0 引言

虽然关于铁路站位设置的研究较多，但针对岩溶区高速铁路站位设置的研究较少。为此，以宜昌—涪陵高铁（简称宜涪高铁）五峰站为例，运用由宏观至局部，再针对性优化的比选方法，多目标、多层次对岩溶区铁路线、站位方案的设置进行研究。

1 项目概况

1. 1 工程背景

宜涪高铁是我国“八纵八横 ” 主骨架之沿江通道的重要组成部分。其中宜昌—五峰段位于湖北省宜昌市境内，线路东起宜昌市伍家岗区，向西南经宜昌市点军区、长阳县、宜都市，终至五峰县。线路长度 61.6 km，设计速度 350 km/h。本段东与在建沪渝蓉高铁武汉—宜昌段贯通，北与在建宜昌—郑万高铁联络线连通。

1. 2 自然条件特征

研究区域位于构造溶蚀、剥蚀中低山区，位于武陵山脉向江汉平原的过渡地带。区内溶蚀地貌明显，尤其是长阳—五峰段“ 喀斯特 ”岩溶地貌分布范围广，溶洞、溶沟、暗河、峰丛、落水洞、天坑、溶丘和洼地等岩溶个体形态十分发育。

2 影响因素

2. 1 沿线经济据点

宜昌—五峰段途经的主要经济据点有宜昌市下辖的伍家岗区、点军区、长阳县、宜都市和五峰县。其中五峰县县城位于渔洋关镇，为五峰县新城区，是五峰县城镇建设的核心地带。五峰站站位的选择要尽可能近城区，与既有交通相衔接，方便乘客出行。

2. 2 设站条件

五峰站为三等客运站，采用 2 台夹 4 线站型，设到发线 4 条（含正线 2 条），到发线有效长度 650 m。站房同侧右设综合维修工区 1 处。该站规模较大，车站布置应因地制宜，减小车站工程。

2. 3 地质条件

研究区域主要的不良地质为岩溶及岩溶水。该区域地处我国暗河最密集发育带之一的鄂渝湘交界带，历经多期演变，形成了多层岩溶与岩溶水系统，暗河管道成熟且流量大、分布广，其中以管道流为主要特征的强烈岩溶与岩溶水控制线路、站位方案选择。

2. 4 环境敏感区域

研究区域内分布的环境敏感因素主要有柴埠溪自然保护小区、渔洋关大鲵自然保护小区、湖北五峰森林公园。

2. 5 矿区分布

研究区内二叠系为含煤地层，分布于马鞍山、落雁山一带，历经多年开采形成采空区， 目前煤矿多关闭，采空区存在塌陷变形风险。

2. 6 桥位选择

柴埠溪大峡谷总体呈现中部宽缓，两端狭窄的地形特征，两岸地形陡峭，危岩落石发育，线路在出五峰站后跨越柴埠溪大峡谷，柴埠溪特大桥为全线控制性工程之一。

3 站位方案

3. 1 宏观站位方案

首先结合经济据点分布、设站条件、地质条件、环境敏感因素、矿区分布等控制性因素，研究了郭家冲设站方案、桥沟设站方案和柴埠溪西侧设站方案 3 个宏观站位方案。宏观站位方案示意见图 1 。

图1 宏观站位方案示意图

3. 1. 1 方案说明

（ 1 ）郭家冲设站方案（方案 Ⅰ)。线路起自长阳隧道，于五峰县渔洋关镇郭家冲设五峰站，出站后上跨柴埠溪后至比较终点。线路长度 50.181 km，隧道长 38.492 km，桥梁长 6 .721 km，桥隧比 90 . 10%。

（2）桥沟设站方案（方案 Ⅱ)。线路起自长阳隧道，于五峰县渔洋关镇桥沟设五峰站，出站后上跨柴埠溪后至比较终点。线路长度 47.779 km，隧道长 40.090 km，桥梁长 3 .806 km，桥隧比 91 . 87%。

（3）柴埠溪西侧设站方案（方案Ⅲ)。线路起自长阳隧道，出洞上跨柴埠溪后，于柴埠溪西侧五峰县渔洋关镇穿心店村设五峰站，出站后向西南至比较终点。线路长49 .920 km，隧道长38 .292 km，桥梁长6 .689 km，桥隧比90 . 11%。

