石家庄至太原客运专线的基本情况

石家庄至太原客运专线的基本情况总公司科技部金守华线路技术条件1．线路等级：客运专线，近期兼顾货运2．正线数目：双线3．速度目标值：平面条件250km／h，线上按200km／h配套4．最小曲线半径：一般4500m，个别3500m5．正线线间距：4.6m6．最大坡度：12‰7．到发线有效长：850m，双机地段880m8．牵引种类：电力线路技术条件9．机车类型：高速列车：动车组；中速列车：SS9；货运SS410．牵引质量：高速列车400～800t，中速列车900～1000t，货运4000t11．列车运行方式：自动控制12．行车指挥方式：调度集中线路起讫点和经由石太客运专线起点为京广线石家庄站，终点为既有石太线北营站。线路自石家庄站中心沿京广线向南过平南站，上跨京广线后折向西，经张掖、山尹村，上跨青银高速公路、南水北调工程后转向西北，经上寨、吴家窑、南良都后折向西南。在南、北秀林之间上跨石太高速公路后，经南张村上跨既有石太铁路，而后在石太高速公路与既有石太铁路之间西行，经郝家台、韦泽关、娘子关后折向西南，经下盘石、南上庄、平定县后二跨石太高速公路后折向西北，经脑寒山、旧街后折向西，经芹泉、寿阳县、南坪上、颉纥、兴治后下钻石太高速公路继续向西，经神堂沟、苏村、施家洼，上跨东山过境高速公路、既有石太铁路后，沿既有石太铁路引入北营站。地形、地貌线路从石家庄起，沿华北平原的西缘，向西进入太行山东麓的低山丘陵，沿顺直狭窄的金良河河谷西行，过石太高速公路，进入绵河河谷，跨越雄伟的娘子关，进入阳泉盆地，沿桃河翻越东西分水岭之土陉岭，行进在太行山西麓低中山丘陵上，穿过太原东山，到达太原晋中盆地。该工程横穿太行山山脉，属低中山、低山、丘陵区及山间盆地和山前冲洪积平原。总地势为：西高东低，东部娘子关山高坡陡，峰峦叠嶂，属侵蚀剥蚀低山区，侵蚀切割强烈，支沟纵横，丘陵谷地波状起伏；中部阳泉，丘陵山顶无明显之山脊线，山坡较缓，沟谷开阔，四周山坡陡峭，沟谷呈“V”形；阳泉以西沟谷坡降大，距离仅30km，高差达400m。寿阳大部被黄土覆盖，发育了典型的黄土地貌，黄土塬、梁分布广泛。沿线河谷多属山区中上游河段，河流冲刷以下切为主，河流阶地不发育，一般仅为较狭窄的洪积阶地。地质沿线所经地区地层出露较齐全，下元古界、元古界、古生界、中生界、新生界均有分布。华北平原、太原盆地及丘间谷地分布了第四系黏性土、砂类土和碎石类土，黄土广泛分布于寿阳、阳泉。山区分布了新生界第三系砾岩、砂岩、泥岩；中生界三迭系的砂岩和古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系的灰岩、砂页岩；下元古界滹沱群及中元古界长城系的古老地层。地质构造沿线处于中朝准地台之山西中台隆的东部，属Ⅱ级构造单元。区内经历了多次构造运动，地质构造复杂。早期加里东运动，使地壳上升，吕梁期造山运动、燕山运动形成了区域构造的基本轮廓，而喜山运动以及新构造运动形成了太原晋中断陷盆地和寿阳、阳泉凹陷区。区内断裂构造比较发育，但一般规模较小，走向以北北东为主，以正断层为主，落差较大的多为逆断层。工程地质特征——特殊岩土a．新黄土：第四系上更新统风积层（Q3eol）主要分布于坡头以西，第四系上更新统坡洪积层（Q3dl+pl）新黄土主要分布于丘陵缓坡和阶地及山顶，黄褐色～褐黄色，硬塑～坚硬，垂直节理发育，具大孔隙，具湿陷性，δs=0.02~0.175。风积黄土为Ⅱ～Ⅲ级自重湿陷，坡洪积黄土为Ⅰ级非自重湿陷，需加强排水措施，路堑边坡需防护。b．膨胀土（岩）及红黏土：上第三系上新统（N2）黏土，棕红色，硬塑~坚硬。局部具弱膨胀性，堑坡应放缓，基床需换填。工程地质特征——不良地质a．岩溶岩溶主要分布在CK44～CK52及CK65～CK101寒武系和奥陶系灰岩中。娘子关灰岩区地表地形与非岩溶区相似，以侵蚀作用形成的地形为主。地表岩溶地貌以干谷为主要特征，一些区域由于地下水作用强烈，岩溶裂隙较为发育。