渝黔线新建白沙沱长江桥桥位方案比选研究

苟智平 曾仲艳

(中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都 610031)

1 渝黔线概况

既有重庆至贵阳铁路(以下简称“川黔线”)起自重庆枢纽小南海车站,终于贵阳枢纽贵阳客站,线路长度424.450 km,重庆站至贵阳站运营长度463 km。

重庆至贵阳铁路位于重庆市西南部和贵州省北部地区,新建线路(以下简称“渝黔线”)北起重庆市,自新重庆站(重庆西)引出后,向南经綦江,进入贵州省遵义市桐梓县境内,经遵义市、息峰县接入贵阳市新客站贵阳北站,线路全长约345 km(其中重庆市境内112 km,贵州省境内233 km)。

渝黔线在珞璜南站进行客货分线后引入重庆枢纽。客运系统跨长江后,引入既有重庆东站,改名为重庆西站。货运系统从珞璜南站分线引出后,接入既有珞璜站,利用既有长江桥,增建二线引入跳蹬站,线路向西穿越中梁山,沿既有西铜便线通道新建货车双线,经白市驿至西永站,西永至团结村增建二线(左线),与兴隆场编组站贯通。

新建渝黔线与既有川黔线,在通道内形成三线格局。其中新建渝黔线承担通道内快速客车、城际列车及直通货物运输；既有川黔线保留,承担沿线地方及普速旅客列车运输。

2 桥位自然条件

2.1 最高通航水位

根据《内河通航标准》的规定,采用三峡水库运行100年后长江发生20年一遇洪水时的水位197.00 m作为拟建桥梁的最高通航水位。

2.2 最低通航水位

根据实测桥区河段水面线推算,桥位处零水位为172.32 m,该值即为天然情况下新白沙沱长江大桥的最低通航水位。

2.3 通航净高

根据《内河通航标准》的有关规定,Ⅰ-(3)级航道应满足的最小通航净高为18 m。

2.4 通航净宽

根据《内河通航标准》,Ⅰ-(3)级航道应满足的最小通航净宽尺度为：

单孔单向通航净宽110 m；单孔双向通航净宽220 m。

3 桥位方案比选

拟建的渝黔线呈南北向走向,根据渝黔新线的线路走向,该铁路需要在重庆市江津区跨越长江,在既有白沙沱长江桥上游3 km与下游5 km范围内选择了4个桥位方案。根据线路走向,结合环保条件、地质条件、城市布局以及线路工程、技术、经济等因素,进行综合比选后,确定最佳桥位方案(见图1)。

图1 长江桥位方案示意

3.1 经既有珞璜站桥位方案(方案Ⅰ)

该方案线路自重庆西客站引出,在距离既有长江桥下游约130 m处,以主跨432 m的斜拉桥跨江,于既有珞璜站和珞璜电厂专用线间穿过并新设珞璜南站后客货并线。

该桥位位于“长江上游珍稀特有鱼类自然保护区”的缓冲区内,主跨为(81+135+432+135+81)m的钢桁梁斜拉桥,长江桥设计高程为223 m左右。该方案有部分桥墩位于环境保护区范围内,若要桥墩完全置于环境保护区范围外,则需加大跨度,主跨采用(200+636+200) m混合梁斜拉桥。该跨度方案较432 m跨方案投资增加约4亿元。该方案最小曲线半径R=3 500 m,满足250 km/h行车速度目标值的要求。

3.2 长江上游桥位方案(方案Ⅱ)

该方案从重庆西站引出,靠中梁侧通过,该方案需设长3.869 km和1.573 km的隧道穿过中梁山。中梁山中间为可溶岩地层,富含地下水,施工中对地表水将造成破坏,对环境影响较大。桥位位于既有桥上游约1.5 km左右,位于“长江上游珍稀特有鱼类自然保护区”的缓冲区内,主跨一跨跨过长江20年一遇洪水位,对通航及行洪都不控制,满足环保要求珍稀鱼类的20年一遇洪水位边界要求。为此采用主跨4×32 m简支梁+(81+135+432+135+81) m钢桁斜拉桥+4×32 m简支梁钢桁梁斜拉桥方案,长江桥设计高程为234 m左右。该方案最小曲线半径R=3 500 m,满足250 km/h行车速度目标值的要求。