3. 1. 2 方案主要工程数量及投资对比

3 个方案主要工程数量及投资对比见表 1 。

表 1 3 个方案主要工程数量及投资对比

3. 1. 3 方案优缺点分析

3 个方案优缺点分析见表 2。

表 2 3 个方案优缺点分析

3. 1. 4 推荐意见

综上分析，桥沟设站方案地质条件最差，施工和运营风险最大，不予采用。柴埠溪西侧设站方案站位条件较好，地质条件最优，工程投资较省，对环境敏感区影响小，但不符合地方意见。郭家冲设站方案站位和地质条件均较好，符合地方意见，予以推荐。

3. 2 局部站位方案

宏观站位方案确定后，结合柴埠溪特大桥桥位、地质条件等因素，在郭家冲设站方案基础上，重点研究了郭家冲设站-柴埠溪上游桥位和郭家冲西移设站 -柴埠溪下游桥位方案共 2 个方案。局部站位方案示意见图 2。

图2 局部站位方案示意图

3. 2. 1 方案说明

（ 1 ）郭家冲设站-柴埠溪上游桥位方案。线路起自长阳隧道，于五峰县渔洋关镇郭家冲设五峰站，出站后采用主跨 680 m 斜拉桥上跨柴埠溪大峡谷后至比较终点。比较范围线路长度 15.154 km，桥梁长 4 .598 km，隧道长 11.593 km，桥隧比 76 .49%。

（2）郭家冲西移设站-柴埠溪下游桥位方案。线路起自长阳隧道，于五峰县渔洋关镇郭家冲设五峰站，出站后采用主跨 420 m 上承式拱桥上跨柴埠溪大峡谷后至比较终点。比较范围线路长度 14.653 km，桥梁长 2.184 km，隧道长 11.979 km，桥隧比 81 .75%。

3. 2. 2 方案主要工程数量及投资对比

2 个方案主要工程数量及投资对比见表 3。

表 3 2 个方案主要工程数量及投资对比

3. 2. 3 方案优缺点

（ 1 ）设站条件。郭家冲设站方案车站布置于半山腰地段，整体排水条件好；土石方工程以半填半挖为主，填挖平衡且工程量相对较小；站房朝南设置，面向城区方向，利于城市规划发展。该方案车站纵断面示意见图3。

图3 郭家冲设站方案车站纵断面示意图

郭家冲西移设站方案车站站位横穿洼地，整体排水条件差；站坪区域以填方为主，填高约为 20 m，填方工程量大；由于车站南侧临靠高山，高差约 100 m，考虑车站工程条件，站房朝北设置，远离城区，不利于城市规划发展。该方案车站纵断面示意见图 4。

图4 郭家冲西移设站方案车站纵断面示意图

（2）柴埠溪桥位。柴埠溪上游桥位方案采用主跨680 m 斜拉桥方案跨越柴埠溪大峡谷（见图 5）；柴埠溪下游桥位方案采用主跨 420 m 上承式拱桥跨越柴埠溪大峡谷（见图 6）。

图5 主跨680 m斜拉桥立面

图6 主跨420 m上承式拱桥立面

采用主跨 680 m 斜拉桥方案主桥大、小里程索塔位置地形均较缓，立墩条件好；采用主跨 420 m 上承式拱桥方案主桥大、小里程立墩条件差。

（3）工程地质条件。上游桥位方案跨越峡谷区，主墩位于山顶，峡谷两侧岩体较为稳定，无危岩落石风险，地质条件好。

下游桥位方案桥址区岸坡整体较稳定，但该方案宜昌岸线路上方坡体高度约 70 m，局部为陡崖，危岩落石风险高，工程处理难度大。

3. 2. 4 推荐意见

综上所述，郭家冲设站-柴埠溪上游桥位方案虽线路长度长，柴埠溪大桥主跨规模大，工程投资高，但该方案桥位条件好，安全风险低，予以推荐。

3. 3 站位方案优化

郭家冲设站方案站前进站端存在深挖方路基，最大挖方 37 .25 m，为减少进站端深挖方路基，对五峰站站位进行优化。研究了平面不动仅调整纵断面的抬高车站标高方案和车站站位微调、靠近千丈坑的近天坑方案。

