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、長子、后臺、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、臨汾和長治、河南省安平、鶴壁市和喬木斯塔省12個城市，以及山東省遂寧、萊蕪、淄博、淮安和日照的三個直轄市。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~膠濟鐵路、邯長~邯濟~膠濟鐵路、侯月~新菏兗日鐵路間一條新的“西煤東運”的能源運輸動脈,也是我國東西向路網(wǎng)干線鐵路之一,對我國國民經(jīng)濟發(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盡量經(jīng)過沿線重要的政治、經(jīng)濟據(jù)點,并與其規(guī)劃發(fā)展相適應,方便客流集散,帶動地方經(jīng)濟發(fā)展。2.1.2不等情況本段線路處于霍州煤田國家規(guī)劃礦區(qū)及鄉(xiāng)寧煤炭國家規(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、黑龍關至鄉(xiāng)寧縣長約100多km、寬20多km范圍內(nèi)煤炭開采已達到一定規(guī)模,采空區(qū)分布較廣且多無詳細統(tǒng)計資料,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)境保護本段范圍內(nèi)還有五鹿山國家級自然保護區(qū)1處,位于蒲縣北部,線路應繞避該保護區(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,線路跨越汾河應滿足法向角大于5°。2.2關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),沿河谷兩側向東展線,線路走行于五鹿山國家級保護區(qū)北部邊緣,于下天廟村南進入長17.245km越嶺隧道。線路長度102.650km,其中橋梁工程23.068km,隧道工程38.788km,橋隧總長61.856km,橋隧比例60.3%,工程投資838324.2萬元。2.2.2越嶺南發(fā)展趨勢結合鄉(xiāng)寧煤炭國家規(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、鄂河河谷設站,出站后向東越南呂梁山(32.700km),出洞后沿山前沖擊扇向北,至韓家莊西側到達方案比較終點。線路長度177.600km,其中橋梁工程23.924km,隧道工程91.660km,橋隧總長115.584km,橋隧比例65.1%,工程投資1445696.1萬元。2.2.3跨高洞方案蒲縣到洪洞段北起克城經(jīng)喬家灣、黑龍關至鄉(xiāng)寧縣南北長約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。本方案以長隧道越嶺呂梁山脈,采取早進洞(進洞高程1040.8m),可以由含煤地層以下通過,完全躲避了采空區(qū)對線路走向的影響。線路長度79.604km,其中橋梁工程13.597km,隧道工程50.550km,橋隧總長64.147km,橋隧比例80.6%,工程投資695866.3萬元。2.2.4建設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)缺點分析如下。從與煤炭規(guī)劃礦區(qū)結合方面分析: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)長隧道方案線路經(jīng)過蒲縣,沿昕水河河谷分布有蒲縣(萬噸)、南溝、龍馬(萬噸)3個車站,便于礦區(qū)專用線接軌,有利于帶動沿線煤炭開發(fā)特別是蒲縣煤炭開發(fā),但大寧、吉縣、鄉(xiāng)寧煤炭外運需輔以長大專用線;經(jīng)鄉(xiāng)寧方案線路經(jīng)過大寧、吉縣、鄉(xiāng)寧,有利于帶動大寧、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)過蒲縣,受五鹿山風景區(qū)及地形影響,蒲縣煤炭外運需再修建長約50km專用線,連通本通道或經(jīng)由公路運輸,距離過長,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)。從線路長度、運營費用方面分析:下鉆采空區(qū)長隧道方案線路長度分別較經(jīng)克城短隧道方案及經(jīng)鄉(xiāng)寧方案縮短線路長度23.046km與97.996km,線路明顯短直,節(jié)省運營費用達6013.1萬元/年與34298.6萬元/年。從對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)及補給區(qū)邊緣,對泉域影響最小;下穿采空區(qū)長隧道方案結合初測成果及專家論證意見,技術上可行,但需進一步論證,確保該方案不會對泉域造成較大影響。從工程投資及近遠期結合方面分析:下鉆采空區(qū)長隧道方案線路長度分別較經(jīng)克城短隧道方案及經(jīng)鄉(xiāng)寧方案節(jié)省投資142457.8萬元與749829.8萬元,占工程投資的20.5%與107.8%。從占壓資源方面分析:下鉆采空區(qū)長隧道方案線路走行于含煤地層以下,不存在占壓煤炭資源問題。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),對煤炭資源占壓較多。綜上所述,下鉆采空區(qū)長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,但通過選擇合理的線路設計,高程能夠保證越嶺長隧道工程的可靠性,同時該方案具有與煤炭規(guī)劃礦區(qū)結合較好,線路長度、綜合工程投資、資源占壓等多方面明顯優(yōu)勢,因此隰縣至洪洞段推薦方案為下鉆采空區(qū)長隧道方案。3經(jīng)濟和環(huán)保問題通過綜合研究區(qū)域地形、地質(zhì)條件,分別選擇了短隧道方案,長隧道方案和經(jīng)鄉(xiāng)寧的線路方案,從工程角度對越嶺方案進行了充分的論述,同時針對區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟據(jù)點的分布,從方便沿線居民出行、發(fā)揮更佳的社會與經(jīng)濟效益出發(fā),選擇了合適的站點方案;還從環(huán)保的角度出發(fā),盡量減少對泉域保護區(qū)和自然保護區(qū)的影響;結合煤層的分布情況,選擇了下穿煤層的長隧道方案,不僅保證了鐵路的運營安全,還避免占壓煤炭資源,做到和諧統(tǒng)一。從區(qū)域地形、地質(zhì)出發(fā),