该方案穿越一级水源地,对拉法基水泥厂采矿区有影响,采矿区不能满足铁路1 km范围内的安全距离。同时,考虑以后渝湘通道的引入,桥位前后均为隧道,四线或者四线喇叭口隧道无法实施,若预留四线长江桥,则预留长江桥需拉大线间距,满足隧道四线施工间距。该方案线路两次穿越煤矿采空区,采空区高程210～250 m左右,工程无法处理,工程不可行。同时,该方案珞璜南不满足设站要求,改设线路所,进行客货分线。

3.3 长江上游中线桥位方案(方案Ⅲ)

该方案走向基本同方案Ⅱ桥位方案。位于既有长江桥与方案Ⅱ桥位方案中间。该方案对拉法基水泥厂采矿区影响很小,桥梁位于珞璜电厂大件码头,主跨跨度采用(94.5+94.5+148.5+675+148.5+94.5+94.5)+4×32 m简支梁钢桁梁斜拉桥方案,考虑到引桥设置条件,长江桥设计高程为278 m左右；其跨度将成为目前世界上跨度最大的四线高速铁路桥梁。若考虑渝湘通道引入情况,需预留四线桥,则考虑两端隧道施工要求,需拉大线间距。该方案最小曲线半径R=3 500 m,满足250 km/h行车速度目标值的要求。

该方案线路两次穿越煤矿采空区,线路走向与煤矿采空区分布基本一致,采空区高程210～250 m左右,工程无法处理,工程不可行。同时,该方案珞璜南不满足设站要求,改设线路所,进行客货分线。

3.4 长江下游桥位方案(方案Ⅳ)

该桥位方案从从重庆西站引出,经老重庆西站存车场后折向东行,在既有长江桥桥下游3.6 km左右设桥跨过长江,长江桥设计高程为225 m左右。

该桥位对九重庆九龙坡区城市规划影响较大,且该桥位置处于易变的洲滩及汇流口上,与《内河通航标准》GB50139—2004冲突。考虑至小南海枢纽规划的需要,左侧航道考虑船闸以及大坝泄水孔的需要,净宽需要800 m左右,右侧系小南海枢纽施工期间的导流渠以及航道,主跨度需在500 m左右,洲滩进一步缩小。在这种条件下,桥梁工程难以布跨与设计。若考虑小南海枢纽规划的需要,下游桥位方案不成立。

同时，该桥位方案线路采用半径R=2 200 m,仅满足200 km/h行车速度的最小极限值,不满足渝黔扩能改造250 km/h的速度目标值要求。为实现渝黔线引入重庆枢纽后进行客货分线,则货车疏解线较方案Ⅰ长8.50 km左右。

3.5 工程数量比较情况

各方案主要工程数量比较情况见表1、表2所示。

表1 长江桥位方案主要工程数量比较

4 结束语

从以上论证分析得出：方案Ⅰ桥位方案地质条件较好,工程技术可行,工程投资最省,且对城市规划影响较少,有利于带动区域经济发展。方案Ⅱ与方案Ⅲ桥位方案,主要受地质条件影响,工程技术不可行。方案Ⅳ主要受桥梁工程技术可行性影响,难以布跨与设计；且该方案线路最长、投资最贵。因此，选择方案Ⅰ经既有珞璜站桥位方案为推荐方案。

表2 长江桥位方案主要工程数量比较

跨越大江大河桥位的选择,特别是城区附近大江大河桥位的选择,是一个复杂的涉及至多学科多专业的系统工程,受控因素众多。就本桥位而言,地质条件、环保条件、河道、通航、城市规划、工程技术条件、工程投资是其中最主要的影响因素。选择桥位时必须找到这些主要因素,兼顾各项次要因素,重点解决主要矛盾,征求水利、航运、环保及地方各部门的意见,结合工程技术可行性,工程投资情况,综合分析、比选,从中选择最佳桥位方案。

[1]中国中铁二院工程集团有限责任公司,中铁隧道勘测设计院有限公司.改建铁路重庆至贵阳线扩能改造工程可行性研究总说明书[Z].成都：中国中铁二院工程集团有限责任公司,2009

[2]饶国舟.长荆线汉江桥位方案比选[J].铁道勘测与设计,1998(3)：13-16

[3]曾榜荣.大瑞铁路澜沧江桥位方案研究[J].四川建筑,2009(2)：81-82

[4]洪 梅.津浦复线淮河特大桥设计[J].铁道勘测与设计,2002(1)：3-5