滇藏铁路总体设计目标及对策研究.pdf
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1、NO.6(Ser.297)JOURNAL OF RAILWAY ENGINEERING SOCIETY第6 期(总2 9 7)Jun2023报程学道铁2023年6 月文章编号:1 0 0 6-2 1 0 6(2 0 2 3)0 6-0 0 1 8-0 8滇藏铁路总体设计目标及对策研究邓军桥米米(中铁二院工程集团有限责任公司,成都6 1 0 0 31)摘要:研究目的:滇藏铁路是一条具有国土开发功能的路网性干线铁路,其中香格里拉至然乌段地处“三江并流区”,区域地形地质生态环境复杂,工程艰巨,对工程建设与运营安全都具有极大的挑战。如何在复杂的自然环境条件下,结合项目的功能需求,分析香格里拉至然乌段的
2、特点和需要解决的重难点问题,确定项目总体设计目标和思路,提出实现目标的对策措施,顺利推进项目规划建设工作,是本次研究的主要目的。研究结论:(1)从分析项目的功能需求和区域自然特征出发,提出了本线项目需要解决的重难点问题,确定了滇藏铁路总体设计目标为国土开发目标、安全可靠目标、绿色低碳目标;(2)围绕四个目标制定了项目的总体设计思路,并从地质勘察、线路选线、工程设计、生态环保、综合监测等方面提出了具体的对策措施;(3)地质勘察:提出采用“天空地”多源综合地质勘察技术体系,查明工程地质和水文地质条件,评估潜在风险并提出工程对策;线路选线:提出车站选址原则和“走高、走边”“避断裂、选硬岩”的选线思路
3、和原则,并就综合廊道、线路走向、三江并流区和金沙江特大桥等线路方案提出推荐建议;桥梁工程:提出采用大跨度悬索桥和拱桥来适应地形,提高线路选线自由度;隧道工程:提出长大深埋隧道软岩大变形、硬岩岩爆、抗震设计、岩溶及地下水处理、洞口重力不良地质等方面的对策措施;环保工程:提出关于废水、弃渣处理和生态修复的原则及对策;综合监测:提出高陡边坡、滑坡、泥石流等工程处理与铁路沿线安全监测相结合的山区复杂自然环境下综合监测系统设置方案;(4)本文相关研究成果可为复杂艰险山区铁路系统设计及线路方案研究提供参考。关键词:滇藏铁路;总体设计目标;总体设计思路;对策措施中图分类号:U211.5文献标识码:ARese
4、arch on the Overall Design Goals and Countermeasures of the Yunnan-Tibet RailwayDENG Junqiao(China Railway Eryuan Engineering Group Co.Ltd,Chengdu,Sichuan 610031,China)Abstract:Research purposes:The Yunnan-Tibet Railway is a trunk railway of the railway network with the functionof national land deve
5、lopment.And the Shangri-La-Ranwu section is located in the three parallel rivers area.Theregional terrain,geological and ecological environment is complex,and the project is arduous,which brings greatchallenges to the construction and operational safety of the project.How to analyze the characterist
6、ics of Shangri-La-Ranwu section and the key and difficult problems that need to be solved under the complex natural environmentconditions,combined with the functional requirements of the project,determine the overall design goals and ideas of theproject,put forward countermeasures to achieve the goa
7、ls,and smoothly promote the project planning construction workis the main purpose of this research.Research conclusions:(1)Based on the analysis of the functional requirements and regional natural characteristics of*止收稿日期:2 0 2 3-0 4-2 3米米作者简介:邓军桥,1 97 5 年出生,男,正高级工程师。邓军桥:滇藏铁体设计目标及对策研究第6 期19the proje
8、ct,the key and difficult problems to be solved by this project are put forward,the overall design goals of theYunnan-Tibet Railway are determined as national defense strategic goals,land development goals,safety and reliabilitygoals,and green and low-carbon goals.(2)Around the four goals,the overall
