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文档简介
WALDIA/HARAGEBEYA–MEKELERAILWAYPROJECTBasicDesignRoute新建铁路埃塞俄比亚Weldia-Mekele段初步设计第五篇线路(DK129+900~DK216+125.19)中国交通建设集团有限公司2015年4月北京
新建铁路埃塞俄比亚Weldia-Mekele段初步设计第五篇线路专业设计负责人:伍磊周文涛所(室)技术负责人:李云处(副)总工程师:胡海
目录线路地理位置示意图线路方案示意图线路平、纵断面示意图TOC\o"1-2"\h\z\u1.概述 11.1设计依据、范围及设计年度 11.2可研评审意见的主要内容及执行情况 11.3线路所经地区情况 21.4既有线概况 222.铁路主要技术标准的选择 232.1相邻线主要技术标准 232.2铁路主要技术标准 233.线路方案 243.1局部方案比选 243.2推荐方案综述 354.线路平面及纵断面 354.1车站分布 354.2平面设计 364.3纵断面设计 385.改移道路、平(立)交道 395.1道路改移及平(立)交概况 395.2等级道路立交概况 395.3改移乡村道路 406.拆迁工程概况 407.铁路线路安全设施 407.1安全保护区 407.2防护栅栏 418.工务有关设施(综合维修) 428.1可研审批意见的主要内容及执行情况 428.2工务机构 42工务(综合维修)附图1.Mekele综合维修车间总平面布置方案图2.Meisha综合维修车间总平面布置方案图附件:1.线路直线曲线表2.线路坡度表3.拆迁建筑物、构筑物汇总表4.砍伐树木及挖树根表5.电力线与铁路交叉表6.改移公(道)路平、立交道表7.线路图纸目录ChinaCommunicationsConstructionCompanyLtd.Page:PAGE47of461.概述1.1设计依据、范围及设计年度1.1.1设计依据(1)埃塞俄比亚铁路公司与中国交通建设股份有限公司在2012年6月签订的《埃塞俄比亚默克莱-沃尔迪亚铁路项目EPC交钥匙合同》(2)中国国际工程咨询公司(业主代表)《关于埃塞俄比亚默克莱-沃尔迪亚铁路项目可行性研究的评估报告》二零一四年十二月(终稿(第三稿))。1.1.2设计范围Haragebya(不含)至Mekele段,正线长度215.04km。根据沿线的基本地形情况,将全线分为两段进行设计。第一段为地势相对平坦的段落,DK0+000~DK129+900,正线长度129.989km。第二段为地势陡峻的山区段落,DK129+900~DK216+125.19,正线长度85.051km。1.1.3设计年度近期2030年,远期2040年。1.2可研评审意见的主要内容及执行情况2014年10月16日~17日,中国国际工程咨询公司(CIECC)在北京组织召开了《埃塞俄比亚新建准轨铁路Weldia-Mekele段可行性研究报告》(简称《可研报告》)评估会议。会议重点对《可研报告》中限制坡度单机9‰、双机18.5‰和单机13‰、双机25.5‰的方案比选进行了评审。评估认为采用单机13‰、双机25.5‰的限制坡度方案能更好地适应沿线地形,减少投资,经济性较好,与EPC合同单机9‰、双机18.5%、三机26.5%方案相比,工程量相近,但运行效率更高。评估同意《可研报告》推荐的单机13‰、双机25.5‰的限制坡度方案。评审意见中其他关于线路评审意见关于线路的主要内容及执行情况表1-2-1序号评审意见执行情况1下阶段对AK167~AK185范围的小半径及大跨桥梁位于反向曲线的线路进行进一步优化。已参照意见对此段线路方案进行了优化,对于需要设置特殊结构(连续梁)的高墩、大跨桥梁,已把主跨设置在了直线上。2结合运输组织部分的加站需求,优化平纵断面满足会让站设置条件。已参照意见执行,分别在HaraGebeya至Robit与AdiGudern至Mekele两个区间增设了远期开放的会让站各一个,以满足远期运能要求。3路基两侧原则不设臵防护栅栏,仅在人口稠密的城区线路两侧设臵防护栅栏。参照意见执行。除人口稠密的城区路段两侧设置了防护栅栏外,车站未设置围墙的范围也设置了防护栅栏。4同意AK160-AK190困难山区越岭地段平面曲线半径采用600m,以便平纵断面设计标准相匹配。参照意见执行。5本线与沿线公道路交叉,原则上采用平交,不设看守。对于等级公路、城市道路及交通量较大的乡村道路交叉应按立交设计,确保道路通行安全。参照意见执行。6Mekele站位方案:评估认为,Mekele站位方案除考虑机场影响因素外,还应结合本线向北延伸及预留钾盐矿专用线引入等条件综合比选确定。因机场东侧地势平坦开阔,机场东侧设站方案和南侧设站方案相比节省1400万美元投资,且线路向北延伸条件及专用线引入条件较好,故暂推荐机场东侧设站方案。在2015年初的现场定测过程中,经过和Mekele地方政府以及业主(ERC)的沟通,再结合Mekele的规划,现已将Mekele站设置在机场的东侧。详见后文相关的方案比选内容。其余未提及内容参照专家意见执行。1.3线路所经地区情况1.3.1线路地理位置本项目为埃塞俄比亚国家铁路网5号线北段,位于埃塞俄比亚北部地区,途径阿莫哈拉州、阿法尔州和提格雷州。线路起于沃尔迪亚西北方向的HaraGebeya,向北分别经过高原丘陵区的Alem、Robit,盆地平原区的Waja、Alamata、Kukuftu、Mehoni,剥蚀丘陵区的AddiAbder、Meisha、Dadah,侵蚀中低山区的AdiGudern,终至Mekele机场东侧的终点站,线路总长度215.04km1.3.2自然特征(1)地形地貌埃塞俄比亚位于非洲大陆的最东端,其地形多样,西北和东南为高地,有为数众多的山脉以及东非大裂谷切割高原,高原之间为阿尔法洼地。东非大裂谷穿越平原、草原以及半沙漠区,沿西南-东北方向延伸,见下图。图1-3-1埃塞俄比亚地貌图Weldia~Mekele铁路沿线地形整体南低北高,线路沿线依次经过高原丘陵区(起点~DK49+000)、盆地平原区(DK49+000~DK115+000)、剥蚀丘陵区(DK115+000~D1K164+500)、侵蚀中低山区(D1K164+500~D1K202+200)、高原浅丘区(D1K202+200~终点)五大区域,相对高差数一般数米~上百米,沿线道路稀少,交通不便。高原丘陵区(Weldia起点~DK49+000),位于埃塞俄比亚主裂谷西部,陡坡起伏,由于火山活动、构造、剥蚀、侵蚀、沉积而成。海拔高程一般为1400~1828m图1-3-2高原丘陵区地貌高原盆地平原区(DK49+000~DK115+000),位于埃塞俄比亚主裂谷西部边缘地带,为山区或陡坡所携带来的沉积物形成的冲积盆地平原,沿线地形较平坦开阔,海拔高程一般为1425~1622m,为两侧山脊的低洼开阔区。图1-3-3盆地平原区地貌高原剥蚀丘陵区(DK115+000~D1K164+500),位穿行于丘陵及山前洪积扇,分段地形起伏较大,其中DK129+900~DK145+000段为西北-东南走向的山脊表征的崎岖地带以及受长期侵蚀作用的残余山丘,DK145+000~D1K164+500为山前洪积扇形成的残积-洪积浅丘,整体海拔高度在1255~1425m,相对高差2~80m。