新建某铁路客运专线可行性研究送审稿.docx
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新建某铁路客运专线可行性研究送审稿
新建铁路北京至沈阳铁路客运专线可行性研究（送审稿）
第一篇总说明书
铁道第三勘察设计院集团有限公司
2009年4月 天津
新建铁路北京至沈阳铁路客运专线可行性研究（送审稿）：
一、概述
（一）研究依据
1．铁道部发展计划司计长便函［2008］61号《关于委托开展北京至沈阳客运专线、黄岛至连云港（赣榆）铁路前期工作的通知》。
2．铁道部发展计划司2009年1月14日组织召开的预可行性研究评审会的评审意见。
3．铁道部计划司铁计函[2009]392号《关于报送新建北京至沈阳铁路客运专线项目建议书的函》。
（二）研究范围及研究年度
1．研究范围
北京站至沈阳北站，含北京、沈阳枢纽配套工程及京沈与盘营客运专线联络线工程。
正线运营长度707.915km，建筑长度698.152km。
具体工程内容如下：
（1）客专正线
北京至沈阳北JSCK0+159～K400+371.32，运营长度707.915km，建筑长度698.152km，其中北京站JSCK0+159～JSCK1+300列入京唐城际铁路工程。
沈阳枢纽利用既有秦沈线4.911km，利用哈大客专改建秦沈线工程3.711km。
（2）北京枢纽相关工程
1）东北环增二线DBHK2+700～DBHK58+400，线路长度31.329km。
2）改京哈双线（通州站外）改JDK22+000～改JDK26+200，线路长度4.25km。
3）百子湾至亦庄下联络线BYLCK27+769～BYLCK20+498,线路长度11.332km（规划预留工程，投资未含）。
4）百子湾至亦庄上联络线BYLC右K27+769～BYLC右K20+498,线路长度11.338km（规划预留工程，投资未含）。
5）百东联络线改建改BDCK0+422～改BDCK3+900，线路长度3.47km。
6）东星上联DXL右CK4+600～DXL右CK35+900,线路长度6.693km。
7）东星下联DXLCK1+800～DXLCK35+900,线路长度6.33km。
8）改丰双左线改FSCK30+000～改FSCK31+650,线路长度1.64km。
9）改京哈左线改JHCK9+200～改JHCK11+000,线路长度1.81km。
10）星火京沈下联XSLCK35+900～XSLCK9+160,线路长度5.933km。
11）星火京沈上联XSL右CK35+900～XSL右CK11+450,线路长度9.02km。
12）百子湾至京沈下联BSLCK0+421.75～BSLCK11+450,线路长度6.244km（规划预留工程，投资未含）。
13）百子湾至京沈上联BSL右CK27+768.8～BSL右CK10+228.106,线路长度3.445km（规划预留工程，投资未含）。
14）动车入段线LCK0+000～DCCK2+900,线路长度2.9km。
15）动车出段线L右CK0+000～L右CK2+900,线路长度2.9km。
16）星火站工程，8台14线。
17）星火动车运用所工程。
（3）沈阳枢纽相关工程
1）京哈直通下行线LCK667+100～LCK691+592=哈大客专419+000，线路长24.654km。
2）京哈直通下行线YLCK667+100～YLCK691+620=哈大客专419+000，线路长24.682km。
3）京沈转秦沈联络线JSQSLCK2+419～JSQSLCK0+000，线路长2.149km。
4）秦沈转京沈联络线QSJSLCK1+948～QSJSLCK0+000，线路长1.948km。
5）秦沈线改线改QSK8+000～改QSK2+129.93线路长度5.350km（双线）。
