1、编号： 新建铁路 张家口至集宁增二线 初步设计 第一篇 总说明书 铁道第三勘察设计院 2006 年 10 月 天津 2 新建铁路 张家口至集宁增二线 初步设计 第一篇 总说明书 院 长 院总工程师 铁道第三勘察设计院 3 文件组成 第 一 篇 总说明书 第 二 篇 经济与运量 第 三 篇 运输组织 第 四 篇 地质 第 五 篇 线路、轨道 第 六 篇 路基 第 七 篇 桥涵 第 八 篇 隧道 第 九 篇 站场 第 十 篇 电气化 第十一篇 机务 第十二篇 车辆 第十三篇 给水排水 第十四篇 通信 第十五篇 信号 第十六篇 电力 第十七篇 房屋建筑 第十八篇 环境保护与水土保持 第十九篇 施工组
2、织设计 第二十篇 总概算 张集线增建二线初步设计文件分发单位及份数 篇 序 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十 一 十 二 十 三 十 四 十 五 十 六 十 七 十 八 十 九 二 十 顺 号 文件名称 分发单位 总 说 明 书 经 济 与 运 量 运 输 组 织 地 质 线 路、 轨 道 路 基 桥 涵 隧 道 站 场 电 气 化 机 务 车 辆 给 水 排 水 通 信 信 号 电 力 房 屋 建 筑 环 境 保 护 与 水 土 保 持 施 工 组 织 设 计 总 概 算 附 注 1 国家发改委交通运输司 1 1 2 国家发改委投资司 1 1 3 国土资源部 1 4 水利部 1
3、 5 国家环保总局 1 6 中国人民解放军总后军交部 1 7 国家电网公司 1 8 国家开发银行 1 1 1 1 1 9 北京军区军运部 1 10 铁道部发展计划司 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 2 不附图 11 铁道部建设管理司 2 3 3 12 铁道部劳动和卫生司 1 1 1 不附图 运力资源策划部 1 1 1 1 另附总说明光盘 1 张 装备部 2 1 1 1 1 1 1 基础部 2 1 1 1 1 1 1 不附图13 铁道部运 输局 土地部 1 1 不附图 14 铁道部公安局 1 1 1 1 1 1 1 2 顺 号 篇 序 号 一 二 三
4、四 五 六 七 八 九 十 十 一 十 二 十 三 十 四 十 五 十 六 十 七 十 八 十 九 二 十 附 注 文件名称 分发单位 总 说 明 书 经 济 与 运 量 运 输 组 织 地 质 线 路、 轨 道 路 基 桥 涵 隧 道 站 场 电 气 化 机 务 车 辆 给 水 排 水 通 信 信 号 电 力 房 屋 建 筑 环 境 保 护 与 水 土 保 持 施 工 组 织 设 计 总 概 算 15 铁道部工程设计鉴定中心 8 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 8 8 16 铁道部经济规划研究院 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
5、1 1 1 1 1 不附图 17 北京铁路局 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 18 呼和浩特铁路局 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 19 呼局建设项目管理中心 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 20 中国铁路物资总公司 1 21 北京铁路局军代处 1 22 呼和浩特铁路局军代处 1 23 河北省发展和改革委员会 1 1 24 内蒙古发展和改革委员会 1 1 25 张家口市发展和改革委员会 1 1 1 1 1 1 26 乌兰察布市发展和改革委员会 1 1
6、1 1 1 1 27 本院项总 10 28 本院档案中心 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 29 本院有关设计处( 分院) 1 1 1 1 2 1 1 1 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 本篇文件分发单位及份数 序 号 单 位 份数 编号 附 注 1 国家发改委交通运输司 1 1 2 国家发改委投资司 1 2 3 国土资源部 1 3 4 中国人民解放军总后军交部 1 4 5 国家电网公司 1 5 6 国家开发银行 1 6 7 北京军区军运部 1 7 8 铁道部发展计划司 4 811 不附图 9 铁道部建设管理司 2 1213 10