千丈坑为五峰站进站端前喀斯特地貌特有的地貌景观，为天坑漏斗，坑顶和坑底最大高差 140 m，为地下暗河汇集处，溶水风险高。方案平面示意见图 7。

图7 方案平面示意图

3. 3. 1 方案说明

（ 1 ）远天坑方案。远天坑 3 个方案纵断面示意见图 8 。

图8 远天坑3个方案纵断面示意图

① 原标高方案。线路自比较起点引出向南，出长阳隧道后，向西南，距千丈坑 250 m，于五峰县郭家冲设五峰站至比较终点。比较段落新建线路长度 23.4 km，隧道长 16 km，桥梁长 3.99 km，桥隧比 85.4%，车站标高 562.389 m，深路堑最大挖方深度为 37 .25 m。

②抬高 2 .95 m 方案。该方案线路面及车站布置与原标高方案一致，车站标高为 565 .339 m，较原标高方案车站标高原位抬高 2 .95 m。该方案站内最大路堤填高约 23 m，与临近在建荆宜高铁宜昌北站工况基本相同，需采用桩板结构控制沉降。比较段落新建线路长度 23.4 km，隧道长 16 km，桥梁长 4 .02 km，桥隧比 85.56%，车站标高 565 .339 m，深路堑最大挖方深度为 34 .3 m。

③抬高 4 .95 m 方案。该方案线路平面及车站布置与原标高方案一致，车站标高为 567 .339 m，较原标高方案车站标高原位抬高 4 .95 m。该方案站内最大路堤填高约 25 m，较在建荆宜高铁宜昌北站更高，临近区域范围内高铁项目没有类似实施先例，需采用桩板结构控制沉降，路基工后沉降控制难度更大。比较段落新建线路长度 23.4 km，隧道长 16 km，桥梁长 4 .02 km，桥隧比 85.56%，车站标高 567 .339 m，深路堑最大挖方深度为 32 .3 m。

（2）近天坑方案。该方案距千丈坑 120 m，比较段落新建线路长度 23 .555 km，隧道长 16.33 km，桥梁长 3.65 km，桥隧比 84 . 83%。该方案五峰站以原标高方案张家包大桥为原点，顺时针旋转 2.64°，车站标高 560.691 m，深路堑最大挖方深度为 17.3 m，站内路堤最大填高 25 m。近天坑方案纵断面示意见图 9。

图9 近天坑方案纵断面示意图

3. 3. 2　远、近天坑方案主要工程数量及投资对比　

远、近天坑方案主要工程数量及投资对比见表4。

表4　远、近天坑方案主要工程数量及投资对比

远、近天坑方案土方工程量见表5。

表5　远、近天坑方案土方工程量

3. 3. 3　远、近天坑方案优缺点分析　

远、近天坑方案优缺点分析见表6。

表6　远、近天坑方案优缺点分析

3. 3. 4　推荐意见　

综上所述，原标高方案线路结合有利地形，陡坡挂线长度短，且线路远离岩溶槽谷，车站填挖较平衡，工程地质条件和五峰站条件好，线路最短，工程投资最省，予以推荐。

4 结论

（1）宜涪高铁线路出长阳隧道后，于五峰县渔阳关镇郭家冲设五峰站，出站后走行于柴埠溪上游，以斜拉桥形式跨越柴埠溪大峡谷。该方案五峰站站位和工程地质条件好，施工和运营风险小，工程投资省，可实施性强，予以推荐。

（2）复杂山区高速铁路线、站位方案的选择应遵循安全选线、地质选线、环保选线、规划选线、功能选线、经济选线原则，统筹考虑地质条件、环境敏感区域、经济据点、设站条件、相关工程情况、施工及运营风险等因素，多方位、多层次比选，最终确定合理的线、站位方案。

（3） 铁路通过岩溶区应绕避或以大交角通过岩溶发育地带、可溶岩与非可溶岩的接触带、岩溶水富集区及排泄带；在越岭地区，线路宜选择在地下分水岭附近；线路高程宜在垂直渗流带中，避免穿越水平径流带及深部缓流带，无法避免的隧道段落，宜采用“人”字坡通过。

（4） 在复杂山区高速铁路站位比选过程中，应充分考虑影响线路走向及站位选择的因素，采用由宏观至局部、最后针对性优化比选的方法。

本文转自《中国铁路》——宜昌—涪陵高铁五峰站站位方案研究，作者：张哲， 夏佩林；仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！