中老铁路万象平原路基工程“立体分层”设计

雷冲 李斌 马骞

摘要 中老铁路是“一带一路”标志性工程，是泛亚铁路的重要组成部分。为将中老铁路打造为安全、高效、经济、环保的铁路，在设计过程中应综合各项自然环境因素开展设计工作。文章结合万象平原区水文、地质条件，提出了万象平原区路基工程的“立体分层”设计理念，该设计方案在确保中老铁路安全运营的基础上，既满足绿色通道的景观需求，也节省了工程投资，设计的成果和经验可为平原区、河湖内涝区等项目路基工程设计提供参考。

关键词 中老铁路；万象平原；路基工程；“立体分层”设计

中图分类号 U212文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）05-0090-03

0 引言

目前，我国国内市场需求增长已明显放缓，新一轮的产能过剩矛盾日趋明显。中国高铁在境外市场的扩张，也成为应对经济放缓举措的重要组成部分。中国正在加快铁路“走出去”步伐，响应国家对外开放大局。在拓展境外铁路建设市场的同时，境外铁路项目工程设计阶段也应因地制宜，打造更为经济、合理、安全、高效的精品工程，从而进一步提升我国铁路的国际竞争力。

1 项目背景

在“一带一路”的合作倡议下，针对中国与周边铁路的互联互通工程，开展了中国与东南亚互联互通的泛亚铁路通道研究，形成了东、中、西三大通道的规划，其中包括中老铁路在内的中线通道是路径最短、最为便捷的通道[1-2]。中老铁路是泛亚铁路通道的重要组成部分，由我国昆明至老挝万象，是第一条以中方为主投资建设、采用中国铁路技术标准并与中国铁路网直接连通的跨国铁路，全长1 035 km[3-4]。

中老铁路连接中老两国，并通过在万象设置的准、米轨换装场与泰国米轨铁路网的连接，實现了中国—中南半岛铁路的互联互通，是“一带一路”的标志性工程；中老铁路完全采用中国铁路技术标准规划、设计、施工、运营，实现了中国铁路技术标准体系的成套输出，是中国铁路“走出去”的典范工程[5]。

2 工程概况

中老铁路磨万段（老挝段）北起中国磨丁，南至老挝首都万象，正线建筑长度414.332 km，设计时速160 km/h，

正线桥梁162座59.774 km、隧道75座196.705 km，桥隧比62.60%。沿途设有磨丁、孟塞、琅勃拉邦、万荣、万象等共计车站31个（其中口岸站1个、中间站8个、客运站1个、会让站21个）。正线路基长153.253 km，占正线建筑长度37.4%，以万荣VangVieng至万象Vientiane段最为集中，长101.16 km。路基工程主要工程量为土石方、挡墙、锚固桩、锚杆框架梁、水泥搅拌桩、CFG桩等。具体工程数量详见表1。

3 路基工程难点

中老铁路老挝段路基工程主要工点类型有陡坡路基、深路堑高边坡、高路堤；特殊土路基主要有软土及松软土路基和膨胀土路基；不良地质路基主要有岩溶、顺层路堑等。段内路基工程主要工点类型及分布范围详见表2。

路基工程中又以万荣至万象段最为特殊，该段地处河谷平原及缓丘区，受区域自然环境因素影响，路基工程设计中主要难点如下。

3.1 环保要求高

铁路沿线为热带雨林区，动植物资源丰富，自然生态环境较好，环境敏感区及自然保护区分布较多，环境保护要求高；因中老铁路老挝段在建设过程中备受海内外社会各界的高度关注，生态环境保护又作为全球共识，因此建设期的环保问题则是关注的焦点，在建设和运营中不允许出现环保相关问题。

3.2 填料匮乏

万荣至万象段多为平原，为节省工程投资，路基工程占比较大；受万象市冲积平原的地貌影响，其地势普遍较低，又紧邻湄公河，路基工程则以填方为主，填料需求量相应增加，区域内填挖分布不均匀，填料极其缺乏，符合路基基床要求的填料更加匮乏。

3.3 低海拔

万象平原海拔高程约为160～180 m，其间分布有长圆状丘包，地形平坦开阔，公路网相对较发达，沼泽湖泊广泛分布，雨季极易受湄公河水位倒灌影响，且洪水位普遍偏高，致使整个平原形成内涝。

3.4 降雨量大

老挝气候炎热，雨季长达5个月，各地年平均降水量在1 250～3 750 mm之间，90%的降雨量集中在雨季，平均年降雨量达到3 000 mm。尤其老挝首都万象市降雨导致的内涝在铁路沿线地区最为严重。沿线各地气象情况详见表3。

3.5 软土、松软土分布广泛

万象平原区域内湄公河的支流众多，水网和沼泽地密布，松软土及软土主要分布于万象平原和丘间谷地。且平原区内软土、砂土液化问题较为突出，软土厚度深、范围广，对路基工程影响较大。

4 主要创新设计

结合万象平原地形、地质及湄公河水文情况等基础资料，考虑该区域地下水位较高，在线路两侧设置取土坑挖取填料极其困难，难以实施。经实地调查分析和数次方案的优化比选，最终采用“立体分层”设计（如图1所示），以确保该区域路基工程设计方案经济、合理，又能避免路基工程不受湄公河倒灌的影响。