受季节性洪水常年累月的冲刷,DK129+900~DK145+000段地貌以剥蚀为主,沟槽较深,但沟壁较缓,基岩大部分裸露,在坡脚及沟槽地段发现有部分角砾土及砾砂;DK145+000~D1K164+500段受丘陵剥蚀及山前洪积作用共同影响形成浅丘地貌,除丘包外基岩一般埋深较深,地表多堆积卵石、圆砾及粉质粘土,本段冲沟整体较浅,但沟壁较陡,且局部发育泥石流沟。本段地形代表性地貌照见图1-3-4及图1-3-5。图1-3-4DK129+900~DK145+000段代表地貌照图1-3-5DK145+000~D1K164+500段代表地貌照高原侵蚀中低山区(D1K164+500~D1K202+200),线位位于埃塞俄比亚主裂谷西部陡崖侵蚀剥蚀地带,穿行于低中山间,局部为峡谷地貌,以西北-东南走向的山脊为主,沿线地形起伏较大,山脊和沟壑交替,地形崎岖陡峻,海拔为1360~2280m,相对高差近50-270m,丘坡多为荒坡,自然坡度10~35°。本段地形代表性地貌照见图1-3-6。图1-3-6代表性侵蚀低中山地貌高原浅丘区(D1K202+200~终点),为南段崎岖陡峻中山区向北延伸的缓丘过度地带,长期接受剥蚀切割作业,地形起伏不大,海拔高程一般为2227~2393m,相对高差近2-60m,丘坡及平台多为耕地,自然坡度0~10°。本段地形代表性地貌照见图1-3-7图1-3-7高原浅丘地貌(2)工程地质1)地层岩性沿线地层覆土以膨胀土、粉质黏土、软土及松软土、碎石土、块石土、砂土为主,厚度变化较大,软土松软土一般不发育,黑棉土一般具强膨胀性,洪积扇的粉质粘土及Mekele平台上的粘土一般具有弱-中膨胀性。下伏第三四系玄武岩、辉绿岩等火成岩,白垩系砂岩、侏罗系页岩、泥岩、泥灰岩、石灰岩等沉积岩。①软土、松软土:黑色、棕红色,软塑状,预计厚0~6m,局部埋藏深度较深,主要分布在Mekele平台上局部丘间沟槽及宽缓槽谷低洼地段,软土、松软土无明显界面,大多呈透镜体分布,表层软土、松软土受季节性影响较大,其成因相对简单,主要为冲洪积相沉积。属Ⅱ级普通土,E组填料。②膨胀土:膨胀土:灰黑色,硬塑状,当地俗称黑棉土,自然状态下成开裂状,裂隙发育,遇水膨胀,失水收缩。主要大面积分布于Mekele平台局部地段,预计厚1~6m。根据试验资料,其自由膨胀率在41%~125%,具有中~强膨胀性,不宜直接做填料。属Ⅱ级普通土,E组填料。③粉质黏土:灰褐色,硬塑,黏性较差,土质较纯,厚4~50m,主要分布在山前洪积扇DK145+000~D1K164+500段,根据试验资料,其自由膨胀率在21%~66%,一般具弱膨胀性。属Ⅱ级普通土,C~D组填料。④粘土:灰褐色,黄褐色,硬塑状,质不纯,含约15%左右的碎石角砾,黏土厚0~4m,主要分布于Mekele平台上,该层一般具有弱~中膨胀性,属Ⅱ级普通土,D组填料。⑤砂土:多为砾砂及粉细砂,局部为中粗砂,褐灰色、黄褐色,松散~稍密,稍湿,砾砂主要分布于DK129.9-DK140段坡洪及沟槽内,质较均匀,透镜状分布,厚0-6m左右;粉细砂主要分布于DK40-DK164.5段洪积扇上,透镜状分布,厚0-4m左右,余为圆砾及粉质粘土充填,质较均匀。砂土属Ⅰ级松土,C组填料。⑥碎石土:褐灰色、浅灰色,松散-稍密,局部中密,稍湿,碎石粒径20mm~150mm,碎石含量约占50%~65%,余为块石、角砾及少量黏土充填,厚约2~30m,主要分布于山区斜坡地带,属Ⅲ⑦卵石土:褐黄色、浅灰色,稍密,局部中密,稍湿,卵石粒径20mm~180mm,卵石含量约占50%~60%,余为漂石、圆砾及少量砂土充填,透镜状分布,厚约0~20m,主要分布于丘间沟槽及DK140-DK164.5段山前洪积扇地段,属⑧块石土:褐灰色,稍湿,稍密-中密,块石约占60~80%,粒径200~3000mm,石质成分主要为灰岩、页岩、辉绿岩及少量砂岩,余为碎石土及少量黏性土充填,厚2~30m不等,局部较厚,主要分布于地形陡峻、重力地质作用发育的山体陡坎下方所形成的岩堆体、滑坡堆积体内内。属⑨漂石土:褐灰色,稍湿,松散-稍密,漂石约占50~65%,粒径200~1500mm,局部粒径可达6m,石质成分主要为灰岩、辉绿岩,余为卵石土及少量圆砾及黏土充填,厚0~8m不等,局部较厚,主要分布于山间沟槽或部分泥石流沟内。属⑩玄武岩(Tab):灰色、深灰色,细粒~隐晶质结构,气孔状、块状构造。裂隙及柱状节理发育,全风化层一般呈土状,原岩结构清楚,属Ⅲ级硬土,C~D组填料;强风化层一般呈碎块状,颜色灰暗,节理面多铁锈色,气孔较多,结构疏松、岩质较软,属Ⅳ级软石,B组填料;弱风化层岩质致密、坚硬,气孔较少,多属Ⅴ级次坚石,A~B组填料。⑾辉绿岩(Tlm):暗灰-灰黑色,显晶质,细-中粒,常具辉绿结构或次辉绿结构,节理裂隙发育,具球状风化及竖向节理。全风化层一般呈土状,原岩结构清楚,属Ⅲ级硬土,C组填料;强风化层一般呈碎块状,岩质较软,属Ⅳ级软石,B组填料;弱风化层岩石致密,气孔较少、质坚硬,属Ⅴ级次坚石,A~B组填料。⑿砂岩(Ka):灰褐色,中细粒结构,薄~中层,局部厚层状构造,主要物质成份为长石,全风化层一般呈土状,原岩结构清楚,一般较薄,属Ⅲ级硬土,C组填料;强风化层一般呈碎块状,岩质较软,属Ⅳ级软石,B组填料;弱风化层岩质较硬,属Ⅳ级软石,B组填料。⒀石灰岩(Jg、Jt):灰、深灰,隐晶~细晶结构,薄~中厚层状构造。质坚性脆,节理裂隙发育,岩溶微-弱等发育。全风化层一般不发育,强风化层一般呈碎块状,岩质较软,属Ⅳ级软石,B组填料;弱风化层岩石致密,质坚硬,属Ⅴ级次坚石,A组填料。⒁砂质灰岩(Jt):褐灰色,中粗粒结构(局部为砾砂结构),中厚层状构造,质坚性脆,节理裂隙较发育,岩溶微-弱等发育。全风化层一般不发育,强风化层一般呈碎块状,岩质较软,属Ⅳ级软石,B组填料;弱风化层岩石致密,质坚硬,属Ⅴ级次坚石,A组填料。⒂泥灰岩(Jg):灰色、灰黄色,泥质胶结,细粒结构,薄~中厚层状构造。全风化层一般呈土状,原岩结构清楚,属Ⅲ级硬土,C组填料;强风化层一般呈碎块状,岩质较软,属Ⅳ级软石,B~C组填料;弱风化层岩质较硬,属Ⅳ级软石,B组填料。⒃页岩(Jg):灰褐色、深灰色,泥质胶结,薄~中层状构造,其中Jg地层中夹薄层石膏。全风化层一般呈土状,原岩结构清楚,属Ⅲ级硬土,D组填料;强风化层一般呈碎块状,岩质软,属Ⅳ级软石,C组填料;弱风化层岩质较软,属Ⅳ级软石,C组填料。⒄泥岩(Jg):以暗紫红色、紫红色泥岩,为泥质结构及粉砂泥质结构,泥、钙质胶结,岩质软。全风化层一般呈土状,属Ⅲ级硬土,D组填料,强风化层一般呈碎块状,岩质软,属Ⅳ级软石,C组填料;弱风化层,质较软,属Ⅳ级软石,C组填料。2)地质构造区域地质资料显示线路行走于东非大裂谷边缘,是地壳活动的较活跃地带,以断层为主的地质构造较发育,断层以羽状断裂为主,多为埃塞俄比亚大裂谷的次生断层(多为压扭性断层),总体走以NNW、NNE方向为主,在Weldiya附近以ENE方向为主,主要延伸方向为北东一南西向,在一些地段断层相互切割使地层成块状分布,线路走向与大多数断层呈小角度相交,其对线路影响较大。线路经过测区以水平岩层及宽缓褶曲构造为主,岩层倾角4°~15°,局部受构造影响可达45°,偶尔存在有较小型断裂构造,整体构造较为简单,无大型活动断裂及褶曲构造。褶皱多为宽缓褶皱,对工程影响不大。据本次野外调查,与线路相关的断层2条、褶皱5条,特征见表1-3-1。