沿河鐵路線路選線要點分析

陳茜、趙月想

（1.石家莊鐵道大學四方學院，河北 滄州 061000；2.河北軌道運輸職業技術學院，河北 晉州 052200）

1 概述

鐵路選線工作是一項復雜而艱巨的任務，為了滿足日常出行、貨物運輸、經濟發展等需要，鐵路常常需要經過一些特殊地形和地質條件地區，無疑為鐵路選線工作增加了難度。其中，沿河選線是經常會遇到的情況。由于沿河地區的地形地質條件復雜，在沿河選線時，除了要遵循鐵路選線的基本要求以外，還要順應河岸兩側的具體條件，因地制宜選定線路的高度、位置、結構形式等因素。

2 沿河線的特點

河流兩岸地質地形條件復雜，經行地區有較多的人文因素，掌握具體的工程條件對選線工作尤為重要。所以在選線之前，首要工作就是深入分析沿河線的特點。

其一，受動水壓力的影響，河流兩岸往往地質條件比較差，容易產生滑坡、泥石流等重大災害，嚴重影響行車安全，且不良地質條件一般較為隱蔽，需要現場深入踏勘才能判定。如果對不良地質不加以防范，就會造成嚴重的不良后果。選線時應盡量避開這些危險地帶，將線路置于安全的土體上。不能避開時，應采取有效的治理措施后，再確定線路的位置。另外，河岸兩側地形多樣，需結合河岸開闊或是狹窄，并考慮地質條件，才能確定最終的位置和結構形式。

其二，在河岸開闊、地質和地形條件較好的地區，河流兩側農田較多，適宜居住。為了服務于地方，線路一般應選在居民點和工礦企業較多的一側。但是也要注意不打擾居民休息，避免拆遷和少占農田，所以線路不能局限于河流一側，需要在適當位置跨河。

其三，河流有曲有直，在河流順直處，可以沿河流方向盡可能多設計直線；而在河流彎曲處，就需要設計較多的曲線；再加上縱斷面上的地形起伏，有時會使得線形過于復雜。這時考慮到行車的安全和舒適的需求，也可以截彎取直，直接以隧道的形式通過，使得線路短直，和鐵路線路盡可能多設計直線的基本原則相一致。

其四，水是非常寶貴的生態資源。在選線時，也應將保護水資源，最大限度地維護生態環境。在技術選線和經濟選線的基礎上，上升到環境選線這一高度。

3 沿河選線需要注意的問題

通過對沿河線的特點分析，發現沿河線的線形復雜，經常需要設置橋梁、隧道等結構物，而且要兼顧生態環保的需求。所以，在沿河選線時，需要注意以下幾個問題。

其一，由于河流彎曲線路需要沿河流展線時，盡量不設計小半徑曲線，即曲線轉角大于180o的曲線。因為在沿河地段設置小半徑曲線，一旦車輛脫軌或側翻，會直接落入水中，對行車安全十分不利。所以即使需要展線，也應在地形較平坦的河岸，利用大半徑曲線，即曲線轉角不大于180o的曲線進行展線，保證行車安全和線路平順[1]。

其二，當需要橋梁形式跨河時，由于橋梁本身受力已經很復雜，為了避免由于線形復雜導致受力分析更為困難，橋梁平面應盡量設在直線上，縱斷面應盡量設在平道上，整個橋長范圍內不設平曲線和豎曲線。當橋兩端接近平曲線或豎曲線時，注意曲線不要延伸到橋梁范圍內。橋梁方向盡量與水流方向正交，以減少橋長，受力明確。另外，跨越河流的橋梁，除了其結構要求外，還應滿足橋下通航凈空的要求，其值應根據通航、通車及排洪要求決定。

其三，當以隧道結構代替沿河展線時，隧道也盡量不設在平曲線上。因線路曲線部分需要加寬，若在隧道內加寬使得施工復雜。另外，隧道內是封閉空間，為了滿足排水需要，根據隧道的長度，隧道內需要設單面坡或人字坡，坡度不宜小于3‰。

4 沿河選線的要點分析

修建鐵路的目的是服務于地方，為了更好地實現這一目標，必須深入分析河流兩岸的人文、地質、地形乃至政治經濟等條件，才能最終選定一條集安全、經濟和生態效益的高品質線路。

其一，當河岸比較開闊，能夠找到理想階地定線時，首先應判定邊坡的穩定性，確定滑動層位置，再采取有效的邊坡治理措施后，將線路放置于滑動層下方的理想階地上。通常以路堤形式通過，為保證線路不受洪水影響，線路高度應高出最高洪水位、波浪侵襲高度和壅水高度之和，再加0.5m富余量[2]。且考慮水流沖刷的影響，可放坡至河岸，并做好沖刷防護工程，如圖1所示。