7、铁道部劳动和卫生司 1 14 不附图 11 铁道部运输局运力资源策划部 1 15 附光盘 1 张 12 铁道部运输局装备部 2 1617 13 铁道部运输局基础部 2 1819 不附图 14 铁道部运输局土地部 1 20 不附图 15 铁道部公安局 1 21 16 铁道部工程设计鉴定中心 8 2229 17 铁道部经济规划研究院 1 30 不附图 18 北京铁路局 1 31 19 呼和浩特铁路局 1 32 20 呼局建设项目管理处 4 3336 21 中国铁路物资总公司 1 37 22 北京铁路局军代处 1 38 23 呼和浩特铁路局军代处 1 39 24 河北省发展和改革委员会 1 40 2
8、5 内蒙古发展和改革委员会 1 41 26 张家口市发展和改革委员会 1 42 27 乌兰察布市发展和改革委员会 1 43 28 本院项总 10 4453 附图 2 份 29 本院档案中心 2 5455 2 目 录 一、概述 .1 （一）设计依据、范围及设计年度 .1 （二）张家口至集宁铁路一线设计、施工情况 .1 （三）线路概况 .3 （四）线路在国民经济与路网中的意义作用以及建设的必要性和紧 迫性 .12 二、经济与运量 .15 （一）路网构成 .15 （二）货运量预测 .15 （二）客运量预测 .18 （四）国家要求的远景输送能力要求 .21 三、铁路主要技术标准 .21 （一）相邻线铁
9、路主要技术标准 .21 （二）设计线部分铁路主要技术标准选择 .22 （三）设计线主要技术标准的推荐意见 .24 四、运输组织 .24 （一）车站分布概况 .24 （二）各设计年度客货列车对数及需要通过能力 .26 （三）设计通过能力及分期加强措施 .28 （四）分期输送能力与运量适应情况 .28 （五）局(公司) 界划分及调度区划分 28 3 五、线路、轨道 .29 （一）增建二线方案比选及推荐意见 .29 （二）线路采用方案简述 .31 （三）线路平、纵断面特征 .31 （四）道路交叉设计原则 .32 （五）正线轨道设计类型 .32 六、路基 .32 （一）路基工程概况 .32 （二）路基
10、面宽度、路基基床 .33 （三）重点路基工程概述 .33 七、桥涵 .37 （一）一线桥涵分布概况及现场施工情况 .37 （二）增建二线设计内容说明 .38 （三）重点桥渡的设计内容说明 .42 八、隧道 .43 （一）沿线隧道概况 .43 （二）建筑限界轮廓建筑限界、隧道断面内轮廓 .43 （三）衬砌支护类型 .44 （四）施工方法概述 .44 九、站场 .44 （一）车站性质、类型、数目、布置形式及图型 .44 （二）张家口地区改建方案 .44 4 （三）集宁地区改建方案 .48 （四）站线轨道设计 .52 （五）区间车站主要设备设置概述 .53 十、电气化 .55 （一）牵引供电系统 .
11、55 （二）牵引变电所、开闭所、分区所、电力调度所 .57 （三）接触网 .59 十一、机务 .62 （一）机车交路 .62 （二）机务设备 .62 十二、车辆 .66 （一）本线及相邻线既有车辆设备 .66 （二）设计的车辆设备 .66 十三、给水排水 .67 （一）给水站分布和生活供水站、点数量 .67 （二）水源、水处理和污水处理及排除方案概述 .67 （三）主要给水构筑物、设备选择 .68 （四）消防方式、设施及油库消防的有关说明 .68 十四、通信 .69 （一）通信网的构成原则 .69 （二）通信线路等级、类型 .69 （三）通信站分布、性质 .69 5 （四）主要通信设备类型的选
12、择 .69 （五）环保措施 .71 十五、信息 .71 （一）客运管理信息系统设备 .71 （二）运输管理信息系统设备 .71 十六、信号 .71 （一）运输调度指挥子系统 .72 （二）列控系统 .72 （三）车站联锁系统 .74 （四）信号集中监测系统 .75 （五）特殊说明 .75 十七、路外通信、广播等线路设备和油、气管道及其它设施防护 .75 （一）路外通信、广播等线路设备 .75 （二）油气管道及其他设施防护 .76 十八、电力 .77 （一）电源情况 .77 （二）电负荷情况 .77 （三）供电原则及供电方案 .77 （四）电所的数量和容量 .78 （五）主要设备类型 .78 十