现场部分构造地质调绘照见图1-3-8、1-3-9F1断层图1-3-8Aroley隧道背斜图1-3-9北部铁路主要地质构造特征表表1-3序名称与线路关系主要特征位置交角工程1F1断层D1K164+50542°Guangua中桥推测断层性质为正断层,断层产状约N34°W/45°NW,断层上、下盘为均为侏罗系Jg灰岩夹页岩及泥灰岩地层。线路附近覆盖碎石土较厚,断层迹象不明显。断层延伸长度约6km,垂直断距约0.1~1m。D1K168+24023°Aroley三号大桥推测断层性质为正断层,断层产状约N74°W/45°NW,侏罗系Jt灰岩地层,受山前洪积扇覆盖,线路附近覆盖碎石土较厚,断层迹象不明显。断层延伸长度约6km,垂直断距约0.1~1m。在D1K169+550右侧180m主沟断层出露明显。2Aroley隧道背斜D1K169+37465°Aroley隧道该背斜核部地层为侏罗系Jg灰岩夹泥灰岩及页岩,核部走向约N75°E,北西翼产状大体为N40°E/17°,NW南东翼产状大体为N48°E/18°SE。3DK179向斜D1K179+70047°路基该向斜核部地层为侏罗系Jg页岩夹泥灰岩及灰岩,核部走向近E-W向,北翼产状大体为N20°W/5°SW,南翼产状大体为N25°E/15°NW。4DK191背斜D1K191+70088°路基该背斜核部地层为侏罗系Jg页岩夹泥灰岩及灰岩,核部走向近N72°E,西北翼产状大体为N80°E/20°NW,东南翼产状大体为N70°E/6°SE。5F2断层D1K192+47082°Maicelfo二号特大桥为性质不明断层,断层走向约为N86°E,断层上、下盘为均为侏罗系Jg页岩夹灰岩及泥灰岩地层。两盘岩层产状变化明显,南盘产状为N80°E/20°NW,北盘产状为N50°W/45°NE。6DK195向斜D1K195+84051°Kokele一号特大桥该向斜核部地层为侏罗系Jg页岩夹泥灰岩及灰岩,核部走向近N76°E,西北翼产状大体为N25°W/10°SW,东南翼产状大体为N85°E/9°NW。7DK196背斜D1K196+39079°路基该背斜核部地层为侏罗系Jg页岩夹泥灰岩及灰岩,核部走向近N88°W,东北翼产状大体为N45°W/5°NE,西南翼产状大体为N55°W/4°SW。3)不良地质分布、特征及工程措施意见通过全线工程地质调绘及勘探,主要工程地质问题为差异风化、危岩落石、岩堆、滑坡、不稳定斜坡、泥石流、顺层及顺层偏压、软岩风化剥落等,而线路范围广泛分布的石灰岩及其衍生的岩溶及岩溶水问题则微至弱发育,对工程影响小。①差异风化由于岩性本身的物理性质不同,抗风化能力存在差异,一方面存在于Jg页岩、灰岩、泥灰岩地层组合中,由于页岩抗风化能力弱,往往在岩体中形成相对软弱层面;另一方面由于火成岩在冷凝成岩是发生收缩,产生原生节理,把岩体切割成大小不等的块体,当岩体接近地表发生风化时,被原生节理切割成的块体边缘最易风化,久而久之,随着风化作用的继续进行,最终形成球状风化体或透镜体,这种差异风化形成的软硬不均匀的岩体对工程桥梁、隧道及深路堑工程影响较大。测区范围DK129+900-DK140+600段主要受玄武岩差异风化影响,其中强风化层厚度9-30m不等,中间夹杂透镜状弱风化岩体,主要影响桥梁桩基稳定性以及路堑边坡稳定性;D1K164+560-终点段主要受Jg地层页岩差异风化影响,致使岩体风化影响带中形成软弱夹层,主要影响隧道围岩稳定性、桥梁桩基稳定性以及路堑边坡稳定性。处理措施上隧道施工中应及时加强衬砌支护措施;桥梁端承桩桩端应穿越差异风化的软弱夹层、透镜状弱风化岩层嵌入下覆完整基岩一定深度,或按摩擦桩设计;路堑工程可根据具体工程及地质情况分别采用放缓坡率、锚杆支护、抗滑档墙等支挡措施。②危岩落石一般为砂岩、辉绿岩、灰岩大型块体,由于差异风化,形成陡崖或倒悬岩腔,受风化裂隙和构造节理切割影响,岩体被切割呈巨块状,形成危岩。坡面零星散落块石,形成落石。危岩落石多呈条带状分布于陡崖斜坡地段,对中低山地区越岭地段隧道进出口、陡坡路基、桥台、桥尾地段构成威胁。全线危岩落石段落见表5-1所示。处理措施主要以爆破、清除大块孤石,同时增设拦挡工程,由于危岩地段多为陡壁,建议以主动防护为主,也可采取拦石网等被动防护措施。③岩堆主要分布于剥蚀低中山地区越岭地段,地形起伏大,地形切割较强烈,山高谷深陡崖多,在陡崖下缓坡地带多分布有岩堆体,一般由玄武岩、灰岩及辉绿岩大型块体组成,多呈条带状分布,规模较大,稳定性一般较差,在降雨、人为活动因素影响下易发生滑坡、溜坍等重力斜坡地质灾害,对线路的危害较大,选线中应绕避巨型岩堆;对无法绕避的小型岩堆体,应根据稳定性评价采取合适的支挡防护措施。④滑坡(错落)低中山越岭地区主要以页岩夹灰岩及泥灰岩为主,多属软质岩,岩层缓倾,由于软岩及倾斜面的存在,具备形成巨型基岩切层滑坡的条件,同时由于地形起伏大,局部陡崖地段受不利结构面切割,在重力、地震、风化和雨水等因素作用下,区内发育有错落体;斜坡地段山坡表层堆积体发育有土质滑坡。对滑坡体选线时应尽量绕避,对线路无法绕避的滑坡应采用抗滑桩或抗滑挡墙进行整治。另外,斜坡地段山坡表层堆积体在施工切坡后可能会发生工程滑坡,应根据具体地质条件对边坡进行加固防护。⑤不稳定斜坡低中山地貌区由于软质岩风化及风化剥落、崩坡堆积碎石类物质在斜坡体上,在地震、暴雨、坡脚卸载等外力作用下,可能发生滑坡、错落、表层溜坍、崩塌或者坡面泥石流等坡面失稳现象。对工程形成潜在威胁,通过地质调绘在D1K201+450-D1K201+950段存在不稳定斜坡,目前坡面局部已出现表层溜坍现象,斜坡稳定性处于临界状态。该不稳定斜坡长约500m,宽170-230m,主轴方向N64°E,与线路近正交,线路以桥梁及路基工程在不稳定斜坡体中下部通过,对工程影响较大,坡面物质主要为碎石土,夹部分块石及角砾,厚约5-10m。线路通过应设置一定的支护约束措施,确保线路安全。⑥泥石流本线越岭地段地形起伏大且沟谷深切狭窄,受东非大裂谷构造运动影响,山体岩体较为破碎,在卸荷裂隙及风化剥蚀作用下沟谷斜坡地带常堆积较多的碎块石,由于坡面植被不发育,雨季降雨量大,易形成泥石流,经现场调查及遥感判释,区内发育多条泥石流沟。泥石流具有爆发突然、流速快(每秒数米)、历时短暂、危害大的特点,对铁路工程影响大。沿线泥石流以稀性流为主,为沟谷性泥石流,共计8条,容重在1.3~1.5g/cm3之间,多数处于间歇期,少数为发展期,线路多通过期流通区,呈紊流状态,阵性不明显,直进性较强⑦顺层及顺层偏压低中山地貌岩层缓倾,岩性为页岩、灰岩及泥灰岩组合地层,页岩为相对软弱层,当岩层走向与线路夹角小于45°时,岩层真倾角大于12°的路堑地段存在顺层影响。全线顺层段落长度约3273m。线路通过顺层地段,特别是软质岩,易风化剥落,层间遇水易软化,对边坡稳定性影响较大。低中山地貌岩层缓倾,岩性为页岩、灰岩及泥灰岩组合地层,页岩为相对软弱层,隧道顺层软质岩时,岩层(或断层面等)走向与线路中线交角α<30°,岩层层面在洞身横断面上的视倾角在(β试)12°~45°之间。全线顺层偏压段落长度约141m(详见表5-6)。⑧软岩风化剥落:在外营力作用下,页岩等软质岩呈碎屑状风化剥落,局部形成浅表层坍滑,对铁路路堑工程有一定影响。页岩路堑地段岩质边坡宜留侧沟平台,坡面应防护,并作好堑坡防排水工程。4)特殊岩土分布、特征及工程措施意见本线的特殊岩土主要为丘间沟谷相软土及松软土、人工弃土、膨胀土及石膏。