坦桑尼亞中央線鐵路Tabora-Kigoma段跨Malagarasi河線路方案研究

摘要：坦桑尼亞中央線鐵路Tabora-Kigoma段線路需跨越坦桑境內第二長河Malagarasi河，該河中上游水系高度發育，雨季洪范嚴重。本項目投標時，線路走向選擇與在運營公路及米軌鐵路共同走廊，但受區域低緩丘陵地形地貌以及水文限制，線路方案產生大量的橋梁工程量。對周圍水文及地形情況分析，不拘泥于跨河橋參照既有結構物等跨等高布設的傳統選線思路，以更開闊的視野，研究了遠離既有通道走廊的下游方案。經技術經濟比選，新線路方案無論技術難度及經濟性都有很大程度的優化，對于類似項目有一定的借鑒意義。

關鍵詞：坦桑尼亞中央線；跨河線路；水文及地形限制；方案研究

0" "引言

橋址方案研究一直都是鐵路線路方案研究中的重要環節。對于通道區域內有既有交通通道的跨河橋線路方案研究，在經過水文驗證能滿足新線要求后，傳統線路方案一般都是采用與既有橋梁等跨等高布設跨河橋。本文通過對坦桑尼亞中央線鐵路Tabora-Kigoma段跨越Malagarasi河線路方案研究，給相關設計人員提供了一個有別于一般選線思路的工程選線案例。

1" "項目概況

1.1" " 線路地理位置及路徑

本項目位于坦桑尼亞西部的Tabora（塔波拉）區和Kigoma（基戈馬）區，是坦桑尼亞中央線標準軌鐵路第6標段鐵路。項目自在建坦桑尼亞中央線標準軌鐵路3標段終點Tabora站引出，沿既有米軌鐵路及T8公路走廊向西走行，經Urambo（烏蘭博）、Kaliua（卡留阿）、Nguruka（恩古魯卡）、Uvinza（烏溫扎）等主要經濟據點，至本項目的終點城市Kigoma（基戈馬）。線路正線長度411km，站線95km。項目地理位置示意圖如圖1所示[1]。

1.2" " 沿線自然特征概況

1.2.1" "地形地貌

沿線地形地貌以平原區和低緩丘陵區為主，高程約775～1210m，平原區地形平坦開闊，丘陵區地形呈波狀起伏，相對高差一般小于10m，沿線植被較發育。

1.2.2" "氣象特征

項目所在地屬熱帶草原氣候，有明顯的旱季和雨季。年平均氣溫21～25℃，最熱月為2月，最冷月為7月。大雨季3月至5月，降雨量約300～600mm，小雨季為9月至12月，降雨量約200～500mm，年平均降雨量500～1000mm。氣候主要受11月至3月的東南信風和4月至10月的東北信風影響。

1.2.3" "地質特征

沿線無明顯的不良地質現象，特殊巖土主要為膨脹土（黑棉土）及軟土。膨脹土主要為黑棉土，分布于平原區，根據現場調查及區域地質圖顯示，初步判斷全線黑棉土范圍約70km，厚度一般小于2m，局部地段可達3～5m，具中-強膨脹性。軟土主要為淤泥質土，分布于平原區局部低洼積水處，厚度一般小于1m。

1.2.4" "沿線主要河流水系特征

沿線地表水以小型的河流水和沖溝為主，大部分為季節性河流，個別常年有水，沿線地表水系不發育。河流水系主要為Malagarasi河及其支流Ruchugi河。其中Malagarasi河是坦桑境內第二長河，流域面積約13萬km²，根據Mberagule的統計數據年徑流量約為690萬m3。該河在旱季雨季期間流量差別很大。

1.3" " 主要技術標準

本項目線路設計標準體系采用美國鐵路工程協會標準（AREMA），根據其鐵路工程手冊，其主要技術標準[2]見表1。

2" "Malagarasi河線路方案研究

2.1" " 方案研究思路歷程

Malagarasi河是坦桑境內第二長河，上游有兩條河道，灘涂范圍廣闊，因此排除線路從上游跨河方案的可行性。Malagarasi河中游主河道在圖2點2處呈C型，雨季河流漫流，并逐步往公路方向一側沖刷侵蝕。既有公路及米軌鐵路夾在河道與臺地之間，跨河橋采用8～25m簡支梁跨越主河道。河灘段落還分布兩座48m中橋，提供雨季洪范排水需求。區域環境示意圖如圖2所示。

投標方案采用傳統選線思路，線路與既有公路及鐵路共用同一走廊。但該通道內河道與臺地之間空間非常狹小，既有公路與米軌鐵路已基本占用，且米軌鐵路正運營中，沒有廢棄的可能性，本次研究不考慮占用米軌鐵路通道方案。投標方案新建線路從圖2點2低洼灘涂處通過，在濱河地段采用橋梁形式通過，由此導致該方案橋梁工程量大大增加。