9、 design ideas of the project areformulated,and specific countermeasures are put forward by the geological survey,route selection,engineering design,ecological environmental protection,comprehensive monitoring and so on.(3)In terms of geological survey,it isproposed to adopt the space-air-ground mult
10、i-source comprehensive geological survey technology system toidentify engineering geological and hydrogeological conditions,evaluate the potential risks and propose engineeringcountermeasures.In terms of line selection,it is put forward the principle of station site selection,and the line selectioni
11、deas and principles of going high,going to the side,avoiding fractures and selecting hard rock,and put forwardrecommendations for comprehensive corridors,the route direction plan,three parallel rivers area and the route selectionplan of Jinsha River bridge.In terms of bridge engineering,it is propos
12、ed to use long-span suspension bridge and archbridge to adapt to the terrain and improve the freedom of line selection.In terms of tunnel engineering,countermeasuresare proposed in the aspects of large deformation of soft rock,hard rock burst,anti-seismic design,karst andgroundwater treatment,and po
13、or gravity geology of the tunnel entrance for long and deep tunnels.In terms ofenvironmental protection engineering,the principles and countermeasures on waste water,waste slag treatment andecological restoration are put forward.In terms of comprehensive monitoring,a comprehensive monitoring system
14、inmountainous areas with complex natural environment is proposed,which combines engineering treatment of high andsteep slopes,landslides,and debris flows with safety monitoring along railway lines.(4)The research results canprovide reference for the design of complex and dfficult mountainous railway
15、 systems and the research of line schemes.Key words:Yunnan-Tibet Railway;overall design goals;overall design ideas;countermeasures滇藏铁路(图1)起自云南省会昆明市,经楚雄、大理、丽江、香格里拉、德钦后进人西藏自治区,经然乌、波密、林芝、山南后终至拉萨市,全长1 7 0 0 余公里。其中昆明至丽江段和拉萨至林芝段已建成通车;丽江至香格里拉段预计2 0 2 3年底建成;然乌至波密段和波密至林芝段预计2 0 30 年底建成。全线仅余香格里拉至然乌段尚处于前期研究阶段。d
16、昌都昌都拉萨拉波密波密芝林芝铁路成都理然鸟然乌)雅安雅安铁路滇藏铁路山德钦1德钦香格里拉香格各重拉丽江丽江福大理大理昆明图1滇藏铁路地理位置图滇藏铁路香格里拉至然乌段位于滇西北、藏东南地区,横穿横断山脉一一“三江并流区”,沿线区域构造活动强烈,地形切割剧烈,地震活动频繁,山地灾害频发,地形地质条件异常复杂,生态环境保护要求高,工程十分艰巨,对项目勘察设计、建设运营都带来了极大的挑战。线路自在建丽香铁路香格里拉站北端引出,向西北穿白马雪山(云岭)、碧罗雪山(怒山)、伯舒拉岭,跨越金沙江、澜沧江、怒江,经云南省德钦、贡山县,西藏自治区察隅县,终至八宿县然乌镇,接波密至然乌铁路与川藏铁路接轨。新建正