①人工弃土北部铁路人烟稀少,受人类工程活动限制其人工弃土一般不发育,主要为修建公路堆弃的公路弃碴、弃土,成份以碎石土为主,夹少量粉质粘土,褐灰色,稍密-中密,含少量卵石,厚0~4m不等。主要分布于DK143+880-DK143+920段及其附近由于人工弃土未进行压密,处于不稳定状态,由于线路以桥梁通过对工程影响较小,但其附近的墩台应加强施工桩基挡护措施,避免弃土滑塌进施工桩基内,影响作业人员设备安全,建议施工前平场处理。②软土及松软土本线的软土、松软土主要分布于DK206+200~DK207+000、DK203+430~+450段沟中,如图1-3-10所示,厚度为0~4m,呈透镜体状分布,局部较厚、埋藏深度较浅图1-3-10平台上松软土沟槽地貌③膨胀土:沿线膨胀土主要分为两类,一类为黑棉土,如图1-3-11所示,一般具强膨胀性,主要分布于平台地段DK202+700-DK204+645段、DK205+260-DK207+056段、DK207+240-DK208+080段、DK209+950-DK211+640段、DK212+040-DK212+520段、DK213+100-终点地表,旱季裂隙发育,厚约0-6m不等;另一类为具膨胀性粉质粘土及具膨胀性的粘土,膨胀性粉质粘土主要分布于DK139+000-DK139+950段、DK142+000-DK164+500洪积扇上,厚度约2-50m不等,自由膨胀率22%-66%,一般具弱膨胀性,具膨胀性的粘土主要分布于平台浅丘地貌DK204+645-DK205+260段、DK208+080-DK209+950段、DK211+640-DK211+900段,厚0-4m不等、自由膨胀率43%-78%,一般具弱-中等膨胀性。膨胀土具有吸水显著膨胀、软化、崩解,失水急剧收缩、开裂,往复胀缩变形的不良地质特点,易造成土体坍滑、边坡及基础失稳、基床翻浆冒泥等工程地质病害,对车站、路基工程影响大。根据搜集到的当地气象资料及当地房建、公路、中国中铁承建轻轨及铁路工程施工处理经验,黑棉土层大气影响深度约3.5m,大气影响急剧层深度约1.6m。路基开挖、填筑应予重视,应加强地表防排水措施,进行稳定性检算,对地基一般应进行换填处理,对边坡应进行骨架防护等图1-3-11平台黑棉土④4、石膏沿线D1K164+570~终点段大面积分布有含石膏类易溶岩盐的Jg地层,地质调绘中也多处发现该石膏层的存在,见图1-3-12所示。此种地层所含的盐类在水的作用下形成离子溶液,对混凝土有侵蚀作用,当其结晶为次生盐类时,要发生体积膨胀,引起混凝土的物理破坏。该石膏层的存在会导致地下水具硫酸根侵蚀,并导致建筑材料丧失强度、膨胀等。对混凝土结构具硫酸盐侵蚀,环境作用等级按H1考虑,施工中加强石膏层的调查记录及侵蚀性复查,设计施工中采用抗侵蚀性水泥。图1-3-12地质调绘存在的石膏夹层(3)水文地质特征1)地表水沿线地表水主要为沟水及塘水,基本没有常年有水的河流。旱季除D1K170+230山区主沟及DK206+710沟有少量沟水外,其他沟内沟水一般干涸。测区山间溪沟一般较发育,但一般流程较短,流量受大气降雨控制,因季节变化而变化,以蒸发、下渗和径流等形式排泄。2)地下水分布及特征①第四系孔隙水第四系孔隙水主要分布于丘陵、山区地形低洼处、坡麓地带的松散~稍密的碎石角砾、沟谷的卵石土,高原浅丘地貌的黑棉土及粉质黏土中。地下水水位埋深较深,勘探钻孔中一般未发现地下水位,水量较小,第四系孔隙水受大气降水和地表沟、河水补给,向地面以下渗透,以蒸发形式排泄。②基岩裂隙水基岩裂隙水主要位于沿线下伏基岩的裂隙中,水量大小受节理、裂隙发育程度控制,主要赋存于砂岩中,由于砂岩节理裂隙发育,其透水性较好,特别是断裂带附近岩体因挤压破碎,或岩体强风化壳内因风化裂隙较密集,为地下水的富集提供了良好的空间,因此在断裂破碎带和岩体风化壳的砂岩中,地下水水量较丰富,多以人工采水(民用水井)方式及地面蒸发排泄。③岩溶水沿线存在侏罗系大量的石灰岩,地下水主要通过岩溶裂隙及管道赋存于溶隙或溶洞中,根据工程地质调绘,地表溶蚀轻微,岩溶形态不发育,多以溶隙为主,延伸性差,受页岩隔水层影响,地下水的汇集、储存条件较差,总体上沿线岩溶水不发育,受岩溶发育形态及程度控制,接受大气降水和裂隙水补给。3)沿线水质对混凝土侵蚀性评价①水的腐蚀性及侵蚀性评价沿线地表水及地下水总体不发育,较难取到地下水水样,沿线共取地表水样9组,地下水样3组。对沿线所取到的地表水、地下水水样做水质分析,结果表明,沿线水质类型主要有HCO3-—Ca2+、HCO3-.SO42-—Na+.Ca2+、HCO3-.SO42-—Ca2+、HCO3-—Na+.Ca2+及HCO3-—Na+.Ca2+.Mg+型水,参照《岩土工程勘察规范》,地表水和地下水按II类环境SO42-、Mg2+、OH-及总矿化度对混凝土结构均有微腐蚀,在B类条件下PH值、侵蚀性CO2对混凝土结构有微腐蚀,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀。地表水在环境作用类别为化学腐蚀环境、氯盐环境时,水中SO42-、酸性侵蚀、Mg2+、侵蚀性CO2、Cl-对混凝土结构无侵蚀性;盐类结晶环境作用等级为无。地下水在环境作用类别为化学腐蚀环境、氯盐环境时,水中酸性侵蚀、Mg2+、Cl-对混凝土结构无侵蚀性,局部侵蚀性CO2对混凝土结构侵蚀性等级为H1,由于Jg地层中含石膏,地下水水中SO42-对混凝土结构多具硫酸盐侵蚀性侵蚀等级暂按H1考虑,局部按H2考虑,盐类结晶环境作用等级为无。全线地下土侵蚀性分段详见表1-3-2。地下水侵蚀性分段表表1-3-2段落范围在环境作用类别为化学腐蚀环境、氯盐环境时,水中SO42-酸性侵蚀Mg2+侵蚀性CO2Cl-对混凝土结构侵蚀等级为DK129+900~D1K164+570无无无无无D1K164+570~DK200+000H1无无无无D1K200+000~D1K202+000H1无无H1无D1K202+000~DK216+125.19H1无无无无②地基土的腐蚀性及侵蚀性评价全线地下水大多埋藏较深,难以取到水样,取土样做易溶盐试验,结果表明,参照《岩土工程勘察规范》,地基土按II类环境Mg2+、OH-对混凝土结构均有微腐蚀,在A类条件下PH值对混凝土结构有微腐蚀;局部地段II类环境SO42-对混凝土结构均有弱腐蚀。地下水在环境作用类别为化学腐蚀环境、氯盐环境时,土中Cl-对混凝土结构无侵蚀性,局部土中盐类结晶破坏环境对混凝土侵蚀作用等级为Y1,强透水性土中SO42-对混凝土侵蚀作用等级为H1。全线地基土侵蚀性分段详见表1-3-3。地基土的侵蚀性分段表表1-3-3段落范围在环境作用类别为化学腐蚀环境、氯盐环境时,土中强透水性土中SO42-盐类结晶破坏环境Cl-对混凝土结构腐蚀等级为DK129+900~DK158+000无无无DK158+000~DK160+000H1Y1无DK160+000~DK216+125.19无无无(4)地震埃塞全国地质调查程度低,地震资料缺乏,根据ERC和中交集团Weldia-Mekele铁路EPC项目工程建议书约定,规定在轨道和结构设计中的抗震设防应按中国标准的考虑。本项目区域地震参数按下表考虑:区域地震参数表表1-3-4地震基本烈度地震动峰值加速度(g)地震动反应谱特征周期(s)VII0.100.40(5)气象埃塞俄比亚主导气候类型为热带季风气候,随地形变化很大。埃塞俄比亚境内以埃塞俄比亚高原为主,与其它离赤道距离相似的地区比,气候要凉爽得多。本项目DK129+900至终点段线路经过Tigray州及Afar州,是热带东风带和赤道西风带之间收敛性的低压区,降雨量随季节分布,雨季一般是4~9月,其中4~6月、10月为小雨季,7~8月为大雨季,年降雨量Mekele气象站286.5~755.2mm,Shiket气象站104.2~967.8mm,Maichew气象站464.9~977.1mm。线路附近主要气象观测站多年月平均降雨量、多年月最大降雨量及多年月最大日降雨量见表1-3-5。