6）沈山北道下行线改建改SBK9+400～改SBK5+500线路长度3.9km。
7）沈山北道上行线改建GSB上K10+100～GSB上K2+129.93线路长度7.468km。
8）秦沈新沈北下联络线QSHDLCK401+600～QSHDLCK682+500线路长度19.957km。
9）秦沈新沈北上联络线QSHDYLCK401+600～QSHDYLCK682+500，线路长度20.008km。
10）客车西南环下行线KHCK667+315.4~KHCK371+300线路长度37.616km。
11）客车西南环上行线KHYCK667+315.4~KHYCK371+300线路长度36.146km。
12）秦沈客环下行联络线QSKHCK402+000～QSKHCK406+429线路长度4.429km。
13）秦沈客环上行联络线QSKHYCK402+000～QSKHYCK405+699线路长度3.699km。
14）新沈阳北站工程，5台9线。
15）文官屯动车运用所补强工程。
（4）京沈与盘营客运专线联络线，自朝阳北站至赵荒地线路所，线路全长131.491km。
2．研究年度
近期2020年；远期2030年。
（三）预可行性研究（项目建议书）审批意见的主要内容及执行情况
1．预可行性研究（项目建议书）审批意见的主要内容
……
二、研究范围、研究年度及预测运量
1.研究范围：
北京站至沈阳北站，含北京、沈阳枢纽配套工程。
2.研究年度：
近期2020年，远期2030年。
3.预测运量：
北京至承德段近期最大区段客流密度4000万人/年，远期5300万人/年；承德至沈阳段近期最大区段客流密度3200万人/年，远期4300万人/年。
三、主要技术标准
1．铁路等级：
客运专线；
2．正线数目：
双线；
3．最大坡度：
20‰；
4．旅客列车速度目标值：
350公里/小时；
5．最小曲线半径：
7000米；
6．线间距：
5.0米；
7．牵引种类：
电力；
8.到发线有效长：
650米；
9．列车运行控制方式：
自动控制；
10．调度指挥方式：
综合调度集中。
2．执行情况
按项目建议书执行。
（四）线路概况
1．线路地理位置和径路
京沈客运专线地处华北地区北部和东北地区西部。
线路从首都北京引出，向东北方延伸依次经由河北省的承德市、辽宁省的朝阳市和阜新市，到达辽宁省省会沈阳市，线路全长707.915km，该项目位于华北和东北两大经济区之间，是沟通东北、华北、华东、中南等地区的重要通道，亦是连结华北、华东、中南与东北经济区的纽带，其地理位置十分重要。
2．自然特征
（1）地形地貌
线路起点北京市位于华北平原北部边缘，沿线地形平坦开阔，村镇密布，地表多为耕地，土地利用较高。
线路向东北在密云、平谷附近进入燕山山脉,地形渐趋陡峻，由平原边缘的剥蚀丘陵逐渐过渡到低～中山区，燕山山脉区山岭陡峭，沟谷深切，地形极为复杂，山岭陡坡多基岩裸露，丘陵缓坡及沟谷处或辟为耕地，或被乔木、低矮灌木林及草本植物所覆盖。
线路于辽宁建平、凌源一线进入鲁努儿虎山脉，以低～中山为主，地形稍有平缓，山体及沟谷中多为植被覆盖，局部山间河谷中多辟为耕地。
线路在朝阳附近进入辽西北低山及剥蚀丘陵区，这里地形地势进一步趋于平缓，地表多被人工林地覆盖，剥蚀丘陵缓坡及河谷阶地处多为耕地。
线路在新民彰武一线出辽西北丘陵区，跨柳河进入辽河平原，辽河平原地形平坦开阔，城市村镇密布，地表多为耕地。
（2）工程地质
1）工程地质特征概述
①冲洪积平原区
主要分布在北京至密云及新民至沈阳间，地形平坦开阔，主要岩性为黏性土、粉土、砂类土、碎石类土等，浅部透镜体状局部分布有软土及松软土,地震高烈度区存在地震可液化层。
该段工程地质条件一般，桥梁基础应采用桩基，路基支挡工程宜采用桩基础，软土及松软土分布地段路堤基底欠稳固，地基需采取加固处理措施。
