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摘要：本文通过对山区铁路设计过程中选线原则进行分析，提出山区铁路选线典型方法，以期对山区铁路选线工作予以参考意见。
关键词：山区铁路；选线；原则；方法
Abstract: this paper discusses the design process mountain railway principle is analyzed, and mountain railway route typical method, in order to have the mountain railway route job to the Suggestions.
Keywords: mountain railway; Route; Principle; methods
中图分类号：F530.3文献标识码：A 文章编号：
1引言
我国幅员辽阔，但山区丘陵众多，据资料显示，约占国土总面积的65%。地处山区的铁路，具有沿线地形复杂、气候条件恶劣、山体坡度大、环境敏感性强、地质灾害频发等特点，属于高风险运营线路。因而，做好山区铁路选线是选线工作必须面对的重要挑战。
2 山区铁路选线原则
山区铁路选线时，应综合考虑区域地质水文资料、卫星图片对地貌的解译、现场踏勘以及重点工程调查测绘情况，在选择线路走向应尤以注意以下几点：
（1）区域地质构造较为复杂，活动断裂及区域性深大断裂发育，线路方案的选择要受其规模、走向、强度等的影响，应尽可能绕避或远离，或在断裂最窄部位以大交角度通过，重点工程避免直接跨越活动断层和避开可能的构造闭锁部位；
（2）区内地层出露比较齐全，岩性复杂，岩体破碎，线路适合选择从岩性单一并且岩体完整性较好地段通过；
（3）区内属高地震区，线路工程应尽量选择简单工程如路基、低桥、短隧道通过，避免高桥、长大隧道通过；
（4）若区内不良地质分布广泛，线路应绕避，在陡峭傍山地带，即使处理后，危岩落石的威胁依旧存在，宜以隧道处理；
（5）若区内碳酸盐岩分布，岩溶发育，水文地质条件复杂，线路应绕避或以大交角通过，隧道尽可能通过岩溶安全带，地下分水岭地带，以减小地下水的危害；
（6）若区内存在特殊岩土如软土、膨胀土、红粘土。线路应尽量避开，在不能完全避開情况下，宜就短通过；
（7）选线中，应切忌出现过多的傍山隧道；陡坡设桥须分析落实其整体稳定性和局部稳定性，以减少和避免坡面甚至山体的防护加固；陡坡稳定性较差时，应考虑线路内靠外移的比选方案。对规模较大的堆积体，也要进行整体稳定性分析，确保选线的合理。
3 山区铁路选线方法
3.1 展线方法
山区铁路高差较大，线路需要达到的预定高度较高，除受到平面障碍的限制外，还受到高程障碍的控制，因此需要结合地形进行展线。针对山区铁路展线过程，在排除特殊地段特殊原因和必要折减的情况外，铁路纵向应采用足够坡度，并不设缓坡和反坡，由此减小线路长度和减少运营成本支出。同时应注意避免长距离内机械全部用足最大坡度，否则会给以后的局部改线带来严重困难，因此在坡度设计上还应留有适当余地。线路展线的方式也应灵活运用，一般地当侧谷比较开阔时，常采用套线式展线，而在谷口狭窄的侧谷内，采用灯泡形展线比较适宜。如，具有中国第一难之称的水柏铁路，在贵州营盘乡盘旋高差500多米，北盘江大桥至松河隧道间，航空距离13.6km，却要克服574m的高程，因而需要进行展线，通过方案比选采用了营盘展线方案，线路从松河隧道进口端向北盘江方向从上至下，一遇到展线条件，立即采用了两次连续螺旋展线，使茅草坪车站落在了比较好的地形上，然后顺地形回头螺旋展线接上北盘江大桥，很好的解决了站间距的问题、。
3.2 坡度选择
