郑西客运专线渭河平原区选线

1 工程概况

郑西客运专线是陕西省境内段是郑西客运专线的西段。线路自河南、陕西两省交界处起, 穿越黄河南岸黄土台塬区, 经华阴市、华县、渭南市至西安站, 是较早开工建设的客运专线之一。远期郑西客运专线向东延伸至徐州, 向西延伸至兰州, 沟通京沪、京广、京兰、兰新等多条铁路通道, 意义十分重大。

2 沿线自然特征

2.1 地形、地貌

郑西客运专线从以隧道群穿过豫陕省界至华阴段黄土台塬区后, 进行走在渭河平原区, 渭河冲积平原区主要由渭河及其支流的一级和二、三级阶地组成。渭河两岸支流发育, 多呈南北流向。一级阶地低平开阔, 高程3 2 5 m～3 5 0 m之间, 其上多辟为农田、村舍。华阴、华县一带, 自五十年代三门峡水库蓄水以来, 渭河水位不断上涨, 洪水经常溢出河道, 危及农舍, 由于不断筑堤拦洪, 渭河水位逐年上涨, 泛滥、淤积严重, 河漫滩和一级阶地前缘持续淤积抬升, 与其南侧的高阶地、洪积扇逐渐形成南高北仰, 中间低洼的形态特征, 地貌上称之为“二华夹槽”, 槽间地势明显低于渭河河床, 致使渭河形成了地上悬河。受渭河回水的影响, 夹槽地段内的各支流亦不断淤积抬高, 将“二华夹槽”地段分割成一个个封闭的洼地, 洼地内由于地势低, 地下水位埋藏浅, 引起积水、土壤盐碱化等环境地质问题。二、三级阶地沿东西向呈不连续分布, 略向北倾, 阶面平坦, 高程3 5 0～4 2 0 m之间, 后缘与洪积扇或黄土塬陡坎相接。二、三级阶地间和一、二级阶地间也有较明显的陡坎。

2.2 工程地质

沿线所经地区地层以第四系全新统、上更新统、中、下更新统为主, 厚度大于200m。

不良地质现象主要是黄土塬边及其上冲沟内的一些坡面变形如滑坡、错落、坍塌、坡面溜坍, 以及人为坑洞、砂土地震液化等。

本线特殊岩土主要为湿陷性黄土, 一级阶地及山前洪积扇上的黄土以Ⅰ～Ⅱ级非自重湿陷性为主, 湿陷土层厚2 m～1 5 m;自重湿陷性黄土主要分布于高阶地、黄土塬、塬前洪积扇, 湿陷等级以Ⅱ～Ⅳ级自重为主, 湿陷性土层厚1 0 m～2 5 m, 局部厚达30m以上。松软土, 在渭河冲积平原区广泛分布, 土层多为砂质黄土、粉土、粉质黏土及部分粉、细砂, 厚度多在1 0 m以上, 局部深达2 0 m, 呈互层状, 厚2 m～1 5 m不等。松软土一般表现为强度低, 具中、高压缩性, 不能满足客运专线路基工程对工后沉降的严格要求, 需采取相应的工程措施。

2.3 水文地质特征

主要河流渭河为黄河上游主干支流。线路跨越诸多渭河的南北向支流, 沿线由东向西主要有远望沟、潼沟河、列斜沟、长涧河、柳叶河、罗夫河、葱郁河、方山河、沟峪河、罗纹河、石堤河、遇仙河、赤水河、沋河、零河、戏河、灞河、沣河等, 以上河流多有常年流水, 雨季常有山洪暴发。水质对混凝土无侵蚀性。沿线地下水类型主要为松散岩土类孔隙潜水和孔隙承压水, 其补给来源主要为大气降水、河水、灌溉水、水塘等地表水垂直入渗及基岩裂隙水的侧向补给。

2.4 地震动参数区划

根据国家质量技术监督局颁布的《中国地震动参数区划图》 (GB18306-2001) 、《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001) 的有关规定和陕西大地地震工程勘察中心完成的《郑西客运专线陕西段地震安全性评价工作报告》的划分。

2.5 气象特征

本区属暖温带半湿润大陆性季风气候。四季分明, 春秋适宜, 夏热多雨, 冬寒干燥。年平均气温1 3.2℃～1 3.7℃, 最冷月平均气温-1.2℃～0.5℃, 最热月平均气温2 6.1℃～2 7.3℃, 极端最高气温4 3.0℃, 极端最低气温-1 9.4℃, 年平均降水量500.5～608.9mm, 年最大蒸发量1337.8～1872.6mm, 年平均大风 (≥8级) 日数潼关、华阴一带1 4.1～1 9.1天, 其余1.1～8.6天。

沿线最大季节冻土深度为0.3m～0.5m。

2.6 水文

线路走行于渭河阶地上, 属渭河流域。渭河是一条多泥沙河流, 年平均输沙量为4.5 8亿吨, 泥沙主要来自渭河、泾河、洛河上游, 泾河含沙量最高。由于三门峡水库的修建, 致使黄、渭、洛三河所夹带泥沙大量沉积, 且淤积范围不断向上游发展, 淤积末端已延至西安市灞河口以上, 渭河在渭南市境内形成“地上河”, 洪涝灾害连年发生, 是陕西省和渭南市的防汛抗洪的重点地区。

发源于秦岭北麓的渭河南岸支流, 流域呈南北走向, 多呈地上悬河。重要河流有:白龙涧、长涧河、柳叶河、罗敷河、方山河、沟峪河、罗纹河、石堤河、遇仙河、赤水河、沋河、零河、戏河等。

