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悲剧的阳泉铁路，悲剧的功臣--煤炭

首先上平定、盂县方案线路对比。

下面开始介绍石太客专平定方案

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
(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
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。
本方案线路长度197.198km，工程投资1406541.11万元。

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, 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。

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。

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。

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
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、下行改建; 煤炭专用线改建。
北营站接轨方案具有工程投资少, 远期发展条件好, 符合城市规划, 加快了太原市城市南移的进程, 促进地方经济发展等优点, 而且, 太原铁路分局和太原市规划局均明确表示同意北营站方案。因此, 推荐北营站接轨方案为贯通方案。

局部比较方案
井陉南、北方案井陉南方案具有工程投资少, 线路长度短, 站位与井陉县规划相适应等优点, 推荐了井陉南方案。
平定方案与阳泉方案平定方案具有采空区影响小, 采空区处理可行, 拆迁工程量小, 符合平定县发展规划等优点, 推荐了平定方案。
颉纥村南、北方案虽然颉纥村南方案较北方案线路长 0. 295km, 但颉纥村南方案具有工程投资少, 隧道工程少, 排水容易解决等优点, 推荐了颉纥村南方案 。

路基基本宽度
(1) 客运专线双线路堤宽度: 12. 9m
路堑宽度:
石质路堑 12. 9m
土质路堑 12. 9m
(2) 客运专线单线路堤宽度: 8. 1m（石家庄枢纽 160~ 200km/ h地段 7. 7m)
路堑宽度: 8. 1m

线路平面及纵断面
车站
井陉南、
阳泉南、寿阳南三个中间站; 设山尹村、
娘子关南、旧街、李家河四个越行站; 设北营客运站。
到发线有效长度为 850m, 双机 880m。中间站站坪长度一般为 2800m , 越行站站坪长度一般为 2300m。车站站坪尽量设在平坡道上, 困难条件下, 设在不大于 1. 0‰的坡道上, 特殊困难条件下, 会让站设在不大于 6‰的坡道上。

线路平面位置控制
石家庄枢纽左线上跨京广线受窦妪工业区位置控制;跨青银高速公路、南水北调角度控制山尹村站前线路平面位置。
井陉天长镇窑区、海军基地、陆军仓库等军事设施控制山尹村至井陉段线路走向。
阳泉地区煤矿采空区、陆军弹药库、空军导弹基地控制阳泉至寿阳南段线路的走向。

路基下煤矿采空区的治理
治理路基下煤矿采空区的常用措施是采用全充填压力注浆。全充填压力注浆法是在地表钻孔, 通过注浆泵和注浆管, 注入浆液充填采空区,加固其上覆岩层的冒落带和裂隙带, 浆液经过固化, 胶结岩层裂隙, 同时采空区冒落物和浆液形成的结石体对其上覆岩层形成支撑作用, 保证路基的稳定。
在可研设计中, 针对本线对路基变形的高要求, 对采空区采用了多方案并举的综合治理手段,对采空区进行钻孔注浆, 治理范围包括采空区治理长度和采空区治理宽度, 治理长度是采空塌陷区沿线路方向分布长度, 治理宽度为受护对象外留围护带向两侧按岩层移动角考虑所确定的边界宽度, 受注层为冒落带和裂隙带。在治理范围内钻孔间距 6~ 12m, 最外一排孔为帷幕孔, 并且先注帷幕孔, 帷幕孔须在浆液中掺加水泥重量 2% 的速凝剂, 使注入采空区的浆液尽快凝固, 以形成帷幕, 防止浆液流失。注浆浆液采用水泥粉煤灰浆, 固相比 1: 4~ 4: 6。另外为增加路堤的整体性在路堤基底铺设土工格栅, 同时加宽路基面并放缓路堤边坡, 并对治理段进行长久的路基沉降与位移观测。
采空区地段路基治理工程在国内尚无规范可参照执行及小煤窑开采的无规律性, 因此在采空区处治工程开始前, 应先做部分试验工程, 以确定正常注浆的最大注浆压力、水灰比、最佳注浆量及浆液扩散半径, 即设计中的参数需要做必要的优化和完善。

线路设计结语
石太客运专线线路走向方案受阳泉煤矿采空区控制, 为保证线路的稳定和运输的长久安全, 线路舍弃了石家庄至太原间惟一的大城市阳泉, 牺牲了部分客流。最终建议选线盂县方案。

下面开始配图、表