西青茶鐵路青海南山越嶺線路方案研究

文 / 胡凱健

簡介

背景介紹

新建西寧至青海湖至茶卡鐵路位于青海省東、中部地區。本項目主要承擔青海湖、茶卡鹽湖等景區的旅游客流，以及沿線城鎮居民出行需求，同時兼顧部分青藏地區對外的通道客流，集旅游服務、城際出行、通道補強等運輸功能于一體的高標準快速客運鐵路。

青海南山越嶺段線路概況

本段線路在共和盆地設共和站，翻越青海南山，至青海湖盆地設青海湖南站。共和站設計標高3305m，青海湖南站設計標高3348m，山體中部夏拉曲海拔約3407m，越嶺首先需爬升至夏拉曲，而后下降至青海湖南岸。

青海湖南山亦稱庫庫諾爾嶺，為祁連山系東南支脈，嶺脊北西走向，呈西寬東窄楔形展布，海拔高度在3800m，最高峰塔溫高達4590m，為青海湖盆地與共和盆地的界山。南坡陡峻，北坡平緩，南坡基巖裸露，北坡被殘坡積物覆蓋，山頂呈饅頭形和渾圓狀。溝谷侵蝕切割較強烈，多呈“V”字型溝谷。山體中部夏拉曲河谷區自然縱坡接近30‰，河谷兩側發育有非活動斷裂帶及冰磧層、湖積層段落等地質問題。

綜合分析區域地形特點以及共和站、青海湖南站設站條件等因素，可供本項目選擇的越嶺埡口單一，即恰江公路（S201）所在的夏拉曲埡口。

本次比選針對青海湖南站站位選擇、越嶺隧道設置條件及線路坡度等因素研究了比選了13.7km隧道越嶺方案、8.3km隧道越嶺方案、9.6km隧道越嶺方案。方案示意圖詳見圖1。

青海南山越嶺段線路方案比選

方案說明

1. 13.7km隧道越嶺方案

線路自比較起點哈夏附近引出，以隧道形式取直布線至青海南山北側東攔貢瑪出隧道折向西布線，至方案比較終點青海湖南站。該方案青海南山越嶺隧道長度13.7km，隧道最大埋深480m。

2. 8.3km隧道越嶺方案

線路自比較起點哈夏附近引出，以短隧道形式沿恰江公路布線，于夏拉水庫北側設夏拉越行站，出站后上跨恰江公路，于縣道西側進入隧道折向北布線至方案比較終點青海湖南站。該方案青海南山越嶺隧道長度8.3km，隧道最大埋深502m。

3. 9.6km隧道越嶺方案

線路自比較起點哈夏附近引出，以短隧道形式沿恰江公路布線，隧道于曲勒溝口短暫出露后繼續以隧道形式布線至方案比較終點青海湖南站。該方案青海南山越嶺隧道長度9.6km，隧道最大埋深573m。

多因素方案比選

1.從工程地質條件分析

三方案通過的地層巖性主要為第四系中更新統冰積粉土及碎石類土，第三系泥巖夾砂巖，石炭系中下統片巖、片麻巖及混合巖等。在地層巖性方面各方案基本無異。

三方案均通過斷裂宗務隆-青海南山斷裂（F2）及溝后斷裂（f3），斷帶寬度30～100m，斷帶物質主要為壓碎巖及斷層角礫。三方案主要以路基、橋梁形式通過，斷裂構造對方案影響均較小。

區域內不良地質主要為巖溶、危巖落石及高地應力。其中。巖溶、危巖落石發育程度較低，且選線過程中注意繞避，對各方案工程影響均不大。高地應力問題隨著各方案主越嶺隧道最大埋深的不同而有所差異，總體而言，13.7km隧道越嶺方案隧道最大埋深相對較淺，高地應力對工程的影響最小；另外兩個方案隧道最大埋深基本相當，高地應力對工程的影響程度基本相當。

此外，8.3km隧道越嶺方案隧道進口段以明線工程通過第四系湖積層覆蓋層，鉆孔揭示有承壓水發育，該方案受地下水影響較大。其他兩個方案無該類地質問題。

2.從工程設置條件分析

13.7km隧道越嶺方案線路走行于夏拉曲東側，不在夏拉曲出露，隧道內設人字坡，隧道最大埋深480m。大部分線路走行于山體較厚區域，需設置3座斜井，總長約4.81km，最長斜井約1.7km，輔助坑道條件較差。

8.3km隧道越嶺方案靠近恰江公路布線，在夏拉曲出露并設置約3.2km明線工程，越嶺主隧道長度顯著縮短，隧道出口段下穿地勢較高的山體，隧道最大埋深502m。僅需設置2座斜井，總長約3.0km，最長斜井約1.7km，輔助坑道條件較優。

9.6km隧道越嶺方案在夏拉曲出露并設置約0.9km明線工程，主越嶺隧道長度有所縮短，隧道出口段下穿地勢較高的山體，隧道最大埋深562m。需設置2座斜井，總長約3.56km，最長斜井約2.1km，輔助坑道條件較差。

綜上，13.7km隧道越嶺方案隧道內設“人”字坡且隧道最大埋深最小，隧道施工條件及運營期排水條件較優，但該方案斜井設置工程量最大；另外兩個方案隧道內均設單面坡，且隧道埋深有所增大，但斜井工程量相對較小。三個方案工程設置條件基本相當。

3.從坡度使用及行車條件分析

13.7km隧道越嶺方案坡度靈活，使用20‰的足坡即可適應地形。8.3km隧道越嶺方案、9.6km隧道越嶺方案由于隧道出露需克服高程，坡度緊張均需使用30‰坡度。各方案坡度使用情況詳見表1。

綜上，13.7km隧道越嶺方案采用的最大坡度相對最小為20‰，且最大坡度使用段落最短，縱斷面坡度平緩，行車條件良好，有利于提高列車行駛速度以及節約能源。

4. 從線路條件及工程投資分析

三越嶺方案工程經濟比較表見表2。

由表2可知，13.7km隧道越嶺方案雖主越嶺隧道較長，輔助坑道設置較多，但該方案線路長度最短、隧道圍巖條件最優。其余兩方案線路均有所展長，隧道圍巖條件差；明線工程段落受地下水位影響，地基處理工程較大，導致投資增加。總體而言，13.7km隧道越嶺方案投資最為節省，分別較8.3km隧道越嶺方案、9.6km隧道越嶺方案節省投資3359萬元、2036萬元。

結語

13.7km隧道越嶺方案雖越嶺隧道長度較長，輔助坑道較多，但該方案線路短直，工程地質條件好，隧道內設“人”字坡、利于施工及運營期排水，縱坡平緩、行車條件好，投資節省。因此，推薦采用13.7km隧道越嶺方案。