4.1 基底设计

结合万象平原区路基基底软土深度不一的特性，根据地质勘探结果，针对不同深度、不同软土性质，分别采用“基底换填+水泥搅拌桩、CFG桩等复合型桩基”进行地基加固的方法，对路基基底进行加固设计，防止原地基在上部荷载及受洪水浸泡软化双重作用下发生失稳。

4.1.1 水泥搅拌桩加固

水泥搅拌桩桩径φ50 cm，采用正三角形布置，桩间距1.1～1.2 m，加固深度结合实际地质情况，应打穿软弱土层，桩底置于持力层内不小于0.5 m（如图2所示）。桩身采用普通硅酸盐水泥，水泥掺入量拟为被加固土体质量的12%～15%，粉煤灰掺入量宜为水泥重量的20%，水泥浆水灰比根据现场试桩试验及水质复查报告综合确定，一般为0.45～0.55。要求水泥加固土试块标准养护条件下28 d龄期立方体抗压强度不小于1.2 MPa，90 d龄期强度不小于1.6 MPa。桩顶铺设0.4 m厚的碎石垫层夹一层50 kN/m双向拉伸塑料土工格栅，并在加固区内间隔50～100 m设置沉降监测断面。

4.1.2 CFG桩加固

CFG桩桩径φ50 cm，采用正方形布置，间距1.6 m，加固深度结合实际地质情况，应打穿软弱土层，桩底置于持力层内不小于0.5 m（如图3所示）。CFG桩采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注法施工。桩体混合料试块标准养护28 d立方体抗压强度平均值不小于15 MPa。桩顶设置直径为1 m的桩帽，采用C35混凝土现浇。桩顶铺设0.6 m厚的碎石垫层夹二层50 kN/m双向土工格栅。并在加固区内间隔50～100 m设置沉降监测断面。

4.2 填料设计

结合万象平原地形及地质条件，考虑路基填料匮乏的外部因素，对路基填料进行了分层设计。针对路基本体填料按五年一遇内涝洪水位标高加0.5 m安全高进行划分，安全高以下部分（洪水浸泡层）采用不易风化硬块石或水稳性好的渗水性填料进行分层填筑，防止路基本体填料长期受洪水浸泡而致使力学性质变差发生垮塌。安全高以上部分路基本体则考虑填料匮乏的外部因素，路基采用“普通填料或改良土”進行分层填筑，以节省工程投资。当上下两层填料粒径相差较大时，在分界面上铺设厚30 cm的碎石垫层，使其本体工程衔接过渡。

4.3 边坡设计

结合万象平原区路基填方高度普遍偏高的情况，对边坡进行了分级设计，分级高度按百年一遇内涝洪水位加0.5 m安全高确定，并于上、下级边坡衔接处设置宽2 m的护道；针对安全高以下边坡，采用放缓边坡坡率至1∶1.75的方式进行放坡填筑，安全高以上上级边坡按常规1∶1.5进行放坡填筑。该边坡设计既可节省填方量、提升坡面整体稳定性，又便于现场施工及后期维修养护。

4.4 坡面防护设计

受湄公河水位倒灌冲刷影响，路基两侧坡面根据边坡分级标高对上、下两级边坡进行了特殊设计。针对下级边坡采用“袋装反滤层+干砌片石护坡+墁石基础”进行防护，该设计可有效避免洪水冲刷铁路主体路基工程、防止填料中细颗粒流失，同时可快速排出路基本体内裂隙水。针对上级边坡，考虑不受洪水冲刷影响，坡面则采用“人字形截水骨架+灌木草籽”进行防护，该设计方案既可保证铁路沿线通道进行绿化的要求，又装饰了沿线环境。

5 结语

中老铁路作为区域“典范工程”，在万象平原区路基设计过程中，经反复研判，蹚出了一条因地制宜与技术创新相结合的设计之道，终结了老挝首都万象长期遭受洪水倒灌致使交通中断的历史。自2021年年底开通运营以来，首都万象至中老两国边境的旅途时间由2 d缩短至3 h。其服务范围覆盖了东南亚近10个国家和地区，正逐步使老挝由“陆锁国”变为“陆联国”。万象平原内涝区“立体分层”设计的路基工程，也持续保持稳定的结构状态，为客货运输量不断增加、列车荷载作用频次不断增加提供坚实的基础。

参考文献

[1]严贺祥. 泛亚铁路建设方案研究[J]. 铁道运输与经济， 2003（8）： 1-3+9.

[2]向丽. 泛亚铁路东南亚段建设的历史、现状与未来[D]. 昆明：云南大学， 2017.

[3]中铁二院工程集团有限责任公司. 新建铁路磨丁至万象线可行性研究[R]. 成都：中铁二院工程集团有限责任公司， 2015.

[4]中铁二院工程集团有限责任公司. 新建铁路玉溪至磨憨线可行性研究[R]. 成都：中铁二院工程集团有限责任公司， 2015.

[5]陈建国， 谢毅， 郑天池， 等. 中老铁路总体设计及技术创新[J]. 铁道标准设计， 2022（8）： 1-6+18.