其二，河岸狹窄，找不到理想階地定線時，這種情況下往往河流兩岸的地質和地形條件也比較差，河岸兩側極易產生滑坡、泥石流等災害。原則上能繞則繞，無法繞避時，要結合邊坡類型進行定線。具體有以下幾種情況[3]：

第一，如果邊坡高度不高，可以適當削坡減載，放緩坡率，并在易滑坡位置做防沖刷工程，尤其注重反濾層的設置，然后以路堤形式通過，如圖2所示。

第二，邊坡高度比較高時，在做好邊坡治理措施后，在邊坡滑動面以下直接挖隧道通過，既保證了行車安全，也使得線路短直。

第三，對于滑動層很淺的滑坡，可以清除全部滑動土體，使得線路處于穩定的土體上。

其三，當線路需要跨河時，多采用橋梁形式。根據跨河橋梁盡量設在直線和平道上、與水流方向垂直、滿足橋下凈空高度的設計要求。線路原本定于在A處跨河，如圖3中虛線所示，橋梁上沒有平曲線，線路短直。但在此處河岸兩端高差較大，若強制將橋梁位于平道上，跨過橋梁后地形自然坡度比較大，為了克服自然高差，可能需要挖隧道通過，無疑使得線形更加復雜。所以，最終決定適當展線，分別設計曲線1和曲線2，改為在地形平坦的B處跨河。雖然線路長度增加，但使得整條線路都位于比較平坦的地形上，無須挖隧道，線形簡單平順，且與水流方向基本垂直，對行車安全和旅客舒適均有利[4]。

其四，當線路遇到河灣時，就需要結合地質地形條件來確定線路方案。當河岸開闊時，可以利用大半徑曲線適當展線，沿河繞行，以線路的展長爭取高度，代替隧道。但是當河岸狹窄時，盲目展線會使得線形過于復雜。如圖4所示，如果沿河展線，為了避免線路縱坡過大，需要設置三條小半徑曲線，對行車安全和旅客舒適均不利。所以截彎取直，直接以隧道形式通過，避免了縱坡過大，且使得線路短直，雖然投資可能增大，但對行車安全和旅客舒適均有利。

其五，鐵路選線時，應避免破壞自然景觀和人文景觀，并注重生態環境的保護。河流是自然環境中的敏感點，河流兩岸農田、植被很多，選線時應盡量避開。同時，水是非常寶貴的生態資源，選線時應兼顧水環境保護、防止水土流失的原則。沿河線水資源豐富，對鐵路沿線綠化有利，創造人工綠化防護與自然背景相協調的景觀，同時達到行車安全，保持水土和旅客舒適的目的。

5 沿河選線的案例分析

5.1 選線的背景分析

以上分析基本上包括了沿河選線過程中所遇到的典型問題，可以在具體的選線工作中加以借鑒。如圖5所示河流有曲有直，河流順直段沿河流方向定直線。在河流彎曲處，考慮展線或挖隧道通過，比較兩種方案的技術難度和經濟效益等因素。河流一側農田和居民較多，另一側地勢逐漸升高，所以線路不能局限于一側，選擇合適的位置跨河，既要避開農田和居民，又要考慮線路的位置和結構形式。

5.2 線路的具體方案

線路到達A點后，若一直將線路置于這一側，會侵占農田，所以線路選定在B點以橋梁形式跨河。在此處跨河，橋梁縱軸線方向和水流方向基本垂直。而河流另一側地勢逐漸升高，但河岸比較開闊，通過現場踏勘可以找到放置線路的理想階地位置，將線路放置于階地高度上，做好邊坡防護工程，將線路設計為路堤形式[5]。在線路B點跨河后，為了減小線路縱向坡度，在C處設計曲線1，D處設計曲線2，注意C處曲線與橋梁之間的距離，使線路基本位于兩條相鄰等高線之間，保證不超過設計坡度。當線路到達E處，需要將展線和挖隧道兩種方案進行技術和經濟比較。如果直接挖隧道通過，如圖5中虛線部分所示，線路短直，安全條件好，對運營有利，但投資會增大。如果展線也能滿足線路平順，不設小半徑曲線的要求，考慮直接展線，降低投資。通過觀察地形圖和現場踏勘，此處地形比較開闊，可以分別在E、F處設兩條大半徑曲線，以套線的形式展線[6]。F點之后河流順直，可以沿著河流方向設計成直線。

整條線路的設計考慮了行車安全，旅客舒適，保護農田等因素，遵循線形簡單且平順，結構形式合理的原則，設計出了一條既滿足運輸需求，又考慮經濟效益和生態環保的線路。

6 結語

沿河選線有著豐富的設計內容，針對沿河選線過程中的一些典型問題進行研究，結合具體案例進行說明。沒有哪一種方案是完美的，一條好的線路是集安全、生態于一體的，需要權衡好技術選線、經濟選線和環境選線的關系，因地制宜，才能在沿河選線時，充分實現鐵路線路服務于地方，為旅客提供安全舒適的旅行環境，并與周圍環境相協調的目的。