大部分降水沿裂隙渗入地下，造成山区沟谷干涸，而在沟谷下游及山前地带上升为泉。如著名的娘子关泉群，在桃河和温河汇流处主要由十一个泉组成。b．采空区——太行山山脉矿产资源丰富，影响线路方案的矿区有：井陉矿区、阳泉矿区，主要有煤矿和硫铁矿等。I．井陉矿区：井陉矿区煤矿主要有郝家窑煤矿、硫铁矿采空区，井陉南方案在CK65+180～CK66+020段经过郝家窑煤矿采空区，采空区埋深30~50m。郝家窑煤矿主要为私采小煤窑，最早从清朝期间就开始采煤，主要开采石炭系本溪组1~2层煤，开采方式主要为竖井开采，少数巷道开采。井陉南方案CK60+310～CK60+860右侧20～120m为硫铁矿采空区，埋深80～100m，井陉北方案CIK62+430～+980右侧15～115m为采空区,该段范围内的硫铁矿开采自1967～1987年开采，已二十多年，因资源全部采尽，1987年毕矿废弃，现地下大部已陶空。工程地质特征——不良地质Ⅱ．阳泉矿区主要包括阳煤集团所辖二矿、三矿、四矿、五矿、新景矿、黄丹沟煤矿及阳泉、平定境内的地方煤矿。这些矿大多属国有矿，开采数十年，地下巷道，纵横交错，已形成了较大范围的采空区，个别山体已出现了塌陷和采动滑坡，属场地不稳定区。含煤地层：石炭系上统太原组、二迭系下统山西组为本区主要含煤地层，主要开采3号煤、8号煤、15号煤。c．滑坡线路所经地区，岩性为石灰岩夹泥灰岩及页岩、砂岩夹泥岩等软弱岩层面，当层面倾向线路时，以及基岩面上覆第四系、新黄土与其下老黄土、第三系黏性土接触面上，且有表水下渗都将成为不利结构面，这些不利结构面受工程活动的影响，极易产生滑坡。如开挖路堑或地下采空，塌陷造成临空面，破坏了山体平衡，岩体沿不利结构面下滑，都可能会造成滑坡。通过沿线调查，滑坡形成地区多为二迭系砂页岩，上覆地层容易产生沿基岩面的土质滑坡。勘测期间，共发现6处滑坡，其中三处已改线绕避，CIK125处滑坡位于隧道洞身以上，CIK128和CIK131两处线路从滑坡左侧通过，且滑坡体较小，对线位基本不影响。d．崩塌落石CK61~CIK100广泛出露奥陶系石灰岩夹薄层泥质灰岩，岩层产状水平，中厚层块状构造，受构造运动的影响，裂隙发育，强风化~微风化，由于泥灰岩易风化，风化破碎剥落，使上层灰岩体悬空，极易产生坍塌落石，在CIK111～CK155地段，基岩主要为二迭系地层，主要以砂岩夹页岩及泥岩，由于存在差异分化，对软质岩石如页岩、泥岩等易风化的堑坡，因堑坡面风化，致使砂岩悬空剥落，受雨水冲刷，极易产生剥落、溜塌，危及线路。工程地质情况石家庄~鹿泉为华北平原西缘，被第四系覆盖，地形平坦开阔。主要为黏性土、砂类土，厚度大于30.0m。鹿泉~井陉线路穿越低山丘陵，地形起伏变化大。主要分布了砂岩、页岩、灰岩、泥灰岩及煤层，受构造断裂影响，岩层节理发育，岩体破碎，强风化~微风化，山坡谷地，阶地覆盖层5~20m，最厚大于30m。井陉~阳泉段发育了下滹沱群、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系砂岩泥岩、页岩、灰岩，岩层风化多为强风化~微风化，工程地质条件较好；由于地形起伏变化大，路基高填深挖地段较多，堑坡应采取支挡防护；局部岩层走向与线路方向夹角较小，岩层倾向线路，路堑边坡存在顺层滑动可能，堑坡应加强支挡防护；局部黄土有湿陷性，需处理。阳泉~芹泉段二叠系砂岩地区，此类土含砂粒多，夹薄层砂砾层，土质松软，边坡常被流水冲蚀坍塌，建议坡率1：0.75并以浆砌片石防护。线路多沿河谷，山区季节河流降雨集中，流量流速变化大，路基坡脚受河水冲刷，需加强防护。井陉~芹泉段位于山区，河流冲积层粒径变化大，绵河冲积层较厚，以卵石层为主，夹漂石；井陉金良河卵石层厚达30m，井南~娘子关为单一卵石层，厚0~6m；娘子关~坡头卵石层厚8~15m；普遍夹粉质黏土，厚1~4m；坡头~土陉岭以砂和土层为主，厚0~8m；白马河、土陉岭冲积层以砂、卵石为主，厚4~8m。芹泉以西分布有黄土，具有典型的黄土地貌特征，质地均一，具多孔性，有垂直节理，厚度大于50m。