沿线气象站降雨量统计表表1-3-5多年月平均降雨量(mm)气象站123456789101112Mekele3.52.620.930.727.732.5184.6218.331.78.560.5Shiket9.89.28.24025.520.5140.9147.719.517.91.33.7Maichew21.38.847.362.352.224.9164.9208.367.554.829.320.5多年月最大降雨量(mm)Mekele2225.959.5130.592.287.5293.6359.278.659.933.43.5Shiket46.932.236.1177.2125.874.6577.1263.757.8100.27.515.5Maichew83.741.4123.5193.6141.266.6297.1325223.5206.1103.2116.6多年月日最大降雨量(mm)Mekele11.910.826.774.950.933.659.652.922.541.431.93.5Shiket21.332.218.455.376.133.156.160.33326.74.77.7Maichew29.927.556.747.389.519.2506151.46547.935沿线年蒸发量1873.2~3168.1mm,根据搜集Mekele气象站蒸发量资料,多年月平均蒸发量、多年月最大蒸发量、多年月最小蒸发量见表1-3-6。Mekele气象站蒸发量统计表表1-3-6Mekele气象站蒸发量(mm)123456789101112多年月平均蒸发量181.4238.4247.9259.9292.5233.2108.182.8155.3201.8206.2208.3多年月最大蒸发量294.9417386.9450.8391.2419.7191.7206.9224.8248.8317.2354.1多年月最小蒸发量84.6126.4172.1127.8179.3149.168.752.2116.7141.2139.5128.4沿线月最高气温一般为5、6月份,月最低气温一般为1、12月份。年平均气温Mekele气象站15.9~20.5°C,Shiket气象站21.8~25.2°C,Maichew气象站13.2~19.8°C,线路附近主要气象观测站多年月平均最高温、多年月平均最低温表1-3-7。
沿线气象站气度统计表表1-3-7多年月平均最高温(°C)气象站123456789101112Mekele23.324.725.326.127.227.123.52.524.523.822.822.4Shiket28.329.229.330.531.431.729.529.529.629.929.727.6Maichew19.821.822.523.424.725.722.922.22321.520.319.7多年月平均最低温(°C)Mekele9.310.411.813.213.813.513.113.111.710.910.29.4Shiket15.616.216.717.517.918.716.316.317.916.616.416Maichew7.67.97.811.21213.913.412.810.88.67.36.7根据搜集沿线Mekele气象站雷暴天气资料,雷暴天气主要集中在6~8月,伴随着雷电及暴风雨,瞬时降雨量骤然变大,多年月最大雷暴天气次数见表1-3-8。Mekele气象站雷暴天气统计表表1-3-8Mekele气象站雷暴天气123456789101112多年月最大雷暴次数248128152727101461.4既有线概况埃塞俄比亚全国唯一的米轨铁路,亚的斯—吉布提铁路始建于100多年前,由埃塞俄比亚和吉布提两国共同拥有,由ChamindeFerDjibouti-Ethiopia(简称CDE)经营,全长约850km,其中在埃境内681km。全线共设37个车站现有机车19台。据了解,亚的斯亚贝巴—吉布提米轨铁路的AddisAbaba-DireDawa段,由于路基严重沉陷、钢轨严重变形,个别路段钢轨已被公路路面埋没阻断,虽然有欧洲公司在做该铁路的局部整修工作,但收效甚微,无法贯通运行。因设备老化、管理不善、运力不足,亏损严重。该铁路埃塞境内段落已基本处于停运、废弃状态。
2.铁路主要技术标准的选择2.1相邻线主要技术标准相邻线主要技术标准表表2-1亚的斯亚贝巴至吉布提港印度OID段(Asayita至Tadjourah)5#线南段(土耳其公司承包)Awash至HaraGebya正线数目Sebeta~Adama(含)段为双线;Adama~Mieso~DjiboutiPort段为单线单线单线轨距1435mm1435mm1435mm最小曲线半径800m800m\设计行车速度客车120km/h客车120km/h客车120km/h限制坡度单机9‰、双机18.5‰;20‰单机10‰、双机20‰;牵引种类电力电力电力机车类型HXD1C\HXD1C牵引质量4000t\3000t到发线有效长度880m880m\闭塞类型半自动闭塞\半自动闭塞2.2铁路主要技术标准2.2.1铁路等级:Ⅱ级;2.2.2正线数目:单线;2.2.3最小曲线半径:一般1200m,困难条件下800m,特别困难的越岭地段600m;2.2.4路段旅客列车设计行车速度:120km/h;2.2.5限制坡度:单机13‰、双机25.5‰;2.2.6牵引种类:电力;2.2.7机车类型:HXD1;2.2.8牵引质量:3000t;2.2.9到发线有效长度:880m;2.2.10闭塞类型:半自动闭塞;2.2.11轨距:标准轨距1435mm。(注:关于880m长的到发线有效长,需要说明的是“评估报告认为,880m的到发线有效长可以适应牵引质量为4000吨的双机牵引的列车,若本线牵引质量确定为3000吨,到发线有效长可采用680m。如果考虑远期进一步提高牵引质量的条件,可以预留880m到发线有效长的条件。”故本次初步设计线路方案中每个车站的平面、纵断面条件均按照满足远期880m到发线有效长设计。)3.线路方案3.1局部方案比选3.1.1AdiGudern站位方案比选(1)方案情况概述AdiGudern站位于Meisha站和Mekele站之间的山区地段,为满足运输能力要求,必须在该自然坡度陡峻、设站条件差的山区设置AdiGudem会让站。本次初步设计结合AdiGudern站周围的地形和地质情况,对该站位进行了线路位于泥石流沟北侧和线路位于泥石流沟南侧的线路方案比选,见示意图3-1-1。图3-1-1AdiGudern站位线路方案比选示意图线路位于泥石流沟北侧方案:方案始于D2K183+100,线路始终沿泥石流沟北侧行进,穿越数个滑坡体(见示意图中浅紫色范围),在D2K185+540处设AdiGudern站,出站后线路折向北进入隧道,出隧道后到达比较终点。