13、九、房屋建筑 .78 （一）机构设置、管辖范围和定员 .78 6 （二）房屋配备 .78 （三）房屋建筑面积总量 .78 （四）暖通、空调、卫生设备概述 .79 二十、环境保护与水土保持 .80 （一）新增与既有各环境要素的主要污染源、污染物 .80 （二）工程活动引起生态环境和水土保持的变化概况 .83 （三）控制污染和保护生态环境与水土保持的措施 .84 二十一、施工组织设计 .89 （一）建设工期 .89 （二）实施进度 .89 二十二、总概算 .90 （一）主要工程数量 .90 （二）主要劳材数量表 .91 （三）总概算及每正线公里指标 .91 二十三、需要说明的问题 .91 附件：
14、1张集铁路截至 2006 年 9 月 10 日工程数量统计汇总表 2张集铁路二线设计时应纳入的工程项目 3张集铁路“三电”迁改工程（三、四单元）一线设计不足及 增建二线应考虑补充的内容。 7 项目设计主要人员名单 专 业 姓 名 专 业 姓 名 经 济 陈 燕 机 务 王永平 行 车 张 勇 车 辆 赵庆坤 线 路 王秀丽 机 械 张 荣 站 场 杨卫盛 给 水 彭 海 桥 梁 靳士栋 环 保 高 波 隧 道 孟庆余 房 建 江 兵 地 质 刘占峰 暖 通 王连祥 路 基 庄仲馨 电 力 郑桂林 工 经 杨悦林 供、变电 吴凤娟 通 信 罗 杰 接触网 孙 巍 信 号 谢继昌 供电段 庄德举
15、通 防 高玉民 电 防 王永平 文件编制单位 ： 本院线路处 编写 ： 张宝占 复核 ： 王秀丽 项目总工程师 ： 张宝占 院副总工程师 ： 朱哲训 1 一、概述 （一）设计依据、范围及设计年度 1设计依据 根据 2006 年 9 月 11 日张家口至集宁铁路增二线现场调研的会议纪要 精神：“旧堡隧道进行单线预留双线类变更设计，张家口至集宁线增建 二线进行初步设计” 。 2设计范围 张家口南站（含）至集宁南站（含） ，不含 DK24+700DK34+871.58 段 10.172km 的 路 基 、 隧 道 ，线路长度 178.009km。 3设计年度 近期 2015 年，远期 2025 年
16、（二）张家口至集宁铁路一线设计、施工情况 1张家口至集宁铁路一线设计概况 我院 2005 年 6 月 10 日完成张家口至集宁铁路初步设计；2005 年 7 月 6 日至 7 月 9 日，铁道部鉴定中心完成初步设计审查；根据初步设计审 查意见初稿，2005 年 8 月 20 日完成张家口至集宁铁路修改初步设计。张 家口至集宁铁路自 2006 年 4 月 8 日开标，中铁十二局、中铁四局、中铁 六局和铁道第一勘察设计院组成联合体开始施工图设计和施工。截至 2006 年 8 月，铁道第一勘察设计院完成施工图设计 80。 2张家口至集宁铁路一线设计情况 （1）张家口至集宁铁路设计标准： 1）铁路等级
17、：I 级 2）正线数目：单线、预留二线。 3）限制坡度：上行 6、下行 9。 4）旅客列车设计行车速度目标值：160km/h，平面预留 200km/h 条件。 5）最小曲线半径：一般 3500m，困难 2800m。 2 6）牵引种类：电力 7）机车类型：客机 SS9，货机 SS4 改。 8）牵引质量：货车上行 4000t，下行 3500t。 9）到发线有效长：850m，预留 1050m 条件。 10）闭塞类型：自动站间闭塞。 11）建筑限界：预留双层集装箱条件 （2）客货运量 1）张集线区段货流密度及货流构成，见表 1-1。 表 1-1 年度区段货流密度表 单位：10 4t 上行 下行年度 区
18、段 总计 煤炭 总计 集宁南兴和 569 130 518 2015 年 兴和张家口南 455 520 集宁南兴和 5016 1799 1664 2025 年 兴和张家口南 4598 1369 1675 2）设计年度客流密度见表 1-2。其中 2015 年新建张集线与既有线客 流量的分配根据本线客流构成及旅客列车开行方案、线路建设方案、线路 能力等确定。 表 1-2 张家口至集宁铁路客流构成表 单位：万 人 年度 区 段 合 计 趋势客流 转移客流 诱增客流 呼和浩特集宁 821 750 45 26 张集线 413 333 48 32 集宁大同 352 317 20 15 2 0 1 5 大同张