為進一步優化線路方案，本次研究從河流上游開始，逐漸向下游處選擇合適的跨越點[3]，并通過區域范圍內三維數據模型分析。選擇在臺地南側圖2點1處通過，并沿山腰進行局部展線，以河流下游處作為跨越點，形成本次研究的下游橋位方案。

2.2" " 方案說明

Malagarasi跨河線路方案如圖3所示。

2.2.1" "投標方案

本段投標方案自比較起點KM220+000處引出，于KM226+185上跨T8公路后，沿既有米軌右側西行，在Malagarasi主河道南側河灘低洼處設1-1008m特大橋，后于KM229+200處跨越米軌鐵路，走行于公路與米軌之間，于Malagarasi河上游與T8公路等跨等高設橋跨越主河道，最終到達比較終點KM240+000。線路長度20km，設置橋梁9座共2032.5m，橋梁比10.16%。

2.2.2" "下游橋位方案

線路自比較起點KM220+000引出后，折向西南走行，于AK223+700跨越米軌鐵路，后沿臺地南側走行，在既有公路橋南側1.2公里處設1-785.7m特大橋跨越Malagarasi河下游主河道，最終接入比較終點。線路遠離公路與米軌通道，稍微展長，線路長20.94km，設置橋梁3座共949.2m，橋梁比4.53%。

2.3" " 技術經濟比選

兩方案主要工程技術經濟比較表見表2。

2.4" " 優缺點分析及推薦意見

2.4.1" "從工程地質角度分析

兩個方案分別位于臺地兩側，所經區域地形地貌基本相同，但投標方案有1km段落臨近Malagarasi河主河道，濱河段落地勢較低，常年受河流沖刷侵蝕，水文地質條件差。因此，投標方案地質條件較差。

2.4.2" "從線路順直角度分析

投標方案沿既有公路取直跨越Malagarasi河中游，而下游橋位方案從臺地后沿地形等高線進行展線，線路長度較投標方案長0.94km。因此，從線路順直角度看，投標方案線路較為順直。

2.4.3" "從對公路路權侵占角度分析

投標方案有3.5km段落走行于T8公路與米軌鐵路狹小空間中，部分段落新建線與公路間距僅30～40m。根據坦桑道路幾何設計手冊，T8公路為坦桑主干道，路權為單側30m。本段新建線基本為高填方段落，鐵路路基放坡將侵占公路路權，甚至施工期間，可能對公路運營存在干擾。下游橋位方案不與T8公路并行，不存在侵占公路路權情況，方案較優。

2.4.4" "從工程實施難度角度分析

投標方案在河域影響范圍內頻繁采用橋梁及路基防護，不利于工程實施，下游橋位方案跨河橋集中使用，更有利于工程的實施。

2.4.5" "從環保與景觀角度分析

投標方案基本與既有公路及米軌鐵路共用通道，較下游橋位方案對于土地、林木的占用少，在坦桑尼亞這種重視環境保護的國家是比較有利的。且投標方案在跨河道處與公路及米軌鐵路橋梁等跨等高布設，新建線路工程實施后，三橋并列，景觀效果整體性好。

2.4.6" "從工程投資角度分析

投標方案臨近Malagarasi河，局部段落受河流侵蝕影響，設置橋梁結構物較多，主要工程投資為10448萬美元。下游橋位方案遠離河流，橋梁結構物明顯減少，主要工程投資為8598萬美元，較投標方案節省1850萬美元，工程投資較優。

綜上，下游橋位方案雖然線路較投標方案長0.94km，但其線路走經區域水文地質條件較好，不占用公路路權，橋梁結構物少，對于工程實施及施工工期更有利，投資具有明顯優勢，因此，本次研究推薦下游橋位方案。

3" "結論

既有交通走廊是新建工程的一個重要參照，新建線路為保證方案穩定及節省工期，大多情況下會借鑒既有工程的成功經驗。

本項目投標時，線路走向選擇與在運營公路及米軌鐵路共同走廊，但受區域低緩丘陵地形地貌以及水文限制，線路方案產生大量的橋梁工程量。

本文通過分析本項目跨河段水文及地形對既有通道空間影響，提出新的線路走向方案，研究思路對類似選線工程具有一定借鑒意義。

參考文獻

[1] 坦桑尼亞鐵路公司.坦桑尼亞中央線鐵路Tabora-Kigoma段設計和建設投標文件[R].2022.

[2] 美國鐵路工程協會標準鐵路工程手冊[S].2016.

[3] 牟瀚林.復雜山區鐵路選線設計思路研究[J].鐵道工程學報，2020（12）：6-10.

[4] 坦桑尼亞建筑工程部.道路幾何設計手冊[S].2011.