②低中山、低山、丘陵区
自密云至新民线路走行于燕山山脉、鲁努儿虎山脉及辽西丘陵区，该区地形起伏变化较大，丘陵及丘前缓坡覆盖层较薄，一般为0~5.0m，地下水以基岩裂隙水为主，一般埋深5～20.0m；丘间洼地及谷地覆盖层较厚，一般5.0~30.0m，地下水为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，一般埋深大于5m。
下伏基岩主要岩性为砂岩、页岩、灰岩、白云岩、泥灰岩、板岩、石英岩、混合岩、安山岩、凝灰岩、流纹岩、片麻岩、片岩、石英岩等，各期侵入的花岗岩、闪长岩、正长岩等。
桥梁基础部分宜采用桩基，部分宜采用明挖基础。
由于地下水埋深较浅，部分路堑挖方段存在地下水的作用和影响，部分地段岩层走向与线路走向基本平行，需考虑顺层边坡的不稳定问题，路堑边坡需防护。
路基支挡工程一般宜采用明挖基础，路堤工程除了丘间洼地外基底稳固。
2）不良地质
①人为坑洞
京沈线沿线矿产资源丰富，开采各种矿藏形成了众多矿坑及采空区，在选线中已经基本进行了避绕，但以下矿区采空区离线路较近：
I．他拉皋煤矿
他拉皋煤矿位于朝阳市龙城区他拉皋镇薛家台子村东南，（井口坐标：
543069，4615257；矿区拐点坐标：
543066，46152121,4615129.7,40543263.8；2,4614629.8,40543273.8；3,4614479.8,40542711.7；4,4614480.1,40542470.2；5,4614667.7,40542530.1）位于线路CK417+000～CK419+600右侧400~800米，该煤矿于上世纪90年代末开始开采，为他拉皋一带较大的煤矿，斜井开采，所采煤层为石炭系煤层，煤层厚度3～5m，产状陡倾，倾向东南，倾角70°左右。
目前该矿有斜井2口，斜井按照矿脉产状布置，斜井开采深度在100～400m范围，最深开采深度已经达到450m，一般分7层开采，其中2、4层为主要开采层，其它煤层局部开采，且均开采20～30m，留10m左右的安全矿柱。
由于采空区塌陷，矿区东南侧山体距线路约700m处出现大面积坍陷开裂现象，山体地表裂缝宽度可达2~3m。
调查显示目前该矿未见越界开采现象。
经计算安全影响边界距离线位最小距离260m左右，线路可以在矿区北西侧安全通过。
II．北票熙田煤矿
煤矿位于线路CK421+000～CK425+000左侧，该矿为李家窝铺一带最大的煤矿，斜井开采。
该煤矿开采年代久远，在日伪时期就已开采，且日伪时期开采煤矿资料记录早已遗失，无从考证当时的开采情况。
目前该矿有斜井8个，斜井按照煤层产状布置，斜井开采深度在100～500m范围，但目前一般开采深度在400m左右，斜井一般分8层开采，开采25m，留10m矿柱。
现采空区塌陷造成地面及房屋出现大面积裂缝。
现该煤矿已经于2008年停产。
线路在其南东侧安全边界以外可以通过。
Ⅲ．阜新新邱地区露天煤矿
沿既有线方案在阜新市区及新邱区段，存在两大露天煤矿。
CⅡK522+000~CⅡK526+000右侧为海州露天煤矿，离线位最近距离为784m；CⅡK534+000~CⅡK541+000右侧为新邱区露天煤矿开采群，离线位最近处245m。
海州露天煤矿位于阜新市太平区境内，细河南岸。
始采于1953年7月，2005年6月，由于煤炭资源枯竭，正式宣布闭坑破产。
现在仅有零星开采。
露天矿东西长约4km，南北长约2km，面积达8km2，最大垂直深度为320m；矿坑坡度约38°。
海州露天煤矿地处阜新含煤盆地的中部，井田地层自下而上为中生界侏罗系上统沙海组、阜新组，白垩系下统白家湾组及新生界第四系。
区内主要含煤地层为中生界侏罗系上统阜新组，组内含五个含煤层，上段是水泉层群和孙家湾层群，中段是中间层群，下段是太平层群，其中太平群煤层最厚。