地下水沿黄土裂隙下渗，局部产生潜蚀地貌，路堑边坡需加强防护。水文沿线水系属海河、黄河两大水系，发育有金良河、绵河、桃河、白马河、潇河，以土陉岭为分水岭，白马河为潇河支流，属黄河水系；桃河、绵河、金良河及其支流属海河水系，河水流量受季节影响变化大，夏秋季河水暴涨，冬春季局部断流。地下水类型主要有第四系孔隙潜水、碳酸盐岩岩溶水和基岩裂隙水，大部地区地下水对混凝土不具侵蚀性。地震动峰值加速度里程范围地震动峰值加速度K266+175.64～CK60+0000.05g（Ⅵ）CK60+000～CK151+0000.10g（Ⅶ）CK151+000～CK175+5000.15g（Ⅶ）CK175+500～终点0.20g（Ⅷ）气象沿线属暖温带亚湿润气候区，石家庄地区四季分明，以西地区地处太行山，受海拔高程的影响，夏无酷暑、冬季寒冷，昼夜温差较大，冬季以西风或西北风为主，夏、秋季以东北风为主。冻结期11月中旬至翌年3月中旬。按对铁路工程影响的气候分区石家庄、阳泉、平定属温暖地区；寿阳、太原为寒冷地区。石家庄枢纽引入枢纽方案——石家庄枢纽客运专线左线上跨京广线研究了大绕方案（R-1600m）和小绕方案（R-1600m）。大绕方案线路自京广左线引出后，以R-1600m半径上跨绞河和青银高速公路和青银高速窦妪互通，穿窦妪开发区，跨京广左右线，从窦妪镇南侧绕回，经张掖村西南侧接回正线。线路长11.91km，工程投资34480.4万元。小绕方案线路自京广左线引出后，上跨绞河后，以1000m半径，上跨京广左右线和青银高速公路，从窦妪镇北侧，张掖村东北侧接回正线。线路长9.08km，工程投资19355.8万元。大绕方案以160km/h速度计算走行时分为4分28秒。小绕方案以120km/h速度计算走行时分为4分32秒，只比大绕方案多用时4秒。通过两个方案优缺点分析和走行时分比较，推荐了小绕方案为贯通方案。石家庄枢纽孟县方案——中穿获鹿四线进石家庄西站石家庄枢纽右线取直、沿既有线方案1）取直方案——石太客运专线右线自右K272+300开始，跨石太引入线后，经东营村东，以R-3500m的半径跨绞河、青银高速公路后，与石太客运专线左线并行至方案比较终点CK21+300。本方案线路长度10.689km，工程投资55422.5万元。2）沿既有线方案——石太客运专线右线自右K273+300开始，沿既有京广右线并行至平南站，以R-1600m的半径上跨青银高速公路，经张掖村西北侧、前后营村北侧，在CK21+300与取直方案相接。本方案线路长度13.908km，工程投资61848.9万元。取直方案具有线路短，投资少，与青银高速公路交叉角度大等优点，推荐取直方案为贯通方案。石家庄枢纽孟县方案——中穿获鹿四线进石家庄北站引入枢纽方案——太原枢纽1结合线路局部方案，对引入太原枢纽，研究了北营站接轨方案与太原站接轨方案，方案比较范围CK152+700~K228+213，两方案比较内容包括与其配套的动车运用所走行线及客运专线引入后引起的既有线改建。太原站接轨方案——CK152+700=CIK164+500起，线路自赵巷头村南开始西行，经南坪上、后掌村、崔家村，在徐家岭出寿阳县进入晋中市，线路在衔牌沟下钻石太高速公路后，在田家湾水库上游设田家湾会让站，然后经小峪口、沙沟、五龙沟岗头村，于CIK200+000上跨东山过境高速公路后折向西北，沿东山过境高速引入太原站，本方案线路长度43.96km。工程投资398163.5万元。与本方案引入的相关工程有动车走行线、货物直通线。北营站接轨方案引入枢纽方案——太原枢纽2CK152+700起，线路自赵巷头村南开始西行，经前阎家岔、莲花池折向西南，经颉纥村南、兴治后下钻石太高速公路向西，经李家河、苏村、鸣谦、施家洼、西砖井后上跨东山过境高速公路、既有石太铁路，然后沿既有线引入北营站。本方案线路长度40.681km。工程投资384057.4万元。与本方案引入的相关工程有动车运用所走行线；石太上、下行改