以黔张常铁路为例谈岩溶区铁路选线原则

李 雯 宁欣然 尹紫红

(1.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031； 2.株洲市规划设计院，湖南 株洲 412007；3.西南交通大学数学学院，四川 成都 610000)

以黔张常铁路为例谈岩溶区铁路选线原则

李 雯1,2宁欣然3尹紫红1

(1.西南交通大学土木工程学院，四川 成都 610031； 2.株洲市规划设计院，湖南 株洲 412007；3.西南交通大学数学学院，四川 成都 610000)

以黔张常铁路为依托，对岩溶地区铁路选线的基本原则进行了分析和总结，提出了岩溶地区铁路选线需遵循线路尽量绕避岩溶区或以最短距离穿越、对岩溶危害要避重就轻、以安全高度跨越岩溶区三大基本原则，以供借鉴。

铁路，选线，岩溶

岩溶地形是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地表和地下形态的总称。我国一方面岩溶面积分布广阔，达到了国土总面积的1/3，另一方面，由于多变的气候和地形地质条件，使得我国的岩溶发育类型齐全。在岩溶发育区修建铁路工程风险高，不少穿越岩溶地区的铁路线在设计、施工、运营过程中遭遇了岩溶坍塌、突水突泥等工程地质灾害的侵扰。如何在铁路选线阶段对岩溶区铁路建设的工程风险进行合理规避和控制，对于岩溶区铁路的建设和发展具有重大意义。鉴于此，本文在广大学者已经取得的具有相当价值的研究成果的基础上，以黔张常铁路工程实际为依托，对岩溶地区铁路选线的基本原则进行综述。

1 工程概况

黔张常铁路西起渝怀铁路黔江站，东至石长铁路常德站，沿途经过重庆、湖北、湖南两省一市，线路走行区域内可溶岩分布广泛，部分地段岩溶强烈发育，溶洞、落水洞、溶蚀洼地、岩溶漏斗等星罗棋布，地下暗河系统复杂多变，岩溶、岩溶水是对线路影响最大、最为突出的工程地质问题(见图1)。

2 岩溶区铁路选线的基本原则

1)线路尽量绕避岩溶区或以最短距离穿越。

铁路工程能避免穿越岩溶区的要尽量避免，在线路运营和工程造价允许的条件下对岩溶区进行绕避。无法绕避的要使线路在最窄处以与岩溶通道尽量正交的方向穿越，使线路走行在岩溶区内的线路最短。

黔张常铁路出黔江之后即沿两可溶岩层之间的非岩溶地带上行至CK30左右再以大角度穿越可溶岩区进入咸丰，一方面该处可溶岩分布宽度较窄，另一方面也使得线路北移，在线路CK50～CK100段内避免了进入大面积岩溶分布区，此外在CK100～CK170段线路多处均选择在可溶岩分布宽度较窄处以近乎垂直的角度通过岩溶区。通过合理绕避和大角度穿越的方式，黔张常铁路穿越岩溶区的线路长度大大缩短，对岩溶风险进行了合理规避。

2)对岩溶危害要避重就轻。

不同岩溶地段，因其岩性、地质、水文等条件的不同，风险性质、风险发生的概率以及可能造成的工程危害也不同，在进行铁路选线时要注意对岩溶危害避重就轻，尽量使铁路走行于风险等级较低且风险可控的岩溶区域以内。

第一，线路应选择从岩溶发育相对较弱的区域通过，设法绕避处于强烈发育阶段、具网状洞穴、巨大空洞发育的岩溶地段，这些地段一般岩溶与岩溶水十分发育，隧道涌水、突泥的可能性极大，危害性极强。第二，线路与暗河相交时应尽可能从暗河安全高度以上以垂直于暗河流向的方向穿越暗河。第三，铁路选线应避免线路在有利于岩溶发育的地质构造带处展布，如断层带，以免由于地质构造原因使得岩溶危害被放大或引发其他连锁危害。第四，铁路要避开或以大角度通过可溶岩与非可溶岩的接触地带，该区域有利于地下水的富集，且机械溶蚀作用明显，岩溶发育强烈。

黔张常铁路在选线过程中综合考虑了线路走向要求和地质条件等多方面的因素，对岩溶危害避重就轻，最大限度地降低和控制选线风险。例如在CK141+100，CK218+500，CK238+470等多处暗河分布带，铁路线就选择了对暗河进行绕避。在黔张常铁路通过区域内，探明的暗河有76条，而与线路相交的却只有8条。

3)以安全高度跨越岩溶区。

根据水循环特征，岩溶区在垂直方向上自上往下一般可分为包气带、季节变动带、饱水带和深部缓流带四个岩溶水分布带。在铁路选线过程中应该尽量使线路以高于季节变动带的高程穿越岩溶区，绝对避免线路进入饱水带和深部缓流带。

为了保证铁路能以安全高度跨越岩溶，在纵断面设计过程中就应根据地下水的水位高度和变化抬高纵断面高程，使铁路线受到岩溶水的侵害风险控制在最低。在越岭段抬高线路设计标高除了可以使线路走行在相对安全的水循环带上外，还可以适当缩减岩溶隧道的长度，在岩溶区铁路选线中，特长隧道是应该要尽量避免的，且为了利于排水，岩溶隧道内纵断面应设计成人字坡。在溶蚀洼地等地表水容易汇集的地区线路应尽量以路基或桥的方式通过，该地带季节变动带水量变化极大，易使隧道发生涌水涌泥等灾害。

在平面上线路应尽量靠近既有建筑、暗河排泄区等已形成的水头线漏斗区，使线路走行在相对安全的岩溶水垂直循环带。

1009-6825(2014)03-0155-02

2013-11-15

李 雯(1989- )，女，在读硕士； 宁欣然(1990- )，女，在读硕士； 尹紫红(1971- )，男，副教授

U212.32

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