对内蒙古草原地区铁路设计的思考

(北京交通大学，北京 100044)
摘 要：文章总结了在内蒙古草原地区设计铁路的经验与 体会，指出：对于在草原地区即将开展的铁路新项目的设计是很有意义的，对于铁路穿越的 草原地区，设计时应准确分析该地区地形及地质特点，结合以往设计的成功经验，有针对性 地采取处理措施，才能保证铁路的稳定及运营安全。
关键词：草原地区；铁路设计；内蒙古
中图分类号：U212.3(226)  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2009)17—0099—02 

目前，随着国家应对国际经济危机采取的4万亿拉动内需战略的实施，铁路迎来了新一轮建 设高潮，内蒙古作为国家重要的能源基地，新建铁路的规模不断加大，大部分新建铁路项目 主要集中在锡林郭勒盟及鄂尔多斯等煤炭资源富集的草原地区，因此，总结在内蒙古草原地 区设计铁路时的经验与体会，对于在草原地区即将开展的新的铁路项目设计是很有意义的。 
1 内蒙古草原地区特点

内蒙古草原地区大部分为平原及低山丘陵地区，气候属中温带亚干旱大陆季风气候区，属于 干旱半荒漠地区。气候干燥，降雨量小，温差较大。主要特点是：春旱、夏凉、秋雹、冬冷 ，四季分明。土壤冻结时间为10月至次年5月。降水分布不均，5~9月为雨季，10月至次年5 月多降雪；草原地区主要包括草甸草原、典型草原、半荒漠草原、沙地草原及沙漠。锡林浩 特至桑根达来铁路(以下简称锡桑线)位于内蒙古自治区锡林郭勒盟境内，起自锡林浩特市， 穿越锡盟的锡林浩特市、阿巴嘎旗和正蓝旗，终至集通线桑根达来站，正线全长153.429km 。

该线经过地区位于内蒙古高原大兴安岭西延的低山丘陵区和浑善达克沙漠区，绝对高程1 00 0～1 400m,相对高程50～100m,部分地段起伏很大。本线跨越了锡林郭勒河和灰腾河。 锡林浩特至灰腾河为低山丘陵区，地形起伏较大；灰腾河至桑根达来为沙漠区，地形开阔， 呈波状起伏，以固定沙地、固定及半固定沙丘为主。沿线气候夏季酷热，冬季严寒，自然条 件较为恶劣。
2 草原地区铁路设计过程中常遇到的问题

①草原地区虽然地形平缓，但地质条件较为复杂，线路经常穿越泥泞、沼泽以及软土路 基地区，需对路基进行特殊设计。锡桑线沿线泥泞、沼泽以及软土路基分布较广，需对路基 进行特殊设计；②草原地区冬季易发生雪害，降雪伴随着大风容易积累在山口及低路堑处， 极易造成雪埋；③草原地区由于过度放牧，造成草场退化，风化加剧，风沙现象较为严重， 且许多地区形成了流动沙丘，因此，该地区线路经常穿过许多风沙路基，做好风沙路基防护 及处理是铁路设计的重点及难点；④草原地区生态环境较为脆弱，水土流失较为严重，要防 止破坏并同时改善该地区本已脆弱的生态环境、防止水土流失成为设计中的一大难题。
3 草原地区铁路设计对于重点、难点应采取的措施
针对上述重点及难点，设计中应采取以下处理方式：
3.1 风沙地区路基设计

风沙路堤填料为细砂，路堑开挖地层为细砂。路基面宽度采用7.0m；路基两侧各设宽度为2. 0m的平台。路基边坡坡度，当Ｈ≤6m时，为1∶1.75；当H>6m时，为1∶2。边坡均一坡到顶 。路基不考虑排水。路堤本体以草皮防护为主辅以其他植物防护方式；路堑边坡不考虑防护 。线路两侧设植物防护林带。线路主导风侧设防护林带，防护林带宽度为100m(包括路基本 体的宽度);线路下风侧设防护林带，防护林带宽度为57m(包括路基本体的宽度)。线路两 侧路基本体外侧至用地界间各设两道网围栏进行封闭。
3.2 雪害地区路基设计

雪害地区路基按需要设路基侧沟和平台线路两侧设植物防护林带。线路主导风侧设宽度为10 0m的防护林带(包括路基本体的宽度)；线路下风侧设一道45m(包括路基本体的宽度)宽防护 林带。线路两侧防护林带外侧至用地界间各设一道网围栏，局部积雪地段设置挡雪墙。
3.3 泥泞、沼泽地段路基设计

沿线河流多属平原型河流，河床沟槽不明显，水流平缓，设计流速一般<3m/s。沿线分布 有洼地，积水成湖，桥头路堤受水流浸泡。泥泞、沼泽路堤路基设计采用换填无级配碎石和 抛填片石的方法。当需换填深度<1.0m时采用换填的方法；当需换填深度>1.0m时采用抛填片 石挤压淤泥的方法。并根据水深情况于路堤边坡防护高程处设护道。
3.4 软土路基设计

