丁晓辉
山西省沁城煤矿位于沁水县城东约8 km处,矿井建在国华村东南沁水河南岸,筛选储煤仓设在沁水河北岸滩地上,储煤仓出口标高789 m,行政隶属山西省晋城市沁水县龙港镇。铁路专用线是山西省沁城煤矿新建工程的配套项目,本次研究专用线位于侯月线沁水车站与郑庄车站之间,在侯月铁路右侧。公路有晋城—禹门口干线公路横穿沁水县境,沁水—陵川干线公路与太原—大口公路相接,可达省会太原。县和乡之间的公路网已经形成。
该方案在沁水站西咽喉南侧接轨后,与既有侯月线大桥平行10 m,以大桥跨越杏河,到杏河西岸以300 m半径曲线左转,拐向南沟,线路首先跨过杏河改河后的过水隧道,该处线路设计标高907 m,过水隧道底面标高898 m,能满足跨渠要求。进入直线后预留疏解线接轨位置和隔开道岔,设置线路所,然后再穿过正在施工中的阳侯高速公路南沟大桥,再以500 m半径曲线左转,进入长大隧道。南沟南高北低,地势较为开阔,南沟是设置线路所较为理想的位置。
经过详细拉坡计算,线路所标高的选择受到了极大制约,从需要上,装车点比接轨点低100余米,接轨左转后,应尽量选择下坡以适应装车点标高,但受南沟地势所限,即使按平坡,到线路所位置,标高为907.8 m,该点地面标高为 927 m,已深挖19 m多,满足不了穿越侯月线所需要的最小高度要求,同时要满足杏河改造后跨越标高要求,而且也受到农村居民住宅的限制,因此,以300 m半径预留的疏解线和纵断面,以及信号所位置、标高,可改动的范围很小。
线路从线路所出来后,以500 m曲线左转进入山区隧道,穿越东岭、南塔上岭,前、后东山,在6+280下穿阳侯高速公路,阳侯高速路里程为K38+770。从北深沟露头,隧道全长5 560 m,隧道穿越的山地海拔从927 m升至1 169 m,再降至北深沟859 m,高低差310 m。北深沟以桥梁形式跨过,随即再度穿山,经徐家庄、吴家庄村后,该段隧道长1 336 m。
出隧道后,在AK8+350处与沁水—阳城公路交叉,设1-12 m框架立交桥,沿沁水河南岸坡地东行,经国华村南,至AK9+956处,以隧道方式穿过晋侯煤层气管道,再跨过几条深沟,即进入装车站,装车站设在直线上。该方案线路全长12.352 km。
4‰限坡方案平面位置上在AK7+600前与12‰一方案相同,主要是受到阳侯高速公路的影响,在线路AK6+300前后高速公路都以大桥形式通过,铁路标高和高速路大桥基础标高相近,所以铁路选择从高速公路路基下通过。
表1 线路比选方案的综合评价
受4‰限坡拉坡标高限制,线路走行位置较高,在AK7+600处,右转顺山势而行,过西岭村后,在 AK8+780处与沁水—阳城公路相交,沁水—阳城公路和铁路标高相同,拟改移公路立交通过,然后与12‰方案走向大致相同,平面距离从150 m逐步加宽至250 m,至国华村后沟,然后穿越煤层气管道,进入装车站,该方案线路全长12.16 km。
二方案从沁水站西咽喉南段接轨后,随即左转,跨沁水河,穿越规划建设中的居民小区,跨沁水—翼城公路、再度跨过杏河,跨越河道后继续沿300 m半径曲线作 180°回转,在AK0+745处穿越阳侯高速公路桥头路基(以暗挖隧道方式穿过),在AK0+948处设线路所。
二方案疏解线与一方案疏解线接轨点相同,前半段平面位置、标高也和一方案相同,在穿越侯月线、跨过杏河改河隧道口处河道后,继续以300 m半径曲线左转,以隧道方式在AK1+380处穿阳侯高速公路隧道,至AK1+752处和专用线主线相接。
该线路所位置距接轨点较近,在标高和平面位置选择上同样受到规划、小半径曲线、高速公路、桥隧构筑物和地形条件的制约,线路所处由于地形限制挖深达29 m,位于两座隧道之间的路基挖方地段。为了尽量降低挖方高度平面设计以疏解线为直股通过方式,主线以小半径曲线预留道岔位置。
线路所过后,进入长大隧道,在AK1+360前后穿东徐家庄,在AK1+880前后穿越王家庄,在AK2+350和AK2+468处两次下穿阳侯高速公路隧道(交角约26°),在AK3+500处下穿廉坡沟,AK4+200处下穿小东沟,AK5+250处穿路家凹沟,然后到北深沟,隧道全长5 007 m。线路以中桥跨越北深沟,过北深村,绕小岭村后,在AK7+300前后以隧道方式穿越高崖上,AK7+670处跨沁水—阳城公路,在AK7+824.77处与12‰一方案相接(二方案7+824.77=二方案8+500短链675.23 m)。然后绕山前坡地继续东行进入装车站。二方案线路全长11.676 km。
根据表1综合比较,12‰一方案符合规划环保、节能要求,运输效率高、占用土地少等优点,本设计推荐12‰限坡一方案。
沁城煤矿铁路专用线是山西省沁城煤矿项目的配套工程,专用线的建设主要解决沁城煤矿产品煤的外运问题。专用线的建设为煤炭的外运提供了可靠的保障,为煤矿的正常生产提供了保证。
我国是一个煤炭资源丰富而石油资源相对紧缺的能源消耗大国,面对国际石油价格飞涨的能源态势,更加需要大力采用电气化牵引,从而节约宝贵的石油资源。铁路运输能源消耗、环保等方面也具有明显的经济优势。据铁道部提供的数据,按单位运输量计算,公路运输能耗是铁路运输的6倍,航空能耗是铁路运输的30倍。若采用公路运输至沁水站装车,不仅对沁水县城及沿线造成极大粉尘污染,汽车运输也增加运输人力、财力消耗。
通过本工程实例,主要可借鉴经验如下:1)对在山区地区专用线选线应尽量选择适宜的沟谷地段,减少工程数量,合理选择技术标准,条件尽量预留,为以后发展留出余地。2)选线中也应注意“环保,低碳”理念。
[1] GB 50090-2006,铁路线路设计规范[S].
[2] 铁道部第一勘测设计院.铁路工程技术手册◦线路[M].北京:中国铁道出版社,1994.