限制坡度与铁路等级、输送能力、牵引种类、地形条件以及相邻线路的牵引定数关系密切。在铁路等级较高时，应尽量采用较小的限制坡度，且同时注意，限制坡度和牵引种类还决定了牵引定数，故在确定限制坡度时，应结合机车选用类型和运输要求确定。当铁路等级、输送能力、牵引种类已确定后，限制坡度主要取决于地形条件。当限坡与自然纵坡相适应时，线路展线少，工程费省，尤其当地形困难时，限坡大小对工程费影响较大。因此，选择合理的限制坡度在山区铁路的选线设计中至关重要。如新建铁路贵广线，在贺州至广州段261km提出了6‰、9‰、13‰限坡方案，分别从对地形地貌特征的适应性，对运行时间的影响以及工程投资的三个方面做了详细的方案对比，发现：1.9‰的限坡更能适应地形；2.三个不同坡度方案的运行时分相差不大，3.综合计算20年换算工程运营费，其中6‰坡度的运营成本最低，9‰限坡方案较为适中，综合以上的研究成果，9‰限坡方案工程运营费虽比6‰多，但考虑到贵阳至贺州段采用18‰限坡方案的推荐意见及对长大桥隧工程和运输组织的合理性等因素，按照系统优化和综合效益最大化的原则，推荐9‰为其限坡方案[5]。
3.3 隧道入口选择
在山区铁路选线中，采用隧道是克服高程障碍、降低线路高程、缩短线路长度的有效措施。线路在距离沟心较近的山体较薄处穿过时，隧道长度较短，工程量较小，能节省投资，但另一方面，离沟心较近，隧道引线开挖后堑顶低于沟心或与沟心等高，排水及弃碴均较困难，将来运营维护费用较大。因此采用隧道较长的方案为推荐方案，即线路在距离沟心较远处穿过。在山区铁路选线设计中，应尽量将隧道洞口选在沟谷一侧，而避免设在沟心，以免带来运营维修费用的增加。由于边坡、仰坡开挖过高，一方面带来修建成本的增加，另一方面也带来运营风险的增大，故在进行隧道洞口的选择时，还应注意避免通过加长隧道洞外深路堑等方式缩短隧道长度。如拉日铁路，对甫当地热隧道方案进行了南方案、中方案、北方案的比较：通过比较，北方案地热环境差别不大，浅埋段落短，无偏压，洞身位于基岩中，结构安全性较好，危岩落石影响小，所以采用北方案[6]。
3.4 河谷地段选线
山区铁路在山岳间穿行，需翻山越岭，若直穿山体，势必增加桥隧及路基支挡工程量，而在保持大方向不变的前提下，沿着河谷前行，会大大减少工程量，降低造价。大面积选线时，优先选择接近线路短直方向的越岭垭口和垭口两侧的河谷，尽量利用与线路走向比较一致的河谷。若河谷偏离线路方向较远时，及早放弃。选择河谷时，寻找地质条件较好，纵坡及岸坡较平缓的河谷，以便线路纵坡能较容易适应地形，减少额外的展线。选定河谷后，就须选定线路设于河谷的哪一侧。可选择地形平坦开阔，支流较少，不易受水流冲刷的岸侧阶地。对于局部不良地质地段，如滑坡、崩塌、岩堆、顺层等，应给予足够的重视，如整治困难，造价较高，宜及早绕避，否则会增大养护维修成本，给将来运营时留下隐患，甚至会危及行车安全。如，内昆铁路沿横江、洛泽河河谷地段，先后跨河流10次，除了受地形控制
或线路条件所引起外，多是因为绕避不良的地质条件。在红沙坪横江左右岸比选中，初步设计选择的右岸，但经过详细勘探发现，右岸的大型岩堆稳定性极差，坡脚受河水冲刷已产生两处塌岸，继而在定测中提出两跨横江取直长隧道方案，避开了不良的地质条件[7]。
4 结语
本文主要从地质选线入手，分析了山区铁路选线的原则，总结了基本的方法，并配以实例，希望对山区铁路选线工作起到一定的参考作用。山区铁路地形、地质条件复杂，环境因素多样化，所以还要考虑环境保护等多方面因素进行综合选线。
参考文献
[1] 鲍雪银,王禹.山区铁路线路方案的优化[J].铁道标准设计, 2006 ,(5),31-32.
[2] 杨英.西部山区脆弱环境下铁路工程地质选线设计[J].铁道建筑,2007,(2),84-86.
[3] 杜建军.山区铁路选线中局部方案比选的新思考[J].四川建筑,2006,26(3),53-54.
[4] 宋欣.复杂山区铁路选线[J].铁道勘察,2005,(1),5-7.
[5] 陈亮.新建铁路贵州至广州线总体设计,复杂艰险山区铁路选线与总体设计论文集[J],2010.
[6] 李金城. 拉日铁路地热隧道方案比选研究,铁道工程学报[J],2011.