该方案线路长度6.767km,桥梁5座1.85km(其中站内双线桥2座1284m),桥比27.34%,隧道1座3.61km,隧比53.36%,主要站前工程投资估算约9.848亿该方案线路通过滑坡及含石膏软岩地层,工程地质条件较差。其中D2K185+168~D2K185+720、D2K185+743~D2K186+144分别穿越大型滑坡,滑坡主轴长约818m~945m,滑体主轴方向与线路方向夹角75°,走向N47°E;滑坡宽约220~540m。该滑坡为基岩切层滑坡,滑体物质成分主要为碎块石土、角砾土,粉质黏土充填,推测滑坡体厚度约10~30m。目前滑坡整体上基本稳定,未见地表鼓、胀、拉裂等地表裂缝出现,但滑坡前缘及周界沟边见多处坡面坍塌现象,说明局部存在不稳定因素,在地震、雨季暴雨、工程扰动等因素作用下可能面临失稳。线路以路基和桥通过滑坡体前缘,其中路基主要以挖方通过,最大挖方约18m,对滑坡稳定不利,须加强滑坡抗滑整治及边坡防护。线路位于泥石流沟南侧方案:方案始于D1K183+100,先在D1K185+020设AdiGudern站,然后线路跨至泥石流沟南侧于之并行,避开泥石流沟北侧的数个滑坡体后,线路再跨至泥石流沟北侧并进入隧道,出隧道后到达比较终点。该方案线路长度7.086km,桥梁5座1.9km(其中双线桥3座1082m),桥比26.87%,隧道1座3.66km,隧比51.67%,主要站前工程投资估算约9.754亿元D1K183+100~D1K186+900段线路通过危岩落石、岩堆及含石膏软岩地层,工程地质条件较差。该方案为绕避D2K185+168~D2K185+720、D2K185+743~D2K186+144大型滑坡,从沟槽滑坡侧对面山坡脚通过。D1K185+800~D1K186+400左170m范围及附近发育危岩落石,比线路轨面高90~100m,山坡下部主要为页岩、泥灰岩等软质岩,上部主要为第三系辉绿岩及灰岩等硬质岩,受岩体差异风化和层面、节理面及卸荷裂隙、风化裂隙等切割下形成直径0.5~3m不等的块体,在地震、风化、雨水等因素作用下发生崩落,对下方线路构成威胁,需对危岩落石进行清除、加固或拦石处理。局部如D1K185+754~D1K186+360段山坡脚发育一岩堆,岩堆体厚约2~20m不等,主要堆积物质为块石土,其稳定性较好,仅坡面局部深切冲沟边出现局部垮塌现象,桥梁及路基工程需加强挡护措施。受测区松散堆积物及雨季大范围高强度降雨影响,D1K186+140~D1K186+185段北侧发育一泥石流沟,属沟谷型稀性水石流,主要物质为灰岩、辉绿岩、页岩等,桥梁跨越此泥石流沟时,沟心不宜设墩,并需要做好沟侧墩台防护措施。(2)方案主要站前工程投资比较及优缺点分析两方案主要站前工程数量及投资比较见表3-比较范围:D1K183+100~D1K190+186.27表3-序工程项目单位线路位于泥石流沟北侧方案线路位于泥石流沟南侧方案数量指标RMB数量指标RMB1正线长度km6.767-7.086-2路基土石方填方m3680064.31860064.31挖土m311950032.0710530032.07挖石m331150082.8212150082.82圬工混凝土m36801046.3390501046.33浆砌石m37400518.586675518.583车站土石方填方m3164830121.1966100121.19挖土m354056.521665056.5挖石m3402320112.96393980112.96圬工浆砌石m314000515.821000515.8混凝土m34001118.7133001118.714桥梁站内双线简支梁桥座-延米3-1283.59254700.953-1082.23254700.95单线简支梁桥梁座-延米2-567.63140672.42-821.92140672.4正线桥梁合计座-延米5-1851.22-5-1904.14-5隧道3km<L≤4km座-延米1-3611118980.911-3662118980.91正线隧道合计座-延米1-3611-1-3662-6正线桥隧合计座-延米6-5462.22-5-5566.14-7桥隧总长占线路长度%80.72-78.55-9轨道正线铺轨km6.7675095931.697.0865095931.69站线铺轨km1.0174924257.471.0134924257.47道岔组3384317.363384317.3610预估算投资(静态)亿元9.8489.75411预估算投资差亿元0.0940上述两比较方案不良地质整治工程措施见下表:不良地质整治措施表表3-方案名不良地质整治措施投资估算线路位于泥石流沟北侧方案D2K185+168-D2K185+720和D2K185+743-D2K186+144大型滑坡1、D2K185+580~D2K185+720,长140m;D2K185+740~D2K186+142,长402m,右侧侧距线路10m处设置第一排抗滑桩,D2K185+170~D2K185+720,长550m,右侧侧距线路157m~257m设置第二、三、四排抗滑桩,D2K185+740~D2K186+142,长402m,右侧侧距线路380m~420m设置第二、三排抗滑桩,抗滑桩间距均为6m,桩径2.5×3.5、3×4,桩长25m~30m,共440根桩,采用C35混凝土浇筑。具体布置详见横断面设计图及平面图。2、滑坡边缘及锚固桩后缘5m处设置天沟及截排水沟,沟型采用0.4×0.8梯形沟。3.789亿RMB线路位于泥石流沟南侧方案D1K185+754-D1K186+360岩堆1、1K185+749~D1K186+397,长648m,左侧距线路9m处设置抗滑桩;D1K185+773~D1K186+307,长534m,右侧距线路10m设置抗滑桩,抗滑桩间距均为6m,桩径2×3,桩长20m~22m,共199根桩,采用C35混凝土浇筑。具体布置详见横断面设计图及平面图。2、岩堆边缘及路堑堑顶外设置天沟及截排水沟,沟型采用0.4×0.8梯形沟。0.8亿RMB方案优缺点分析表表3-方案名称优点缺点线路位于泥石流沟北侧方案线路长度短,桥梁总长较短线路穿大型滑坡区域,在滑坡体上设站存在安全隐患,站内双线桥梁总长较长,整治滑坡的圬工费用高昂。线路位于泥石流沟南侧方案线路方案避开了不良地质区域,站内双线桥总长短线路较长,桥梁总长较长,泥石流沟南侧自然横坡较陡,桥梁下部结构设计和施工难度相对较大。(3)推荐意见综上,两方案隧道长度相近,“线路位于泥石流沟南侧方案”的线路长度和桥梁总长度虽略长于“线路位于泥石流沟北侧方案”,但“线路位于泥石流沟北侧方案”穿越两处大滑坡有严重的安全隐患,且站内双线桥总长较长,在不计列不良地质整治费用的前提下,站前主要工程投资已经略高于“线路位于泥石流沟南侧方案”。综合经济性和安全性,本次推荐采用线路位于泥石流沟南侧方案。3.1.2D1K195+650~D1K203+000段方案比选(1)方案情况概述D1K195+650~D1K203+000段落位于越岭段尾端的低中山区,前进方向即为Mekele高原平台面。该段落地形复杂、冲沟深切,滑坡、岩堆、泥石流等不良地质广泛分布。