17、线长37 7 km,其中云南省境内1 4 5 km,西藏自治区2 32 km,桥梁4 2 座39km,隧道2 8 座32 1 km(最长隧道2 1.4 km),桥隧总长36 0 km,桥隧比95%,新设车站1 9座。1项目自然及社会环境特征1.1项目自然环境特征香格里拉至怒江西岸段属于典型的三江并流高山峡谷区。“三江并流区”地处东亚、南亚和青藏高原三大地理区域的交汇处,是喜马拉雅造山运动的产物。印度板块与欧亚板块之间的碰撞、挤压引发了横断山脉的急剧隆升与切割,岩石被挤碎、揉皱,造成了岩体变质重组以及褶皱、断裂、节理、劈理等构造变形现象,形成了“四山并立”(大小雪山、云岭、怒山、高聚贡山)、“三
18、江并流”(金沙江、澜沧江、怒江)的独特自然奇观(图2),海拔在1 5 4 0 6 4 1 0 m之间,相对高差达25004 0 0 0 m。怒江西岸至察隅段为伯舒拉岭高山原区,山体呈北偏西走向,海拔在4 0 0 0 5 0 0 0 m左右,相对高差多在1 5 0 0 m以下。察隅至然乌段属于高原斜坡地带高山峡谷区,以海拔4 90 0 m的德姆拉山口为界,以北属帕隆藏布水系,以南属察隅河水2023年6 月程报学道铁20系,海拔在2 8 0 0 5 7 0 0 m之间,相对高差达2 5 0 0 m以上。通天河雅澜金悠沧江莎江江江图2“三江并流区”地理位置图研究区域内发育有中甸德钦断裂、金沙江断裂、
19、澜沧江断裂、巴塘断裂、怒江断裂、嘉黎一察隅断裂(图3)。以高海拔、大高差、强烈的构造与现代冰川活动为典型地质背景,研究区域内外动力地质作用均十分强烈,主要发育有活动断裂、地震、高位滑坡、崩塌落石、岩堆、(冰川)泥石流、高地温和高温热水、高地应力硬岩岩爆与软岩大变形等不良地质现象。357-6450m9-170新龙1186143MP615m34MPa香格里拉至理塘铁路928m5MPa然鸟503.4m13.63MPa稻城5035m城乡城S6PO稻城亚沐录责山滇藏铁路香格里拉至然乌段德软图3滇藏铁路构造纲要1.2项目社会环境特征第一,滇藏铁路沿线地广人稀。平均人口密度仅4.6人/km,为全国平均水平的
20、3%。人口主要沿河谷、山间盆地分布,人口聚集性较差,城镇化水平相对较低,2 0 2 0 年城镇化率仅为33.0%。其中香格里拉市18.6万人,德钦县5.5 万人,贡山县3.9万人,察隅县2.8万人。第二,基础设施薄弱。交通方式以公路运输为主,主要有G219、G 2 1 5、G 2 1 4 等国道和德(钦)维(西)、德(钦)贡(山)等省道,多为三级以下等级公路,技术等级低,抗灾能力弱。沿线电源分布不均,大部分区域或无电网覆盖,或缺乏有力的高电压等级电网支撑,供电能力较弱。第三,经济总量较小。2 0 2 0 年GDP277亿元,占区域总量的1.0%,三种产业比重为7.1:39.7:5 3.1,以旅
21、游为主的第三产业比重较大。沿线以高山峡谷、雪峰冰川、高原湿地、森林草甸等自然风光和少数民族风情为特色的旅游景观资源十分丰富,2 0 1 9年沿线接待旅游人数2 2 2 4 万人次,受制于交通基础设施条件,沿线景区配套和接待能力尚处于较低水平,发展潜力巨大。第四,矿产资源丰富。分布有多种金属和非金属矿种,其中羊拉、红山铜矿已探明铜金属储量达2 6 0 10*t,普朗铜矿储量在30 0 1 0*t以上,铅金属储量48104t,锌金属储量8 31 0 4 t,大理石储量2 8.4 10m,铁矿储量在2 5 0 0 1 0 4 t以上。但矿区多处于高原峡谷地区,运输条件差,资源无法充分开采利用。2项目
22、的特点与重难题问题滇藏铁路香格里拉至然乌段地形地质条件复杂,其勘察设计和建设运营难度较大。为更好地确定项目总体设计目标,制定科学合理的设计思路及对策措施】,本文从分析区域路网分工、自然和社会环境特征出发,总结项目的特点和重难点问题。2.1项目的特点通过分析区域路网、自然和社会环境特征,总结本项目具有以下特点:一是沿线地广人稀,人口聚集性差,公路、电力等基础设施整体较为薄弱,但旅游资源和矿产资源极为丰富;二是项目地处西南边睡,紧邻边境,战略意义重大;三是项目地处“三江并流区”,地形切割极为剧烈,山岭与河谷最大相对高差达30 0 0 m以上;四是沿线区域为现今地壳垂直形变速率最大、地球表面地形地貌
23、和地质构造演化最复杂、构造活动最强烈的地区,工程地质条件极其复杂;五是项目区域为国家“两屏三带”生态安全战略格局中“青藏高原生态屏障”和“黄土高原一川滇生态屏障”的核心区域,生态环境保护要求高。2.2项目的重难点问题本项目为滇藏铁路的一段,区域路网分工明确,功能定位清晰,主要技术标准与路网其他路段一致。项目的重难点主要是如何合理确定建设方案,适应区域自然、生态、社会环境,实现项目的功能需求,确保工程建设与运营安全。2.2.1地质勘察地质勘察工作需要按照三个工作层次的需求,开展针对性的地质勘察工作:一是区域地质宏观判识的邓军桥:滇藏铁路体设计目标及对策研究第6 期21需求,二是线路选线和方案比选
24、的需求,三是工程设计的需求。2.2.2线路选线做好线路选线与方案比选研究工作是铁路工程设计满足功能需求和安全要求,适应区域自然、生态、社会环境的基础与关键。本项目线路选线的重难点:一是如何确定不同地形地质条件下的选线思路与原则;二是在满足运输需求和安全要求条件下,确定线路选线、平纵断面设计、车站选址及布置原则;三是针对线路走向方案、重点越岭隧道方案、重点桥梁方案、重点车站方案,如何在多方案比选研究的基础上,统筹保障运输能力和区域资源开发、沿线人民出行、工程安全可靠、工期合理可行、投资经济合理、运营维护设施设备等诸多因素,科学合理确定线路方案。2.2.3桥梁工程桥梁工程的重难点是在地质勘察工作的
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