[7] 苟定才. 内昆铁路沿河谷地段主要工程地质问题与线路方案的地质比选研究[J],2004
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：山区铁路；选线；原则；方法
Abstract: this paper discusses the design process mountain railway principle is analyzed, and mountain railway route typical method, in order to have the mountain railway route job to the Suggestions.
Keywords: mountain railway; Route; Principle; methods
中图分类号：F530.3文献标识码：A 文章编号：
1引言
我国幅员辽阔，但山区丘陵众多，据资料显示，约占国土总面积的65%。地处山区的铁路，具有沿线地形复杂、气候条件恶劣、山体坡度大、环境敏感性强、地质灾害频发等特点，属于高风险运营线路。因而，做好山区铁路选线是选线工作必须面对的重要挑战。
2 山区铁路选线原则
山区铁路选线时，应综合考虑区域地质水文资料、卫星图片对地貌的解译、现场踏勘以及重点工程调查测绘情况，在选择线路走向应尤以注意以下几点：
（1）区域地质构造较为复杂，活动断裂及区域性深大断裂发育，线路方案的选择要受其规模、走向、强度等的影响，应尽可能绕避或远离，或在断裂最窄部位以大交角度通过，重点工程避免直接跨越活动断层和避开可能的构造闭锁部位；
（2）区内地层出露比较齐全，岩性复杂，岩体破碎，线路适合选择从岩性单一并且岩体完整性较好地段通过；
（3）区内属高地震区，线路工程应尽量选择简单工程如路基、低桥、短隧道通过，避免高桥、长大隧道通过；
（4）若区内不良地质分布广泛，线路应绕避，在陡峭傍山地带，即使处理后，危岩落石的威胁依旧存在，宜以隧道处理；
（5）若区内碳酸盐岩分布，岩溶发育，水文地质条件复杂，线路应绕避或以大交角通过，隧道尽可能通过岩溶安全带，地下分水岭地带，以减小地下水的危害；
（6）若区内存在特殊岩土如软土、膨胀土、红粘土。线路应尽量避开，在不能完全避開情况下，宜就短通过；
（7）选线中，应切忌出现过多的傍山隧道；陡坡设桥须分析落实其整体稳定性和局部稳定性，以减少和避免坡面甚至山体的防护加固；陡坡稳定性较差时，应考虑线路内靠外移的比选方案。对规模较大的堆积体，也要进行整体稳定性分析，确保选线的合理。
3 山区铁路选线方法
3.1 展线方法
山区铁路高差较大，线路需要达到的预定高度较高，除受到平面障碍的限制外，还受到高程障碍的控制，因此需要结合地形进行展线。针对山区铁路展线过程，在排除特殊地段特殊原因和必要折减的情况外，铁路纵向应采用足够坡度，并不设缓坡和反坡，由此减小线路长度和减少运营成本支出。同时应注意避免长距离内机械全部用足最大坡度，否则会给以后的局部改线带来严重困难，因此在坡度设计上还应留有适当余地。线路展线的方式也应灵活运用，一般地当侧谷比较开阔时，常采用套线式展线，而在谷口狭窄的侧谷内，采用灯泡形展线比较适宜。如，具有中国第一难之称的水柏铁路，在贵州营盘乡盘旋高差500多米，北盘江大桥至松河隧道间，航空距离13.6km，却要克服574m的高程，因而需要进行展线，通过方案比选采用了营盘展线方案，线路从松河隧道进口端向北盘江方向从上至下，一遇到展线条件，立即采用了两次连续螺旋展线，使茅草坪车站落在了比较好的地形上，然后顺地形回头螺旋展线接上北盘江大桥，很好的解决了站间距的问题、。
3.2 坡度选择
