山西中南部通道越嶺選線方案研究

山西中南部通道越嶺選線方案研究

1山、太岳山、私家車山山西中部和南部的鐵路線路從山西省呂梁縣和興縣瓦塘出發(fā)，經(jīng)臨縣、浦縣、洪洞、長(zhǎng)子、后臺(tái)、泰安南部、萊蕪、沂源、沂水、壽縣、嘉靖南路穿越呂梁山、太岳山、太行山和沂蒙山，途經(jīng)山西省呂梁、臨汾和長(zhǎng)治、河南省安平、鶴壁市和喬木斯塔省12個(gè)城市，以及山東省遂寧、萊蕪、淄博、淮安和日照的三個(gè)直轄市。山西省境內(nèi)579.078km;河南省境內(nèi)254.853km;在山東省境內(nèi)425.639km。本項(xiàng)目地處華北地區(qū)南部,西起晉中南地區(qū),銜接南北向主要鐵路干線,東至山東沿海港口,形成了石太~石德~膠濟(jì)鐵路、邯長(zhǎng)~邯濟(jì)~膠濟(jì)鐵路、侯月~新菏兗日鐵路間一條新的“西煤東運(yùn)”的能源運(yùn)輸動(dòng)脈,也是我國(guó)東西向路網(wǎng)干線鐵路之一,對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的能源安全保障作用。2河谷至洪洞河口河谷隰縣至洪洞段為呂梁山脈越嶺地段,由蒲縣喬家灣鎮(zhèn)昕水河河谷(海拔1220m)至洪洞汾河河谷(海拔440m),直線距離僅30km,高差達(dá)780m。地形十分困難,越嶺工程成為影響本段線路走向的重要因素之一。2.1主要控制因素2.1.1鐵路線路走向方案本段沿線分布有隰縣、蒲縣和洪洞三縣,鐵路線路走向方案應(yīng)盡量經(jīng)過(guò)沿線重要的政治、經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn),并與其規(guī)劃發(fā)展相適應(yīng),方便客流集散,帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2.1.2不等情況本段線路處于霍州煤田國(guó)家規(guī)劃礦區(qū)及鄉(xiāng)寧煤炭國(guó)家規(guī)劃礦區(qū),煤炭埋藏深度1100~900m不等。其中北起克城經(jīng)喬家灣、黑龍關(guān)至鄉(xiāng)寧縣長(zhǎng)約100多km、寬20多km范圍內(nèi)煤炭開采已達(dá)到一定規(guī)模,采空區(qū)分布較廣且多無(wú)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)資料,因此本段規(guī)劃礦區(qū)和采空區(qū)是影響本段線路走向的又一重要因素。2.1.3水生植物附水龍子祠泉域:位于山西省臨汾市西南13km西山山前。西山屬呂梁山脈,泉水出露于西山與臨汾盆地交接處的坡積物中。泉水大多以散流形式溢出地表。泉水流向臨汾盆地,棄水入汾河。是臨汾市工業(yè)及飲用的主要水源。2.1.4環(huán)境保護(hù)本段范圍內(nèi)還有五鹿山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)1處,位于蒲縣北部,線路應(yīng)繞避該保護(hù)區(qū)。2.1.5汾河的穿越條件線路引入洪洞地區(qū)之前需跨越汾河,線路跨越汾河應(yīng)滿足法向角大于5°。2.2關(guān)于線路方案的研究綜合以上控制因素分析,本段主要研究了北繞采空區(qū)短隧道方案、經(jīng)鄉(xiāng)寧方案及經(jīng)蒲縣下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案。隰縣至洪洞段線路方案示意見圖1。2.2.1鹿山越嶺隧道概況線路北繞采空區(qū)范圍,于墓天地以西折向南至寨子鎮(zhèn),沿河谷兩側(cè)向東展線,線路走行于五鹿山國(guó)家級(jí)保護(hù)區(qū)北部邊緣,于下天廟村南進(jìn)入長(zhǎng)17.245km越嶺隧道。線路長(zhǎng)度102.650km,其中橋梁工程23.068km,隧道工程38.788km,橋隧總長(zhǎng)61.856km,橋隧比例60.3%,工程投資838324.2萬(wàn)元。2.2.2越嶺南發(fā)展趨勢(shì)結(jié)合鄉(xiāng)寧煤炭國(guó)家規(guī)劃礦區(qū)范圍,線路走行于規(guī)劃區(qū)中部,經(jīng)午城至星曲,向南越嶺至義亭河,順義亭河河谷南下至沃曲,自南越嶺至州川河,至吉縣折向東,越嶺后于鄉(xiāng)寧縣城東側(cè)、鄂河河谷設(shè)站,出站后向東越南呂梁山(32.700km),出洞后沿山前沖擊扇向北,至韓家莊西側(cè)到達(dá)方案比較終點(diǎn)。線路長(zhǎng)度177.600km,其中橋梁工程23.924km,隧道工程91.660km,橋隧總長(zhǎng)115.584km,橋隧比例65.1%,工程投資1445696.1萬(wàn)元。2.2.3跨高洞方案蒲縣到洪洞段北起克城經(jīng)喬家灣、黑龍關(guān)至鄉(xiāng)寧縣南北長(zhǎng)約100多km、東西寬20多km范圍內(nèi)受采空區(qū)影響。含煤地層高程1100~900m不等。本方案以長(zhǎng)隧道越嶺呂梁山脈,采取早進(jìn)洞(進(jìn)洞高程1040.8m),可以由含煤地層以下通過(guò),完全躲避了采空區(qū)對(duì)線路走向的影響。