2.7 控制线路方案选择的主要条件

(1) 南山支流对线路的影响。

新华山至渭南之间的诸多南山支流, 由于由于三门峡水库的修建, 使得黄、渭、洛三河所夹带泥沙大量沉积, 渭河在渭南市境内形成“地上河”。由于渭河河床高程抬升, 导致南山支流入渭河行洪受阻, 河床不断淤积, 出口段已形成临背差达2 m～3 m的悬河, 洪涝灾害连年发生, 南山支流的防洪通道显得尤其重要。要求客运专线跨越南山支流预留至少4.5 m的净空。

(2) 城市规划的影响。

3 线路方案比选

结合渭河及其南岸支流水文状况, 地形、地质条件、地物及渭南站址选择等, 重点研究了两个线路方案, 即西潼高速公路南、北方案 (如图1) 。

3.1 北 (DK) 方案

线路自比较起点D K 3 6 5+8 4 0引出, 沿县道X 3 1 9北侧向西行进, 两跨县道X 3 1 9, 以一座1 9.1 4 6 k m的特大桥相继跨遇仙河、赤水河、渭河 (两跨) 、省道S107及国道G108后, 进入渭南开发区, 在渭南市北郊双王乡附近设新渭南站 (DK417+750) , 出站后, 沿渭河一级阶地向西跨零河、戏河、西延铁路至方案比较终点DK441+400。比较范围内线路长73.28km, 桥梁总长36.352km/h, 其中特大桥35.184km/4座, 桥梁长度占线路总长的4 9.6%, 静态投资3 7.2 5亿元。

3.2 南 (DIK) 方案

(1) 线路自比较起点 (D K 3 6 5+8 4 0=CK365+200) 始, 于敷水镇南城子村上跨西潼高速公路、罗敷河、省道S202, 线路走行于西潼高速公路与既有陇海铁路之间的洪积扇上长约2 0 k m, 途经莲花寺、华县南, 相继跨葱峪河、方山河、沟峪河、白腊河、罗纹河、潭峪河、石堤河、遇仙河、赤水河、沋河等渭河支流后, 引入既有渭南站站房同侧新建高速站 (C K 4 1 5+2 2 0) , 出站后, 在渭南西郊良田上跨西潼高速公路、国道G108后, 至本段线路比较终点 (DK441+400=CK437+370) 。

线路长度72.21km, 桥梁总长24.782km/51座, 其中特大桥19.823km/11座, 静态投资36.28亿元。

(2) 方案优缺点分析。

(1) 从线路技术条件看。

北方案虽线路长1.1km, 曲线13个, 但纵断面坡度起伏小。南方案平面曲线虽少两个, 纵断面起伏相对较大, 北方案线路更为平顺。

(2) 从地形、地质条件看。

北方案行经地貌单元单一, 为渭河冲积平原区I、I I级阶地, 主要地质问题为松软土、砂土地震液化, 地质条件明瞭;南方案行经山前洪积扇、渭河I I I、I V级阶地, 渭南塬前黄土台塬等, 地质条件多变, 其主要地质问题有:莲花寺古滑坡洪积扇区地层结构复杂, 张家岭塬前滑坡及地裂缝, 以及沿山 (塬) 前的隐伏的东西向活动断层, 线路通过活动断裂交叉形成的不稳定区约2 0 k m, 且通过活动地裂缝, 对线路运营造成隐患。总体来看, 北方案工程地质条件明显优于南方案。

(3) 从水文条件看。

北方案自罗敷河至罗纹河段 (渭河滞洪区) 线路长约1 5 k m, 线路已避开渭河滞洪区 (路基地段) , 其余地段线路在滞洪区以桥梁通过;南方案远离渭河滞洪区;故南方案水文条件略优。

(4) 从外部施工环境条件看。

该段村镇密集, 交通发达, 各种管线密布;南方案线路被夹在西潼高速公路与陇海铁路之间, 道路改移立交困难、房屋、管线拆迁大, 莲花寺镇、渭南南水厂搬迁, 施工干扰大;北方案沿线多位农田和一部分居民房屋, 施工干扰小。所以从外部施工环境条件看, 北方案优于南方案。

(5) 从工程情况及投资看。

南方案桥梁工程相对复杂, 从典型工点分析, 南方案桥梁单价相对较高, 主要受跨越国道、高速公路的桥梁结构的限制, 并多两处跨越高速公路, 也较为斜交;北方案线路位于滞洪区以外, 由于渭河特大桥1 9.1 4 6 k m, 故桥梁长度比南方案长1 16 k m, 工程投资贵0.9 7亿元。

(6) 从线路与城市规划的配合上看。

北方案线路两跨渭河设新渭南站位客货分线后有利于渭南市客货运分工, 可整合位于渭南市中心区的铁路货场;经过接洽渭南市政府意见, 政府部门要求采用南 (渭南并站) 方案。

(3) 推荐意见。

综上所述, 北方案线型较顺直, 纵断面起伏小, 线路顺直, 工程投资相对较大;南方案线路长大段落行进于不稳定区和较不稳定区, 靠近塬前滑坡 (张家岭滑坡) 和山前洪积扇、泥石流发育区, 且渭南一带行进于高阶地区, 为湿陷性黄土严重地段, 故予以放弃, 并且该方案房屋、管线拆迁、道路改移工程数量较大, 不确定因素多, 实施难度大, 该方案工程技术可行性极不可靠;故本次设计推荐北 (D K) 方案。

摘要：结合渭河平原区的工程地质概况和地形特点, 比选郑西客运专线在渭河平原区的线路特点, 确定合理的线路走向。

关键词：郑西客专,渭河平原,方案,选择