限制坡度与铁路等级、输送能力、牵引种类、地形条件以及相邻线路的牵引定数关系密切。在铁路等级较高时，应尽量采用较小的限制坡度，且同时注意，限制坡度和牵引种类还决定了牵引定数，故在确定限制坡度时，应结合机车选用类型和运输要求确定。当铁路等级、输送能力、牵引种类已确定后，限制坡度主要取决于地形条件。当限坡与自然纵坡相适应时，线路展线少，工程费省，尤其当地形困难时，限坡大小对工程费影响较大。因此，选择合理的限制坡度在山区铁路的选线设计中至关重要。如新建铁路贵广线，在贺州至广州段261km提出了6‰、9‰、13‰限坡方案，分别从对地形地貌特征的适应性，对运行时间的影响以及工程投资的三个方面做了详细的方案对比，发现：1.9‰的限坡更能适应地形；2.三个不同坡度方案的运行时分相差不大，3.综合计算20年换算工程运营费，其中6‰坡度的运营成本最低，9‰限坡方案较为适中，综合以上的研究成果，9‰限坡方案工程运营费虽比6‰多，但考虑到贵阳至贺州段采用18‰限坡方案的推荐意见及对长大桥隧工程和运输组织的合理性等因素，按照系统优化和综合效益最大化的原则，推荐9‰为其限坡方案[5]。
3.3 隧道入口选择
在山区铁路选线中，采用隧道是克服高程障碍、降低线路高程、缩短线路长度的有效措施。线路在距离沟心较近的山体较薄处穿过时，隧道长度较短，工程量较小，能节省投资，但另一方面，离沟心较近，隧道引线开挖后堑顶低于沟心或与沟心等高，排水及弃碴均较困难，将来运营维护费用较大。因此采用隧道较长的方案为推荐方案，即线路在距离沟心较远处穿过。在山区铁路选线设计中，应尽量将隧道洞口选在沟谷一侧，而避免设在沟心，以免带来运营维修费用的增加。由于边坡、仰坡开挖过高，一方面带来修建成本的增加，另一方面也带来运营风险的增大，故在进行隧道洞口的选择时，还应注意避免通过加长隧道洞外深路堑等方式缩短隧道长度。如拉日铁路，对甫当地热隧道方案进行了南方案、中方案、北方案的比较：通过比较，北方案地热环境差别不大，浅埋段落短，无偏压，洞身位于基岩中，结构安全性较好，危岩落石影响小，所以采用北方案[6]。
3.4 河谷地段选线
山区铁路在山岳间穿行，需翻山越岭，若直穿山体，势必增加桥隧及路基支挡工程量，而在保持大方向不变的前提下，沿着河谷前行，会大大减少工程量，降低造价。大面积选线时，优先选择接近线路短直方向的越岭垭口和垭口两侧的河谷，尽量利用与线路走向比较一致的河谷。若河谷偏离线路方向较远时，及早放弃。选择河谷时，寻找地质条件较好，纵坡及岸坡较平缓的河谷，以便线路纵坡能较容易适应地形，减少额外的展线。选定河谷后，就须选定线路设于河谷的哪一侧。可选择地形平坦开阔，支流较少，不易受水流冲刷的岸侧阶地。对于局部不良地质地段，如滑坡、崩塌、岩堆、顺层等，应给予足够的重视，如整治困难，造价较高，宜及早绕避，否则会增大养护维修成本，给将来运营时留下隐患，甚至会危及行车安全。如，内昆铁路沿横江、洛泽河河谷地段，先后跨河流10次，除了受地形控制
或线路条件所引起外，多是因为绕避不良的地质条件。在红沙坪横江左右岸比选中，初步设计选择的右岸，但经过详细勘探发现，右岸的大型岩堆稳定性极差，坡脚受河水冲刷已产生两处塌岸，继而在定测中提出两跨横江取直长隧道方案，避开了不良的地质条件[7]。
4 结语
本文主要从地质选线入手，分析了山区铁路选线的原则，总结了基本的方法，并配以实例，希望对山区铁路选线工作起到一定的参考作用。山区铁路地形、地质条件复杂，环境因素多样化，所以还要考虑环境保护等多方面因素进行综合选线。
参考文献
[1] 鲍雪银,王禹.山区铁路线路方案的优化[J].铁道标准设计, 2006 ,(5),31-32.
[2] 杨英.西部山区脆弱环境下铁路工程地质选线设计[J].铁道建筑,2007,(2),84-86.
[3] 杜建军.山区铁路选线中局部方案比选的新思考[J].四川建筑,2006,26(3),53-54.
[4] 宋欣.复杂山区铁路选线[J].铁道勘察,2005,(1),5-7.
[5] 陈亮.新建铁路贵州至广州线总体设计,复杂艰险山区铁路选线与总体设计论文集[J],2010.
[6] 李金城. 拉日铁路地热隧道方案比选研究,铁道工程学报[J],2011.
[7] 苟定才. 内昆铁路沿河谷地段主要工程地质问题与线路方案的地质比选研究[J],2004
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。