線路長(zhǎng)度79.604km,其中橋梁工程13.597km,隧道工程50.550km,橋隧總長(zhǎng)64.147km,橋隧比例80.6%,工程投資695866.3萬(wàn)元。2.2.4建設(shè)條件分析隰縣至洪洞段線路走向方案工程數(shù)量及投資比較見表1。優(yōu)缺點(diǎn)分析如下。從與煤炭規(guī)劃礦區(qū)結(jié)合方面分析:本段煤炭規(guī)劃開采區(qū)主要位于蒲縣附近,下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案線路經(jīng)過(guò)蒲縣,沿昕水河河谷分布有蒲縣(萬(wàn)噸)、南溝、龍馬(萬(wàn)噸)3個(gè)車站,便于礦區(qū)專用線接軌,有利于帶動(dòng)沿線煤炭開發(fā)特別是蒲縣煤炭開發(fā),但大寧、吉縣、鄉(xiāng)寧煤炭外運(yùn)需輔以長(zhǎng)大專用線;經(jīng)鄉(xiāng)寧方案線路經(jīng)過(guò)大寧、吉縣、鄉(xiāng)寧,有利于帶動(dòng)大寧、吉縣和鄉(xiāng)寧等南部區(qū)域煤炭開發(fā),但蒲縣煤炭外運(yùn)需沿昕水河修建專用線接大寧站。經(jīng)克城短隧道方案線路不經(jīng)過(guò)蒲縣,受五鹿山風(fēng)景區(qū)及地形影響,蒲縣煤炭外運(yùn)需再修建長(zhǎng)約50km專用線,連通本通道或經(jīng)由公路運(yùn)輸,距離過(guò)長(zhǎng),不利于蒲縣煤炭規(guī)劃開發(fā),更不利于大寧、吉縣、鄉(xiāng)寧等南部區(qū)域煤炭開發(fā)。從線路長(zhǎng)度、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用方面分析:下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案線路長(zhǎng)度分別較經(jīng)克城短隧道方案及經(jīng)鄉(xiāng)寧方案縮短線路長(zhǎng)度23.046km與97.996km,線路明顯短直,節(jié)省運(yùn)營(yíng)費(fèi)用達(dá)6013.1萬(wàn)元/年與34298.6萬(wàn)元/年。從對(duì)龍子祠泉域影響方面分析:經(jīng)克城短隧道方案、經(jīng)鄉(xiāng)寧方案走行于泉域流通區(qū)及補(bǔ)給區(qū)邊緣,對(duì)泉域影響最小;下穿采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案結(jié)合初測(cè)成果及專家論證意見,技術(shù)上可行,但需進(jìn)一步論證,確保該方案不會(huì)對(duì)泉域造成較大影響。從工程投資及近遠(yuǎn)期結(jié)合方面分析:下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案線路長(zhǎng)度分別較經(jīng)克城短隧道方案及經(jīng)鄉(xiāng)寧方案節(jié)省投資142457.8萬(wàn)元與749829.8萬(wàn)元,占工程投資的20.5%與107.8%。從占?jí)嘿Y源方面分析:下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案線路走行于含煤地層以下,不存在占?jí)好禾抠Y源問(wèn)題。而經(jīng)克城短隧道方案及經(jīng)鄉(xiāng)寧方案線路走行于煤炭規(guī)劃開采區(qū)范圍內(nèi),對(duì)煤炭資源占?jí)狠^多。綜上所述,下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案雖越嶺工程較大,受沿線采空區(qū)及泉域影響較大,但通過(guò)選擇合理的線路設(shè)計(jì),高程能夠保證越嶺長(zhǎng)隧道工程的可靠性,同時(shí)該方案具有與煤炭規(guī)劃礦區(qū)結(jié)合較好,線路長(zhǎng)度、綜合工程投資、資源占?jí)旱榷喾矫婷黠@優(yōu)勢(shì),因此隰縣至洪洞段推薦方案為下鉆采空區(qū)長(zhǎng)隧道方案。3經(jīng)濟(jì)和環(huán)保問(wèn)題通過(guò)綜合研究區(qū)域地形、地質(zhì)條件,分別選擇了短隧道方案,長(zhǎng)隧道方案和經(jīng)鄉(xiāng)寧的線路方案,從工程角度對(duì)越嶺方案進(jìn)行了充分的論述,同時(shí)針對(duì)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)據(jù)點(diǎn)的分布,從方便沿線居民出行、發(fā)揮更佳的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益出發(fā),選擇了合適的站點(diǎn)方案;還從環(huán)保的角度出發(fā),盡量減少對(duì)泉域保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)的影響;結(jié)合煤層的分布情況,選擇了下穿煤層的長(zhǎng)隧道方案,不僅保證了鐵路的運(yùn)營(yíng)安全,還避免占?jí)好禾抠Y源,做到和諧統(tǒng)一。從區(qū)域地形、地質(zhì)出發(fā),