勘测设计特点与措施

第二节　勘测设计特点与措施

一、勘测设计特点

（一）南昆铁路是具有20世纪90年代先进技术水平的山区铁路

南昆铁路在地势上跨越了不同高度的两个阶梯，即从海拔78米的南宁盆地经盆地与高原斜坡地带的黔桂山地，上升到海拔1000～2200米的云贵高原；其间有8次大的起伏，全线最高点白土山隧道海拔2 088米；因高原台地上升，沟谷深切，河流侵蚀严重，是一条典型的艰险山区铁路。

南昆铁路经过广西山字型、云南山字型、南岭巨型复杂纬向构造带和新华夏系川滇经向构造带，地层褶曲、断裂发育，主干断裂挤压力强、规模大，岩体破碎，水文地质条件复杂，沿线地质灾害种类繁多，覆盖面大，包括岩溶及地面塌陷、膨胀岩、膨胀土、泥石流、滑坡、崩坍、岩堆、错落、软土、危岩落石、隧道水害、高瓦斯煤系地层、高烈度地震等，构成了极其复杂的工程地质条件。

在险峻地形、复杂地质条件下，工程必然艰巨浩大，加上建成具有20世纪90年代水平的目标，决定了勘测设计的高难度。如：全线有四座特殊结构的大桥（以下简称“四桥”），包括我国首座铁路平弯桥，还要用专用移动支架建造预应力混凝土56米箱型梁；全线有当时我国最长的单线铁路隧道，又有极其危险的高瓦斯隧道，有的隧道还要通过岩溶、软岩、膨胀岩、高烈度地震区和浅埋滑坡地段等；全线路基地段共长632.208公里，占线路总长度的70.3%。由于地形陡峭，地质灾害繁多，路基工程处理的地段长，难度大，因此开展了滑坡处理、高边坡支护、特殊岩土处理等多项结合工程的科研试验，勘测设计中研究和应用了一批创新结构及新型支挡技术。

（二）测绘勘探中新设备与新技术的应用

在测绘技术方面，由于广泛应用新的技术，实现了平面、高程测量的自动化、程序化。

1．引进了DI10、全站仪、GPS定位系统等先进测绘仪器应用于线路测量及长隧、高桥等重点工程的精密测量，加快了进度，缩短了流程，提高了质量，为后来外业测量广泛应用新一代的先进仪器打下了基础。

2．广泛推广应用航测技术，采用区域网布设外控点，减少原来航线网布点的控测工作量；利用卫星图片，判读地质、地貌、地物；应用电子计算机进行电算加密，绘制1/1 000地形图，满足枢纽设计的需要，为大面积的选线及工点设计提供高质量、宽幅度的地形图。

3．对地形险峻的重点工程，采用地面立体摄影测量技术。如对清水河大桥，快速、经济、安全收集了设计资料，解决了陡峻山区大比例尺工点地形测绘的困难。

4．外业测量计算工作，广泛使用微机，提高计算的精度和测量速度，为后来的勘测设计一体化打下了基础。

5．在地质勘察方面，广泛应用了遥感技术、地质综合勘探技术、地质灾害勘探测试新技术、前方不良地质物探预报技术等先进技术。以多种勘探手段的相互印证为手段，努力提高了地质勘探资料的准确性，取得了《提高物探探测地下洞穴的应用效果》等多项较突出的成果。

（三）设计思想的创新

南昆铁路创水平的目标定位，促使勘测设计人员在总结建国以来山区铁路建设经验的基础上，随着时代的进步，科学的发展，产生了设计思想的创新。

1．主要技术标准

技术标准是根据国家财力、整体科学水平等综合因素，结合沿线的地形、地貌、地质条件选定的。山区铁路过去普遍采用陡坡、小半径、小运能的技术标准。南昆铁路根据铁道部进行大能力方案研究的要求，更新思路，选用了坡缓、大半径、大能力的技术标准。

2．运输组织设计

在“大能力”的设计思想指导下，针对南昆铁路设计客运量相对较小、货运量相对较大，以及山区铁路增建第二线比较困难的特点，设计在保证近、远期旅客列车对数要求的前提下，按“提高货物列车牵引重量、适当增加行车密度（单线42～48对）”的原则，预留了远期开行旅客列车6～8对，货物列车牵引重量4 800吨，年输送能力不小于3 000万吨的单线大能力运输条件。开创了在西南山区铁路设计中，实现单线大能力运输的先例。

