杭温铁路穿越高边坡地段线路方案研究

李雨思

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉 430063）

1 工程概况

杭州至温州铁路（简称杭温铁路）位于浙江省中东部，线路呈南北走向，北起杭州，南至温州。途经杭州市桐庐县，金华市浦江县、义乌市、东阳市、磐安县，台州市仙居县，温州市永嘉县等市县。北端衔接商合杭铁路、宁杭客专，中途连通杭黄铁路、杭长客专，南端衔接温福、福厦、厦深铁路。杭温铁路为设计车速350km/h 的高速铁路，是长三角高速铁路网的重要组成部分，也是浙江省内实现杭州、金华和温州三大都市圈一小时到达的最快捷通道，全长约331km，开通运营后，杭州、金华、台州、温州等地丰富的旅游资源将串联成线，对完善区域路网布局，促进长三角城市群联动发展具有重大意义[1]。杭温铁路杭州至义乌段自湖杭铁路桐庐东站引出，经浦江县岩头镇设浦江站，后接入杭温铁路义乌至温州段，工程新设杭温场，新建正线长度59.023km，桥隧比为94.52%。

2 主要控制因素概况

2.1 历史文化名村、书画村

线路选线时受相关历史文化名村、书画村落的控制，主要有：DK89+700 线路左侧35m 处合坞村；DK91+400 线路左侧300m 处黄方村；DK91+700 线 路右侧150m 处廊家畈村；DK98+700 线路右侧30m 处大岭村；DK99+600 线路左侧200m 处刘笙村；DK98+700线路右侧30m 处大岭村[2]。

2.2 高压走廊

DK91+825 与1000kV 安兰二号线采用隧道形式交叉，321 号塔距线位36.7m，塔高78.4m，隧道埋深1m。

DK91+960 与1000kV 安兰一号线采用隧道形式交叉，321 号塔位于线路右侧69m，塔高75m，隧道埋深30m。

DK92+030 与500kV 江昇5839、5840 线采用隧道形式交叉，84 号塔距线位23.6m，塔高66.2m，隧道埋深50m。

线路需尽可能避免拆迁上述高压塔，以降低工程实施难度。

2.3 河流

DK91+400—DK91+500 线路跨越壶源江，交叉处壶源江水域宽70m，采用（40+56+40）m 连续梁跨越，壶源江属于西水东调工程。

2.4 水库

DK98+600 左侧170m 处为力源水库，为小（二）型水库，坝顶标高174.8m，坝长51m，坝高12m，汇水面积0.48km2，主要功能为灌溉兼养殖。

DK100+750 左侧143m 处为双溪水库，为小（二）型水库，坝顶标高151.5m；坝长50m，坝高11m，汇水面积0.17km2，主要功能为灌溉兼养殖。

根据浙江省地方标准《小型水库管理规程》（DB33/T 2214—2019），小型水库保护范围为：小（二）型水库拦水坝坡脚50m 内以及大坝背水坡坡脚以外15m 内的地带，溢洪道下游管理范围至放水隧洞出口处。保护范围内不允许新建建筑物。

3 线路方案比选

3.1 方案说明

根据以上控制因素和地形地貌情况，针对DK98+614—DK98+632 段大岭大桥左侧1 号、2 号墩台，DK98+820—DK98+860 段大岭大桥右侧8 号墩至义乌台，DK99+530—DK99+560 段刘笙大桥2 号、3 号墩右侧这3 处高边坡处理措施，研究边坡防护方案、抬高纵断面增大桥跨方案、局部绕避方案，具体情况如下：

方案I：边坡防护方案。

线路自方案比较起点DK94+500 引出，向南跨越壶源江，以隧道下穿高压走廊，之后以6.4km 长隧道通过浦江北部山区丘陵地带，并于大岭村东侧出隧道，之后线路继续向南西侧绕避力源水库、双溪水库后至比较终点DK102+340，线路长7.840km。

在DK98+614—DK98+632 段大岭大桥左侧1 号、2号墩台边坡表层分布1～3m 的硬塑状粉质黏土，基岩为变质砂岩，强风化厚约6m。边坡最高63m，设计采用桩板墙支挡结合边坡锚索格梁等措施进行边坡防护。在DK98+820—DK98+860 段大岭大桥右侧8 号墩至义乌台边坡表层分布1～6m 的硬塑状粉质黏土，基岩为变质砂岩，强风化厚约3～4m，其右侧边坡为顺层，岩层产状340°∠55°，横向视倾角15°，边坡最高83m，采用两排锚固桩结合边坡锚索格梁等措施进行边坡防护。大岭大桥8 号至义乌台边坡防护，如图1所示。

DK99+530—DK99+560 段刘笙大桥2 号、3 号墩右侧边坡表层分布1～2m 的硬塑状粉质黏土及全风化层，基岩为变质砂岩，强风化厚约4～5m，其右侧边坡为顺层，岩层产状358°∠56°，横向视倾角35.88°，边坡最高71m，采用两排锚固桩结合边坡锚索格梁等措施进行防护。刘笙大桥2 号、3 号墩边坡防护，如图2 所示。