井田构造受新华夏构造体系控制，在主应力作用下岩层发生弯曲，形成了孙家湾背向斜，产生了一系列与煤层斜交的正断层，井田内有与煤层斜交的正断层11条，经工程地质、水文地质勘察和生产实践证明：
煤层底板以下的薄煤层、泥质页岩、炭质页岩和风化的砂质页岩都是露天矿坑产生滑坡的软弱层。
新邱露天煤矿群位于新邱区中部至宅西间，距沿既有线方案最近处245m。
新丘矿区于1928年开始勘探开采，至今已有80年历史。
矿区煤系地层为中生界侏罗系上统阜新组含煤地层。
自上而下有第四系冲积层，主要有黄土、砂土黏土及砂、砾组成。
厚度一般为6m，下面为阜新组、沙海组。
新邱主体背斜主要为新邱矿区的主要构造，贯穿全矿区。
井田内有宽缓的起伏，总体上为一单斜的构造，本井田地质构造简单，无大断层，无冲刷，无火成岩侵入。
露天矿东西长约4.2km，南北长约7.1km，面积约30km2，垂直深度为150～200m；矿坑坡度约38°。
矿区存在引起滑坡的软弱层面，沿既有线方案线路距矿坑最近距离仅245m，存在滑移隐患。
②岩溶
岩溶主要分布在沿线寒武系、奥陶系及石炭系地层中的石灰岩、角砾状灰岩、白云岩及泥灰岩中，由于地下水埋藏深度较深，岩溶发育不强烈，具有溶蚀现象。
但因受到地质构造如断裂的影响，部分区域存在溶洞，一般未全填充，多充填黏性土及碎石土。
③滑坡、错落
拟建铁路沿线的低、中山及丘陵区的沟谷及坡角存在基岩或松散堆积边坡失稳产生滑移而成滑坡，滑坡体总体上处于不稳定状态，为了保证铁路施工及运营的安全，线路选线时应尽量绕避，无法绕避时应对滑坡体采取相应的治理措施。
坡体轴线附近，根据工程的重要性，应对边坡采取削坡、排水、护坡等综合治理措施。
其它部位的岸坡应设置护坡工程、削方、与排水防止渗漏等办法，消除滑坡对工程的危害。
④顺层
沿线路堑挖方段施工后，将形成多处岩质路堑边坡，当岩层层理发育，岩层面倾向与坡面倾向一致（或近于一致）时，路堑边坡存在顺层滑移破坏的可能。
沿线的低、中山及丘陵区多出露各时代层状岩层，这些岩层层理发育，地表多强风化～弱风化，存在顺层滑移破坏的可能。
应加强对顺层边坡的防护加固措施，施工中应加强监测，对潜在顺层滑移地段及时发现，及时处理。
⑤崩塌、落石
沿线的低、中山及丘陵区，局部有崩塌、落石等不良地质现象。
厚层岩体被构造节理切割成块径大小不一的岩块，失稳后沿节理崩落而产生崩塌、落石。
此外，在软硬相间岩层分布地带，硬岩层常因软岩风化脱落后使上部硬岩悬空拉裂形成基岩崩塌或危岩、落石。
另外，由于河流侧蚀，常引起河流塌岸灾害。
上述危岩及崩落的岩块多滚落于沟谷底部，少量残留在斜坡表面，对铁路形成危害，应清除地表危石，加强路堑边坡防护。
⑥地震液化
拟建铁路所经平原、开阔沟谷、河流阶地等表层25m范围内广泛分布全新统砂土、粉土，局部为松散、饱和状，在陆地区地下水位埋藏较浅。
因拟建铁路所经区域地震动峰值加速度多为0.2g～0.10g，砂土及粉土有地震液化问题。
在地震影响下部分地段砂土、粉土可能产生液化。
各类建筑物在设计施工时应进行相应的处理。
⑦有害气体
线路沿线多段落经过煤系地层，在煤系地层中含有一定量的瓦斯等有害气体，在隧道开挖时，这些有害气体可能通过岩体中的裂隙及空隙向隧道中排泄，当其中的可燃性气体聚集到一定浓度，遇明火会产生爆炸。
因此，经过煤系地层的隧道在开挖过程中要加强通风和监测，穿越煤层时还要注意开挖面的湿度，防止瓦斯和煤尘爆炸及有害气体对人身健康和安全的危害。
⑧放射性异常
沿线隧道所穿越地层有太古界（Ar）中深变质的片麻岩、麻粒岩、浅粒岩等，其地质年龄距今已有25亿年之久，遭受多期构造运动、岩浆活动及热液侵入交待等变质过程，多数矿物均经过多期变质，地球深部岩浆的侵入又为放射性物质的积聚提供了物质来源。
各期侵入的岩浆岩中也可能有大量放射性物质的积聚，因此，洞身围岩中极有可能含有放射性物质。
