保證橋墩基礎與地基土層接觸緊密。

(4)考慮橋梁建設對河勢穩定以及堤防邊坡穩定的不利影響，建議對橋址附近一定范圍內的堤壩迎水坡進行鋪砌防護，并請具有相應水利資質的設計單位進行專項防護設計。

參考文獻

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[5]鐵道第三勘察設計院集團有限公司.新建北京至沈陽鐵路客運專線北京市域段初步設計線路說明[R].天津：鐵道第三勘察設計院集團有限公司，2014

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[7]孔德華.風險評價在鐵路選線中的應用探討[J].鐵道勘察，2010(3)

中圖分類號：U212.32

文獻標識碼：A

文章編號：1672-7479(2015)05-0065-04

作者簡介：商麗娜(1986—)，女，2009年畢業于北京交通大學道路與鐵道工程專業，工學碩士，工程師。

收稿日期：2015-06-11