沙漠地区铁路隧道段新建二线方案研究

沙漠地区铁路隧道段新建二线方案研究

倪国庆

（中铁第一勘察设计院集团有限公司线路运输院，陕西 西安 710043）

摘要：在“联网、强网、补链”的新背景下，越来越多的既有线项目不断开展，风沙危害作为影响沙区铁路建设运营的主要因素，在既有线增二线项目中，对线路二线方案设计有重要影响。本文基于临额铁路增二线项目，以呼口隧道段二线方案为例，通过提出不同的并行、绕行方案，经多角度、多方面综合比选，提出适合沙区工点的二线方案，为后续沙区铁路建设提供借鉴。

关键词：沙区铁路；线路方案；方案比选

1概述

在“联网、强网、补链”的新背景下，越来越多的既有线项目不断开展，我国幅员辽阔，路网密集，格库铁路、临哈铁路等沙区铁路的既有线改建已正在实施设计。风沙危害作为影响沙漠铁路安全运营的主要因素，对线路方案有重大影响，是沙区既有线改建项目中考虑的首要问题。

临哈铁路是我国北部边疆铁路的核心区段，作为新疆煤炭外运通道的关键段落、国家“西煤东运”路网体系的有机构成，其临河至额济纳段新建二线已在设计当中。临哈铁路临额段途径乌兰布和沙漠北缘，周围半固定沙地、沙丘密集，铁路受沙害影响严重，本文以呼口隧道段二线方案进行分析，提出适合沙区工点的二线设置方案。

2线路自然条件

2.1地形地貌

线路经过巴彦淖尔-阿拉善剥蚀平原区，地面高程在900～1800m，地势由南向北、由西向东缓倾，地形相对较为平缓，略呈波状起伏，局部地段起伏较大。该地貌单元较为复杂，主要以剥蚀地貌为主，其间包含有低山丘陵、山间洼地、沙漠戈壁等次一级地貌。剥蚀丘陵多呈低矮浑圆状，山间洼地中受风沙影响可见固定、半固定沙丘、沙地。

2.2气象特征

线路地处亚洲大陆腹地的内陆高原，远离海洋，周围群山环抱，为典型的中温带大陆性干旱气候区。区内光照充足，热量丰富，降水量少，蒸发量大，干旱少雨，春秋两季大风弥漫，风大沙多，夏季酷热，冬季严寒，无霜期较长，昼夜温差悬殊，四季气候特征明显。

3呼口隧道二线方案研究

本段线路位于乌兰布和沙漠北缘，地形起伏，南高北低，线路两侧沙丘（链）分布，自东向西设有呼口1号、2号隧道。路基以低填、零断面、挖方为主，易受风沙危害影响，隧道进出口路堑处沙埋情况严重。

图1呼口1号隧道出口沙埋情况

3.1方案研究

本段主风向为西北风，既有线北侧为迎风侧，原设置有大量防沙设施，经风沙活动已均被掩埋，隧道洞口两侧沙丘受风力影响，风沙流活动强烈，洞口沙埋现象严重，本次增建二线根据现象气象资料及周围地形地势条件，结合风沙病害防治措施，依据地形地貌、工程规模等方面研究了并行既有线方案和北侧短隧道方案。

3.1.1并行既有线方案

基于充分利用既有线防风沙设施，减少线路长度、降低投资原则，线路自东向西于既有线北侧并行敷设，与既有线共同遵循隧道“早进晚出”原则接长明洞至填方路堤处以防治沙害。此并行既有线方案增建二线8.9km，设隧道2座共3.35km。

3.1.2北侧短隧道方案

本段地势南高北低，增建二线考虑向北侧地势较低处绕行，线路行经路线与既有主导风向垂直，减少路基两侧积沙。通过增大轨面与地面高差，以短隧道和桥梁工程代替长隧道和路堑工程，缓解局部沙害问题。增建二线长度为8.98km，设短隧道1座共0.9km。

图2 呼口隧道局部方案示意图

3.2方案比选

3.2.1风沙防治

两方案穿越沙害范围基本一致，工程设置不同导致其受沙害影响程度不同。并行既有线方案以隧道和路基穿越，对既有线隧道做接长明洞处理，原沙害问题可较好改善，但隧道间路基段可能成为新的风沙聚积区。

本段地处沙漠腹地，风沙流活动强烈，线路受沙害影响严重，线路方案应首要考虑线路防沙问题。从长远运营考虑，北侧短隧道方案将大段落路基改为桥梁工程，风沙自桥下通过，风沙防治效果较好，虽然桥梁工程增加，但隧道规模较小，且线路位于迎风侧，可阻滞北侧来风，减少既有线附近风沙流活动，降低风沙危害。

3.2.2工程设置

并既有线方案新建单线隧道3.35km，并接长既有线明洞450m，隧道以外段落以路基工程为主。北侧短隧道方案线路向北绕行，地面高程降低，新增特大桥2座共6.37km，但该方案减少短隧道1座，隧道长度缩短至0.9km，且因隧道规模降低，无需设置辅助坑道即可满足工期要求，工程设置相对简单。

3.2.3工程投资

并行既有线方案线路较短，但隧道长度较长；北侧短隧道方案虽然桥梁总长增加，但因隧道工程大幅降低，投资节省0.26亿元。

呼口隧道局部方案经济比较表

3.3 推荐意见

从风沙防治、工程设置及工程投资方面对比分析，北侧短隧道方案均优于并行既有线方案，并且此段工程内北侧短隧无需设置辅助坑道，工程总投资节省，本次研究予以推荐。

5结束语

我国沙漠分布广泛，沙区铁路众多，在“联网、强网、补链”的新背景下，更多的沙区铁路改建项目将提上日程。风沙危害作为影响沙区铁路运营的主要因素，是方案设计时考虑的主要因素。本文以临哈铁路临额段呼口隧道局部方案为例，从风沙防治、工程设置及工程投资三个方案进行比选，分析从长远考虑沙区铁路线路方案应以风沙防治为重点，结合桥梁设置、附以工程防沙措施，以减少线路沙害。

【参考文献】

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