3．线路选线

艰险山区的地形地质条件和大能力的要求，决定了南昆铁路的选线难度。但高质量、宽幅度的航测地形图为实现大面积的选线创造了条件。在大方案确定后，又从面到线，反复比选，不断优化，绕避了大量岩溶、膨胀岩、膨胀土、高烈度地震、煤系地层等地质病害区，即使在线路无法绕避而必须穿越的地质病害地段，也使病害的治理减少到最低程度。选线时既考虑了照顾沿线城镇的发展，又结合了沿线资源的开发与利用。

选线设计突破了山区选线的习惯思维，采用了高墩、大跨、新结构桥梁跨越河谷，长隧穿越高山；突破沿河选线的常规，充分利用高原台地；突破了半径小、坡度陡、能力小的模式，采用大半径、缓坡度、大能力，实现了铁路选线技术的创新。

4．工程设计

路基工程设计，以确保路基的稳定为前提，积极开展科研、试验，提出了“信息施工”、“分层稳定和坡脚预加固”等路基设计新概念，开发了以《破碎软弱岩质路堑高边坡防护支挡技术》为代表的多项新技术，取得了山区铁路路基加固防护工程设计的系列成果。突破现行《规范》中支挡结构的高度限制，采用锚拉式桩板墙和新型拉筋材料等新结构、新材料，修建了高24米的桩板墙与高11米的加筋挡土墙。

桥梁工程设计以突破高墩、大跨及采用预应力混凝土梁部结构新技术为切入点，大力开展科研，为南昆铁路选线设计提供了重要技术支撑。取得了以“四桥”为代表的多项新技术成果，确保了“线路短、工程小、结构新、维修少”目标的实现。设计了我国首座铁路平弯桥——板其2号大桥，我国当时最高的铁路桥——清水河大桥，我国第一座高墩V形支撑铁路桥——八渡南盘江大桥，我国当时第一座双薄壁横联高墩铁路桥——喜旧溪大桥，我国首次用专用移动支架建造56米中等跨度预应力混凝土箱形简支梁桥等。标志着南昆铁路桥梁设计水平整体上步入国际先进行列，为山区铁路选线提供了自由度。

对铁路长隧道快速施工配套技术和隧道施工防灾技术的试验研究，在南昆铁路隧道工程设计中，采用了一批创新技术成果，对我国铁路建设事业发展具有特殊意义。如：家竹箐隧道穿越深埋的煤系地层，瓦斯压力（最大1.58兆帕）、吨煤瓦斯含量（最大19.7立方米）均为国内铁路隧道之冠，集高瓦斯、大变形、大涌水于一身，对其综合治理取得成功；在Ⅸ度地震区，设计了浅埋、大跨（双线）、新结构的隧道，采用“中壁分隔法”施工新技术和钢纤混凝土等抗震材料，开拓了在高烈度地震区广阔应用的前景。

5．站场与运营设备

站场与运营设备设计贯彻了以现代化管理为基础，提高运能为中心，确保安全为前提的原则，在设计中大量采用了先进设备，实现了车站作业现代化，大型车站自动化，驼峰自动化，信息处理、作业管理计算机化。以枢纽自动化为中心，进行了机务、车辆主要设备和安全运营设备配套设计，适应了实行长交路（最长520公里）、轮乘制、集中修的需要。

全线通信、信号设计，应用了自行研发的小综合通信光缆、SDH155+PDH三次群技术和光纤数字同步传输系统，以及区段信号设备监督、监测系统，信号微机联锁、机车遥控操作、溜放自控等新设备、新技术，实现了调度及信号显示的自动控制。

站房设计，在设计竞赛的基础上，结合沿线特点，实现了客运站房一站一景；通过试验，探索了地震区的房屋结构；对主要生产房屋配置了必要的暖通及卫生设备。同时加强了给排水与环境保护设计，实现站站有自来水供应，污水均能作处理。环境保护工程与主体工程实现了同步设计、同步施工、同时交付使用，对特殊敏感点，进行了专题科研，在建设中得以实施。

铁路电气化设计在高起点上起步，采用自行研制的牵引变电所微机保护及监控综合自动化装置、站场接触网开关微机集中监控装置等先进设备，实现了“高可靠、少维修、上台阶”的要求。按远期运量及缓开站全部开放后的运输要求，配设了远期缓开站全部开放后仍能实现上、下行牵引3 900吨的牵引供电能力。