如果施工人员长期在放射性超标的环境中进行施工作业，会引起人体生理机能的破坏，对施工人员的身体健康产生极大危害，施工中应加强隧道深埋地段的放射性检测，根据检测测结果，制定相应的应对措施。
（3）特殊岩土
1）松软土及软土地基
松软土及软土地基段落主要分布通州~密云及新民~沈阳间的冲洪积平原及沿线沟谷低洼处表层，大部以透镜体方式存在。
分布于路基地段的松软土及软土会加大路堤的变形和沉降量，应根据其厚度、埋深进行稳定及沉降检算，并结合地层物理力学特征采用排水固结法或复合地基法进行加固处理。
2）填土
城区、村庄附近地表分布有填土，主要类型有填筑土、素填土及杂填土，各矿区附近弃有大量尾矿碴。
设计时应针对不同填土类型采取相应的处理措施，如清除、挖除换填、分层夯实、采用挤密桩等。
3）季节性冻土
按对铁路工程影响的气候分区本区大部分位于寒冷地区内。
部分路段存在较厚的季节冻土层，铁路地基经受年复一年的周期性冻融循环作用，在冻结期间，若水分补给条件充足，就会引起冻胀的发生；在融化期，由于上部土体已经开始融化，而下部仍处于冻结状态，这样未融化的土层起到隔水层的作用，在上部动荷载反复作用下和土体自重作用下，就会形成翻浆冒泥等铁路病害。
4）膨胀土（岩）
沿线零星分布侏罗系凝灰岩及石炭系本溪组铝土质泥岩，其全风化层多具弱～中等膨胀性；沿线零星分布的第四系全新世以前各时代的黏土多具弱膨胀性。
膨胀性岩土具有超固结性、湿胀干缩性及多裂隙性等特殊性质，对路堑边坡及建筑物基底的稳定都极为不利。
对于作为建筑物基底的膨胀岩土，应采取土质改良或换填等措施；对于路堑边坡上的膨胀岩土应放缓边坡并采用适宜的支挡结构进行加固，抑制膨胀土的卸荷膨胀及风化剥落；此外还应加强排水以防止表水下渗浸润岩土体，严格封闭建筑物基底以防止基底地层蒸发失水引起膨胀岩土干裂收缩。
4）湿陷性黄土
沿线各山间盆地及缓坡冲沟两壁上广泛分布第四系上更新统新黄土，一般呈黄褐色，坚硬～硬塑，垂直节理发育，具大孔隙，含少量姜石及细角砾，局部夹细角砾土薄层。
根据试验结果新黄土多具湿陷性，湿陷系数δs=0.015～0.030之间。
经对其湿陷性场地进行评价，该区域的新黄土多为I级（轻微）非自重湿陷性黄土场地。
湿陷性黄土分布地段的地基应加强地表排水，采取拦截、排除地表水的措施，防止地表水下渗，对路基的基底应进行夯实处理，堑坡地段应适当防护，隧道桥梁应结合检算结果，采取适当处理措施，以消除黄土湿陷性对各类工程的影响。
（4）水文地质
沿线地下水类型主要有孔隙潜水及基岩裂隙水、裂隙岩溶水三种类型。
孔隙潜水主要赋存于河谷阶地、山间盆地、冲沟及冲积平原中，局部地段孔隙水具承压性，冲洪积、冲积的砂类土及碎石类土为其主要的含水层。
基岩裂隙水主要赋存于各类基岩的风化带及构造裂隙中，在盆地区多以蒸发排泄为主；在山区除以蒸发排泄外，还以地下径流方式排泄到盆地区或以泉的形式出露于地表。
裂隙岩溶水主要赋存于可溶岩地层中，多数水量不大，大气降水多沿裂隙下渗，为裂隙岩溶水的主要补给源，地下水位随季节变化显著，局部地段具承压性。
除上述类型外，雨季或冰雪融化时，在土、石界面以上，常存在暂时性上层滞水，软化了界面附近土层，直接影响堑坡稳定。
（5）根据中华人民共和国国家标准《中国地震动参数区划图》，（GB50011—2001）综合分析确定沿线地震动峰值加速度段落划分见表1-1：
表1-1 沿线地震动峰值加速度段落划分
方案
里程
地震动峰值加速度
地震基本烈度
贯通（密云）方案
CK0～CK82
0.20g
Ⅷ
CK82～CK115
0.15g
Ⅶ
CK115～CK163+500
0.10g
Ⅶ
CK163+500～CK405
0.05g
Ⅵ
CK405～CK445
0.10g
Ⅶ
CK445～CK638
0.05g
Ⅵ
CK638～终点
0.10g
Ⅶ
比较（平谷）方案
CIK0～CIK88
0.20g
Ⅷ