对于软土路基，地基土承载力不能满足要求，设计采用换填渗水土的方法，以提高地基的承 载力。确保路基基床的稳定。

通过对上述特殊路基的设计，良好地解决了锡桑线特殊路基对线路带来的危害，锡桑线通车 以来上述路基段状况良好，经受住了各种恶劣环境和列车运行的考验。
3.5 生态环境保护方面
3.5.1 设计时在沙漠地段尽量以低填浅挖或多填少挖形式通过，避免大范围的破坏地面 植被；土石方调配选择在路基下风侧适当距离外取土，路基本体防护以卵石包坡防护为主， 辅以其他植物防护方式，线路两侧设防护林带，线路两侧路基本体外侧至用地界各设两道围 栏以对该范围进行封育。沿河冲刷防护工程，基础砌筑完毕后，基坑应及时回填平整，避免 弃土阻水，改变水流状态。
3.5.2 设计中尽量避免了占用优良草场和对水利灌溉设施的切割。如确需通过，设计中 考虑设置涵洞等措施，以保证灌溉系统和河流的畅通。在施工过程中应加强施工管理，尽量 将临时占地面积控制到最低限度，以免造成土壤与植被大面积破坏，而使本来脆弱的生态系 统受到威胁。对于临时占地和新开辟的临时便道等破坏区，竣工后要进行土地复垦和植被重 建工作。

设计中同时明确铁路运营后，对土壤植被的破坏要减小到最低程度。对于土壤植被恢复治理 区与铁路两侧绿化树木，没有达到要求的地方，适当补播牧草和补植乔灌木，以提高植被盖 度和树木成活率，同时，也应加强树木病虫害的防治工作。
3.5.3 若线路位于风沙地区，如取土不当，则会破坏植被，加速土壤沙漠化状况。路堤 如果采取就地取土，应在路基下风侧坡脚以外一定距离取土。无论就地取土还是集中取土， 施工后要采取平整、种草籽或种植树木等措施。施工过程中，废弃的土石渣应集中到选定的 弃土石场，以便利用或填沟，不能随意堆放。沿线各站废弃的炉渣，应设固定场所存放，可 用于铺路或用做建筑材料。各站生活垃圾排放到指定地点，集中处理。大临设施所占用的土 地，竣工后应及时清理现场，恢复植被。
3.5.5 设计中对噪声、振动污染、大气污染、水污染、固体废物的防治也提出了具体的 措施。通过以上各项工程和防治措施，不仅最大限度地减少了对自然环境的破坏，而且可恢 复破坏区内植被，防治了土地沙漠化的发展，改良草场，提高土地生产力，有利于当地畜牧 业发展，从而改善铁路两侧生态环境的恶劣状况。
3.5.6 水土保持方面：①针对铁路水土流失不同地段的特点，在设计和施工过程中应减 少对原有水土保持设施的破坏。②取土场、砂砾石料场应设置在荒地或难以利用的土地上， 在河道中取砂砾应不影响行洪安全，并征得当地水保行政部门的同意。③路基设计应特别 注意排水，在易产生水土流失的地段，应设计排水设施及防护工程，并将出水引入稳定沟道 中，同时加强出水口的工程处理措施，以防引起土体滑塌、坡面产生冲沟，引起水土流失。④铁路施工时产生的垃圾和废弃土石，应就近填入坑中，并掩埋，不得任意裸露弃置。不 应将土石堆积在路堑上方坡面或填方沟谷中，以免遇强降雨引起严重的水土流失。⑤为防止 路基边坡水土流失、路基冲刷，在不宜种草的路基上采取边坡防护措施防治水土流失。⑥路堑防护措施主要是在路堑上方坡面开挖天沟，以减少坡面径流进入开挖坡面造成边坡 侵蚀。⑦为防止积水对路基及路基外侧原生地面冲刷产生水土流失，需设路基排水工程系统 ，排水沟设计应适当加长，不至于因排水冲刷地表土壤增加当地水土流失量。⑧路基边坡植 草。对于填方路堤，边坡土质疏松，极易产生水土流失，需对边坡采取相应工程和植草措施 ，以减少侵蚀发生。填方低时，可在边坡上直接播种植物，利用植物庞大的根系，固持边坡 土体。填方高时，可采取防冲网格，网格内种草。⑨营造防护林。营造防沙林带约35km， 林带主要以适宜当地生长的乔灌木为主。铁路两侧绿化林带宽57~100m，可有效地防护铁路 两侧以及下风向100~500m范围内牧业用地的土地沙漠化。10恢复植被。

在草原地带路基两侧通过播种牧草，可使路基两侧的植被恢复。另外，铁路的取土与砂石料 场通过整平、回填原来肥沃的地表土壤，覆土厚度以30~80cm为宜，播种优质牧草建设植 被，不仅恢复了破坏区内植被，防治了土地沙漠化的发展，而且可改良草场。
4 结束语

对于铁路穿越的草原地区，设计时应准确分析该地区地形及地质特点，以及不良地质特点， 结合以往设计的成功经验，有针对性地采取处理措施，才能保证铁路的稳定及运营安全。