结合该段落地形情况和不良地质分布,本次对该段线路进行了绕避全部滑坡方案、穿越不良地质区域方案和高桥方案的比较,见图3-1-2图3-1-2DK195+650~DK203+000段线路方案比选穿越不良地质区域方案:方案始于D1K195+650,折向北以一座连续梁特大桥跨过一条深沟后,一路向北行进直到比较终点,沿线穿越了数个滑坡体。线路长度7.35km,桥梁7座2.5km,桥比34.22%,无隧道,主要工程投资估算约6.282亿穿越不良地质区域方案通过滑坡、岩堆、不稳定斜坡及含石膏软岩地层,工程地质条件差。D1K198+320~D1K199+780左490m~右590m范围内发育一个特大型滑坡(可分为多个区块),该滑坡主轴长约1120m,滑体主轴方向与线路方向夹角76°,为N49°E,宽约1000~1600m,呈不规则四边形分布,为超深层塑流滑坡,滑体物质成分主要为块石土及滑动岩块,碎石角砾及粉质黏土充填,滑坡体厚度约10-65m。本段路基多以挖方形式通过,中心挖深≤10m,挖方边坡最大高度16m。由于该滑坡规模巨大,滑面较深,虽中下部滑床较平缓,但其后部堆积体厚,存在多个软弱面,还有可能其后缘陡坎上岩体崩塌加载,以及工程施工对滑体的扰动,在今后长期的自然及人类活动因素影响下,可能会引起滑坡整体或局部复活,严重影响工程安全,且铁路工程通过滑体中后部,为不利部位,对滑坡稳定将带来不利影响,需结合清方减载及预锚固桩对滑坡进行综合加固处理,方能确保工程安全。D1K方案线路于D1K196+634~D1K196+782段及D1K196+782~D1K196+876段穿越两岩堆,其中D1K196+634~D1K196+782岩堆主轴走向N25°E,与线路走向夹角为61°,主轴长度约110m,前缘收于斜坡地带,岩堆宽约60~100m,其物质成分为块石土,块石直径200~600mm不等,厚2~10m不等;D1K196+782~D1K196+876岩堆主轴走向N47°E,与线路走向夹角为84°,主轴长度约250m,前缘收于斜坡地带,岩堆宽约130~190m,其物质成分为块石土,块石直径200~600mm不等,厚2~10m不等。两岩堆目前整体稳定,路基工程需考虑施工后的状况,采取防护措施。绕避全部滑坡方案:方案始于D4K195+650,迅速以小半径曲线调头折向西进入隧道,以隧道工程避开沿线数个滑坡体、岩堆、危岩落石等不良地质区域(见示意图中浅紫色范围)。线路长度8.76km,桥梁6座1.92km,桥比21.92%,隧道1座4.07km,隧比46.47%,主要高桥方案:方案从比较起点引出后先向东北方向行进跨过一条深130m的沟谷,遂折向北在该沟谷东侧向北行进,避开该沟谷西侧的不良地质区域,以数个高桥分别跨过该沟谷及其支沟最后到达比较终点。线路长度8.996km,桥梁11座4.29km,桥比47.67%,无隧道,(2)方案主要站前工程投资比较及优缺点分析两方案站前主要工程数量及投资比较比较范围:D1K195+650~D1K203+000表3-序工程项目单位穿越不良地质区域绕避全部滑坡方案高桥方案数量指标RMB数量指标RMB数量指标RMB1正线长度km7.35-8.76-8.996-2路基土石方填方m34510064.312970064.31400064.31挖土m368400032.0744980032.07194800032.07挖石m3207300082.82136330082.82212500082.823桥梁单线连续梁座-延米1-874.45193865.910-2-1221.88193865.91单线简支梁中桥座-延米-1-94.72127175.31-78.82127175.3单线简支梁大桥座-延米5-1088.89140672.44-1275.68140672.46-1925.98140672.4单线简支梁特大桥座-延米1-551.65129681.481-553.59129681.482-1061.3129681.48正线桥梁合计座-延米7-2514.99-6-1923.99-11-4287.98-4隧道3km<L≤6km座-延米0-1-4071118980.910-正线隧道合计座-延米0-1-4071-0-5正线桥隧合计座-延米7-2514.99-7-5994.99-11-4287.98-6桥隧总长占线路长度%24.22-68.44-47.67-7轨道正线铺轨km7.355095931.78.765095931.78.9965095931.78预估算投资亿元6.2829.2159.3999预估算投资差亿元02.9333.117需要特别说明的是:上表中的“穿越不良地质区域”不包含整治D1K198+320~D1K199+780段落大型滑坡的支挡圬工数量及投资。整治该处滑坡的初步工程措施为:1)D1K198+949~D1K199+317,长368m;D1K199+528~D1K199+814,长286m,左侧距线路88m处设置第一排抗滑桩,D1K198+128~D1K199+681,长1637m,右侧距线路355m~587m设置第二、三排抗滑桩,抗滑桩间距均为6m,桩径2×3、2.5×3.5、3×4,桩长25m~30m,共638根桩,采用C35混凝土浇筑。具体布置见图3-1-3及路基专业的平面图。图3-1-3抗滑桩布置横断面示意图2)D1K198+600~D1K199+814,长1214m,右侧233m~458m采用清方处理,断面清方量2600~4000方/m,详见横断面设计图及平面图。3)滑坡边缘及锚固桩后缘5m处设置天沟及截排水沟,沟型采用0.4×0.8梯形沟,总长2282m。上述整治滑坡的工程措施主要工程投资估算约为10.124亿元。方案优缺点分析表表3-方案名称优点缺点绕避全部滑坡方案从不良地质区域西侧通过,避开了数个滑坡体、危岩落石和岩堆等不良地质区域。线路较长,为躲避不良地质区域出现了长达4km的隧道,且该隧道施工辅助坑道也较难实施,隧道西侧是高原平台无设置辅助坑道条件,若选择在隧道东侧设置斜井或横洞,则斜井或横洞也必须穿过岩堆等不良地质区域,存在安全隐患,故只能选择平导,而平导长度长,工程量大,施工工期长。本方案投资很高。穿越不良地质区域方案线路最短,桥梁总长较短,桥梁高度较低,施工难度不大,无隧道,施工工期短且较容易控制,施工较其他两个方案简单。穿越滑坡等不良地质区域,存在严重安全隐患,需要极强的防护加固措施,整治滑坡的圬工费用非常高昂。高桥方案从深沟东岸通过,避开了沟西岸的不良地质地段线路最长,为躲避不良地质区域多次跨越深沟及其支流,导致桥梁总长为三方案之最,且高墩桥梁较多,最高桥高达130多米,有超过3座桥的桥高大于70m,在埃塞施工如此高墩、大跨的特殊结构桥梁难度极大,投资最高。(3)推荐意见综上所述,“穿越不良地质区域方案”线路短直,桥梁工程量较小、无隧道、且桥梁高度普遍较低,便于施工。虽然穿越了不良地质区域存在一定工程安全隐患,需要极强防护加固措施,但在埃塞施工技术水平较低;钢筋、水泥等主要建材和施工设备匮乏且都依赖进口的情况下,相比“高桥方案”的数个高墩大跨桥梁和“绕避全部滑坡方案”的4km长隧道,“穿越不良地质区域方案”施工较容易,工期也较容易控制。经过与总包商协商,本次暂时推荐采用穿越不良地质区域方案。3.1.3Mekele站位比选(1)方案情况概述Mekele机场的南侧和东侧都有设置车站的地形条件,但却各有利弊。可研阶段经综合技术经济比较暂推荐机场南侧设站方案,但在现场定测时,经过与业主ERC和Mekele市政府部门的沟通,他们更倾向于Mekele机场东侧设站方案。因此本次初步设计结合最新收集的Mekele市规划资料,再次对Mekele机场南侧设站方案和Mekele机场东侧设站方案进行比选,见图3-1-4。图3-1-4Mekele站位方案示意图Mekele机场东侧设站方案:方案始于DK208+500,在DK210处设置一个远期开放的会让站后,线路继续向北走行,沿1号路东侧行进至比较终点,在Mekele机场东侧约1.1公里处与机场跑道垂直方向设Mekele站。线路长度7.625km,设桥梁1座67延米,主要站前工程投资估算约3.919亿Mekele机场南侧设站方案:方案始于D1K208+500,在D1K210处设置一个远期开放的会让站后,线路继续向北走行,上跨1号公路后,折向西,在距Mekele机场的南侧约1.5公里处与机场跑道平行设置Mekele站。线路长度10.8km,设桥梁2座869m,主要站前工程投资估算约5.434亿(2)方案主要工程投资比较及优缺点分析