CIK88～CIK107
0.15g
Ⅶ
CIK107～CIK147
0.10g
Ⅶ
CIK147～方案终点
0.05g
Ⅵ
经机场南方案
全方案
0.2g
Ⅷ
（6）气象特征
线路主体大部走行于燕山辽东半岛暖温带亚湿润季风性大陆气候区，冀北及辽西境内处于燕山辽东山东半岛暖温带亚湿润季风性大陆气候区与松辽中温带亚湿润季风气候区、松辽上游中温带亚干旱季风气候区的过度地带。
线路两端北京、沈阳所处的平原区与燕山山脉、辽西山地区的微气候差异较大，主要特点是四季分明：
春季干旱，气温回升快，昼夜温差大，干旱多风沙；夏季炎热多雨，酷暑炎热，降水集中，形成雨热同季；秋季天高气爽，冷暖适宜，光照充足；冬季寒冷干燥漫长，日照时间长。
按对铁路工程影响的气候分区，北京市范围平原区属于温暖地区，北京市范围山区、河北承德及辽宁省范围属于寒冷地区。
沿线各气象台站主要气象要素见表1-2：
表1-2沿线气象台（站）主要气象要素
城市
项目
北京市
（95～04年）
通州
（99～08年）
平谷
（99～08年）
兴隆
（98～07年）
滦平县
（98～07年）
承德县
（98～07年）
承德市
平泉
（99～08年）
历年极端最高气温（℃）
41.9
41.9
41.3
36.7
38.0
41.3
43.3
42.1
历年极端最低气温（℃）
-17.0
-15.6
-19
-27.0
-25.9
-21.6
-24.2
-28.4
历年年平均气温（℃）
13.1
13.5
12.1
8.3
8.1
10.3
9.1
7.9
历年最冷月平均气温（℃）
-2.9
-2.2
-8.4
-8.5
-9.8
-7.6
-9.1
-9.9
历年平均相对湿度（%）
55.6
51.9
57.8
62.4
59
57.2
55.0
59.2
历年平均降水量（mm）
471.2
425.4
538.4
629.7
508.7
483.4
512.0
469.2
历年平均蒸发量（mm）
1679.5
2253.6
1478.4
1481.1
1538.4
1564.1
1534.9
1604.1
历年平均风速（m/s）
2.5
2.8
1.74
1.5
1.7
0.8
1.1
1.6
历年最大风速（m/s）及风向
13.9
NW
15.1
NW
19.5WNW
13
W
13.7
SW
13.3
NNE
21.3
WNW
16
NNE
土壤最大冻结深度（m）
0.8
0．48
0.53
0.9
1.26
1.26
1.26
1.39
历年大风日数
11.5
17.7
5.3
1.4
16.4
2.0
7.8
5.9
累年雷暴日数
27.3
25.4
32.2
36.8
38.8
33.8
44.3
39.2
累年雾日数
16.3
11.7
11.1
12．9
16.5
13.2
40.0
74.6
历年最大积雪深度（cm）
17
12
-
26
26
23
20.0
18
续表1-2沿线气象台（站）主要气象要素
城市
项目
凌源
（91～00年）
建平
（96～05
年）
喀左
（99～08年）
朝阳县
（96～05
年）
北票
（99～08年）
阜新
95～04
年）
沈阳
（95～04
年）
历年极端最高气温（℃）
43．3
42.3
42．0
43.3
42．3
40.9
36.1
历年极端最低气温（℃）
-25．2
-25.5
-26．0
-28
-24．4
-30.9
-33.1
历年年平均气温（℃）
8.72
10.0
9.34
10
9.23
8.5
8.9
历年最冷月平均气温（℃）
-9.6
-10.2
-9.1
-8.5
-9.4
-11.1
-11.3
历年平均相对湿度（%）
52.9
51.4
54.5
49
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