图2 刘笙大桥2 号、3 号墩边坡防护图

方案II：抬高纵断面，加大桥跨方案。

该方案平面与方案I 一致，在其基础上抬高DK94+500—DK101+400 段纵断面。DK98+600—DK99+600 段较方案I 抬高约17.0m，并将三处邻近高边坡地段桥梁跨度由施工图方案中32m 简支梁分别调整为60m+60mT 构、（70+120+70）m 连续梁、（48+80+48）m 连续梁。

方案III：局部绕避方案。

该方案线路平面在方案I 的基础上，于DK95+500处向线路左侧加入曲线偏转，再增加两处半径为7000m 的曲线绕避高边坡。平面调整范围：DK95+500—DK102+340，调整长度7.84km。

该方案前山一号隧道DK99+100、DK99+400 附近存在洞身浅埋，该里程处轨面以上高度小于8m，隧道即将露头，拟采取护拱反压暗挖处理，工程实施难度较大。前山一号隧道DK99+400 处拟采取处理方案，如图3 所示。

图3 前山一号隧道DK99+400 拟采取处理方案

徐地坞隧道DK100+340、DK100+760 附近均存在洞身浅埋段，该里程处轨面标高约158.9m，隧道中线处地面标高约170m，存在露头可能，需采取护拱暗挖或明挖处理，工程实施条件较差。徐地坞隧道DK100+350 附近浅埋段拟采取处理措施，如图4 所示。

图4 徐地坞隧道DK100+350 附近浅埋段拟采取处理措施

3.2 方案比较

3.2.1 从线路平纵断面特征方面分析

平面线型方面，方案I、方案II 较顺直，线型较好，运营期间旅客乘车舒适度较好。方案III 在线路DK95+500—DK102+340 段存在连续小曲线半径（R=7000m）或小偏角曲线（偏角a=4°22′27″），圆曲线及夹直线长度设置也较为紧张，仅刚好满足规范要求的0.8V 的长度要求（332m、294m、316m、306m），该方案平面线型较差，运营期间旅客乘车舒适度较差。

纵断面坡度方面，方案I 坡度少，综合坡度较缓，行车舒适度较好，运营最为节能、经济。

3.2.2 从隧道工程方面分析

隧道长度：较方案I，方案II 隧道长度减少128m，方案III 长度增加233m。

隧道围岩：方案I 隧道围岩等级最好，方案II 最差，围岩统计，如表1 所示。

表1 主要隧道围岩统计表

运营条件：反向曲线隧道的维修养护比同向曲线隧道更为复杂，列车运行平稳性也较同向曲线差。方案III 金台尖隧道位于反向曲线上，施工、运营、养护等工作条件不如方案I、方案II 同向曲线隧道。

3.2.3 从工程投资方面分析

比较范围内，方案I 线路长度7.840km，主要工程（变化部分）静态投资4.710 亿元，方案II 线路长度7.840km，静态投资4.985 亿元，方案III 线路长度7.843km，静态投资4.627 亿元。综上分析，方案III 工程投资最省，较方案I、方案II 投资分别减少830 万元和3580 万元。

3.3 推荐意见

方案I 未绕避高边坡，因此设计采用桩板墙支挡结合边坡锚索格梁等措施进行边坡防护，以消除边坡溜塌的风险。方案II 抬高纵断面并增大桥跨，虽能消除边坡溜塌对铁路安全造成的风险，但工程投资最大。方案III 局部绕避方案，能避开高边坡，工程投资最省，但前山一号隧道DK99+100、DK99+400 附近存在洞身浅埋，轨面以上高度小于8m，隧道即将露头，拟采取护拱反压暗挖处理，同时金台尖隧道位于反向曲线上，隧道的维修养护比同向曲线隧道更为复杂，列车运行平稳性较同向曲线隧道更差[3]。

综上所述，三个方案采取不同的措施，均能不同程度上消除高边坡对铁路安全的影响。方案III 虽然平面线型较差，旅客舒适度较差，但局部绕避方案能消除边坡溜塌对铁路安全的影响，且工程投资最省，因此，此次比选推荐局部绕避方案。

4 结语

文章对杭温铁路杭州至义乌段穿越高边坡地段线路方案开展研究，通过对沿线山体进行多手段的勘察，提出边坡防护方案、抬高纵断面，加大桥跨方案和局部绕避方案，并对三个方案下山体的处理难易程度和费用、工程投资等方面进行分析。通过多层次的比选分析，最终推荐能更大程度消除边坡溜塌影响、投资较省的局部绕避方案。随着我国山区铁路的不断修建，在设计阶段中尽量消除高边坡对铁路安全的影响，可以降低铁路运营阶段的安全风险，减少养护维修成本，保证高速铁路的正常运营。