两方案主要站前工程数量及投资比较比较范围:DK208+500~DK216+125.19表3-序工程项目单位机场东侧设站方案机场南侧设站方案数量指标RMB数量指标RMB1正线长度km7.625-10.8-2路基土石方填方m313990064.3121940064.31挖土m37730032.0712120032.07挖石m31390082.821980082.82圬工坡面浆砌片石m36600518.589400518.58坡面土工格栅m22300012.083280012.08排水浆砌片石m313000518.5818500518.583车站土石方填方m3742680121.191099520121.19挖土m335309056.530435056.5挖石m31168870112.961007540112.96圬工M7.5浆砌片石m329800515.825400515.8混凝土m356001118.7135001118.714桥梁单线简支梁中桥座-延米1-67127175.3--单线简支梁大桥座-延米--1-194140672.4单线简支梁特大桥座-延米--1-675129681.48正线桥梁合计座-延米1-67-2-869-6桥总长占线路长%0.88-8.05-7轨道正线铺轨km7.625509593210.85095932站线铺轨km9.40649242579.3824924257道岔组30384317303843178预估算投资亿元3.9195.4349预估算投资差亿元01.515方案优缺点分析表表3-方案名称优点缺点Mekele机场南侧设站方案距离Mekele市区较近,与小里程端预留车站的站间距大于8km,不会造成运输能力的浪费。远期线路往北延伸至Axum的条件和钾盐矿专用线引入条件较差。与Mekele规划的内陆港相聚稍远。Mekele机场东侧设站线路短直,较南侧方案短3.175km。工程投资较省。远期线路往北延伸至Axum的条件和钾盐矿专用线引入条件较好。与规划在车站小里程端的Mekele内陆港在一号公路同一侧,距离近,衔接方便。业主ERC以及Mekele线路在DK212+450~DK212+600附近正穿Ashengoda村的一所小学,需要对该小学进行搬迁。(3)推荐意见综上所述,Mekele机场东侧设站方案线路短直,较南侧设站方案短3.175km,工程投资较省。远期线路往北延伸至Axum的条件和钾盐矿专用线引入条件较好。与规划在车站小里程端的Mekele内陆港在一号公路同一侧,距离近,衔接方便。通过与业主ERC以及Mekele市政府部门的沟通,他们也倾向于此方案,故本次推荐Mekele3.2推荐方案综述本项目为埃塞俄比亚国家铁路网5号线北段位于埃塞俄比亚北部地区,线路整体呈南北走向,自距离Weldia约20km处HaraGebeya站出站端始,往北穿过高原火山岩丘陵区至Robit,之后线路继续往北走行于地形相对平坦的高原裂谷平原区,经Alem、Waja、Alamata、Kukuftu、Mehoni、AddiAbdera、Meisha至Dadah后,线路进入北部地势陡峻的山区并折向西北,沿一条主要的沟谷顺沟而上,并在山区中设AdiGudern站,出该站后,线路折向北,穿过本线最长的隧道,并穿过Mekele高原平台前的滑坡群,最终爬上Mekele高原平台,到达线路终点Mekele机场东侧,线路全长215.04km。4.线路平面及纵断面4.1车站分布4.1.1车站分布概况HaraGebeya(不含)~Mekele全线长215.04km。全线为单线铁路,共分布12个车站,平均站间距离为17.82km。近期开放6个车站,平均站间距离4.1.2车站分布及开站情况根据沿线各城市客货运输需要和铁路运输能力要求,车站分布及开站见下表4-1-1:车站初近远期开放和分布情况表表4-1-1序站名中心里程站间距(km)车站性质车站曲直站内坡度开站情况备注近期远期1HaraGebeyaDK0+000区段站直0‰不含20.3522AlemDK20+350会让站曲R=800-6‰开14.4813RobitDK34+750会让站直1‰开15.94WajaDK50+650会让站直0‰开18.35AlamataDK68+950中间站直0‰开22.56KukuftuDK91+450会让站直0‰开20.27MehoniDK111+650中间站直0‰开11.9068AddiAbderaDK123+550会让站曲R=800-6‰开22.5169MeishaDK146+290中间站直0‰开13.9110DadahDK160+200会让站直0‰开24.8211AdiGudernDK185+020会让站曲R=8006‰开24.412ReservedstationD1K210+370会让站曲R=800-1‰开4.54513MekeleDK214+915中间站直0‰开4.2平面设计4.2.1设计原则(1)曲线半径的选用:结合行车速度、工程、自然、运营等条件因地制宜、合理选用,慎用最小与最大半径。采用相应标准的曲线半径。经技术经济比较确有必要时才能使用困难情况下的曲线半径,位于大型车站两端的加减速地段结合设计行车速度合理选定。正线不设计复曲线。正线最小曲线半径:一般1200m,困难条件下800m,特别困难的山区越岭地段600m(2)直线与圆曲线间采用缓和曲线连接。缓和曲线采用三次抛物线型。采用《铁路线路设计规范》(GB50090-2006)“ 表3.1.5-1”(3)夹直线和圆曲线长度两相邻曲线间夹直线和两缓和曲线间圆曲线的长度一般地段不小于80m,困难地段不小于50m。4.2.2设计说明DK129+900~DK216+125.19范围内全线长85.051km,其中直线段长41.196km,平曲线计65个总长43.855km。具体各段半径使用情况见下表。最小平面圆曲线长251.493m,夹直线最小设计长度50.522m,平面特征统计表表4-2-1项目单位数量建筑长度km85.051航空距离km63.579展线系数1.338正线平面直线地段总长度km41.196占全长百分比%48.437曲线地段总长度km43.855占全长百分比%51.563其中R≤800m个-km38-27
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