（四）强化现场设计和配合施工

在南昆铁路勘测设计和工程建设期间，铁二院各级领导、专家、设计负责人不断地深入现场，开展现场办公，不断优化设计和解决施工中的技术难题。

铁二院在兴义设立现场指挥部，在全线设17个综合性配合施工组（含站后），铁一院、隧道局设计院也各设置现场机构配合施工。他们常驻施工现场及时进行补充勘探，开展现场设计，办理变更设计，保证了工程的顺利建设。

铁二院三桥工程建设指挥部和铁一院南盘江大桥工程建设指挥部，都始终坚持在工地，积极开展科研攻关，组织现场设计和施工，使“四桥”圆满建成。

二、设计工作措施

（一）完成的勘测设计工作量

全线正线总长度为899.68公里，设计先后做了8个线路走向方案，总长约1.1×10⁴公里，为正线总长度的12倍。完成初测及初步设计为2967公里及3085公里，分别为正线总长度的3.3及3.4倍。完成地质钻探约1.783×10⁵米（含配合施工补充钻探4.98×10⁴米），为一般4.5级困难地形的3～4倍。自20世纪70年代中期重新开展勘测设计工作以来，全线共投入直接生产工日172万个，含前期勘测设计89万个，后期勘测设计及配合施工93万个。

各专业完成施工图设计的主要工作量为：线路正线长899.68公里（含：正线铺轨888.40公里、站线铺轨337.03公里）；路基工程地段总长632.21公里，为正线长的70.3%（含：复杂路基工点1200余处）；桥梁466座，72.08公里（含4座招标桥），涵洞2623座、62445横长米；隧道262座，195.39公里（含：明洞9座、三线隧道1座155米、双线隧道3座840米）；车站95个（其中：客运站2个，编组站2个，区段站2个，中间站89个）；牵引变电所18个，接触网架设1 303.53条千米；给水站64个；通信站14个；信号站66个；电力线路1 804.97条千米；各类生产生活房屋1 483幢、787 578平方米。

此外，对机车、车辆设施也完成了相应的设计。

（二）主要工作措施

1．确保定测任务完成

1991年6月10日，铁二院的党、政、工、团联合发出了“大干200天，为全面完成年度计划，确保南昆线施工”的紧急号召，9月中旬又提出“集中力量、加强领导、统一指挥，确保勘测资料一次验收合格，力争1992年元月全线定测拉通”的奋斗目标。广大职工积极参加南昆线定测的攻坚战，力克多种困难，提前完成全线定测任务。

2．加快现场设计进度

为加快百威段施工图设计和做好施工配合工作，1994年4月，在贵州省兴义市成立了铁二院南昆指，先后抽调近500多人进行补充勘探、现场设计及配合施工，确保了施工需要，并在配合施工中不断完善、优化设计。

3．加强现场技术领导

为突破八渡滑坡治理等重难点工程，及时解决设计施工中的技术难题，院、处技术领导常驻现场靠前指挥，及时解决科研项目、补充勘探、变更设计等技术问题，保证建设的顺利推进。

4．成立科学技术进步领导小组

为加强所承担的南昆线科研、试验项目的领导，成立了院南昆线科技进步领导小组，组织领导和及时解决各项目在科研、试验及设计、施工中遇到的问题，保证人力、物力、财力等各方面的需要。

5．确保设计施工总承包大桥的建成

铁二院、铁一院分别在贵州兴义成立了铁二院南昆铁路建桥指挥部，在广西旧州成立了铁一院建桥指挥部，加强对科研试验项目攻关的领导，组织现场设计和指挥施工。

6．消除路基岩溶隐患

铁二院对全线所经总长387.6公里的碳酸盐岩层地段进行了补充勘探；对可能发生塌陷的197.44公里于1996年末至1997年初进行了复查；对可能产生塌陷的62段总长19 973米路基进行了岩溶处理，消除了运营安全的隐患。其间，投入钻机135台、注浆机69台、水泵60台等设备及相关技术人员。

7．开展立功创模活动

在勘测设计和建设过程中，铁二院有1人被评为铁道部劳动模范，11人、2个单位分别被铁道部评为先进个人和先进集体，7人、2个单位分别被全国铁路总工会授予火车头奖章和奖杯，68人荣获部南昆指立功奖章。隧道局设计院、铁一院也有多人荣获部南昆指立功奖章。在南昆铁路建设中，取得了既出人才，又出成果的双丰收。