19、家口南 442 401 23 18 呼和浩特集宁 1096 876 118 102 张集线 803 628 94 81 集宁大同 255 205 28 22 2 0 2 5 大同张家口南 419 357 33 29 3）研究年度旅客列车对数见表 1-3。 表 1-3 张家口至集宁铁路旅客列车对数表 单位：对 区 段 2003 2015 2025 集宁张家口 15 30 3 集宁古店 15 14 10 古店大同 15 14 10 大同张家口南 20 19 18 （3）主要工程数量 张家口至集宁新建铁路工程贯通线路全长 178.08 正线公里，近期推荐 采用孔家庄接轨方案新建线路长度（孔家庄至集宁
20、南）164.562km （利用 既有线 13.516km） 。全线新建车站 7 个，两端接轨站 2 个（不含张家口南 站） 。全线路基土石方 2266.7104m3，其中区间土石方 1891.7104m3，站 场土石方 375.0104m3；桥梁总长 22688.3 延长米；隧道总长 18923 延长 米，计 14 座。 部鉴定中心初步设计批复的工程总投资为：33.68 亿元。 3张家口至集宁铁路一线施工进展情况 张集线自 2006 年 4 月 8 日开标，中铁十二局、中铁四局、中铁六局 和铁道第一勘察设计院组成联合体开始施工图设计和施工。三个施工单位 在 6 月份已开展大面积施工，截至 20
21、06 年 8 月底，共完成路基土石方 1248 万方、钻孔桩 20306m、明挖基础 21046m3、承台 4333m3、隧道 1092.29m；其中中铁十二局已开工桥梁 11 座，隧道开工 9 座；中铁四局 已开工桥梁 9 座；中铁六局除跨集老高速特大桥外已开工桥梁 8 座。 （三）线路概况 1线路地理位置 张家口至集宁铁路位于华北北部，东西走向，线路东端始自河北省张 家口市张家口南站，利用既有京包铁路至孔家庄，在孔家庄站西侧完成张 集线与京包线客货疏解后，折向西北，经河北万全县、尚义县进入内蒙古 自治区境内；经内蒙古自治区兴和县、察哈尔右翼前旗，并行既有京包线 引入集宁南站结束。线路全长
22、178.009km，其中利用既有线 13.516km，新 建张集新线 164.493km；疏解区右线绕行线 5.269km，引起张家口端京包 线双线改建 5.774km；集宁端：京包左线改建 13.289km、京包右线改建 17.289km；集葫联络线改建 1.700km，集葫上行联络线改建 1.15km；南北 场联络线改建 1.275km，南北场上行联络线改建 1.069km。 4 2自然特征 （1）地形地貌及水系 沿线走行于坝上高原及内蒙古高原南缘，总的地势为西高东低，沿线 经过的地貌有： 线路起点至旧堡（DK25+700）为山间盆地及低中山前缘，地形起伏 较小，地势较平坦，地势西高东低，
23、现大部分已辟为耕地及林场，冲沟不 甚发育，多呈“U”字形；海拔高程一般为 5001200m ，相对高差 50200m。 旧堡（DK25+700）至小田士沟（DK69+000）为低中山区，长城处为 该区分水岭，该区受区域构造影响以剥蚀为主，地形起伏大，地势陡峻， 冲沟发育，河流下切明显，多呈“V”字型；该段植被不发育，大部分地 段基岩裸露；该段线路沿瑟尔基河河谷及瑟尔基后河河谷而行，特别是在 瑟尔基后河地段，河流曲折，形成了线路多次跨越后河的方案。该区海拔 高程一般为 10001500m，相对高差 200 800m。 小田士沟（DK69+000）至土城子（DK128+550）为低中山区，小田 士
24、沟至三瑞里段地形呈舒缓状起伏，高程变化不大，现大部分已辟为耕地； 三瑞里至土城子地形起伏较大，部分地段辟为耕地，局部地段基岩裸露， 植被不发育，线路走行于中山区前缘及山前缓坡上；一般海拔高程为 12001500m，相对高差 50500m。 土城子（DK128+550）至榆树湾（K491+750）为山间盆地，位于黄旗 海附近，线路位于黄旗海冲洪积平地上，地形平坦开阔，现大部分辟为耕 地。海拔高程一般为 1300m 左右，相对高差 2050m。 榆树湾（K491+750）至乌兰察布市（K503+300）为低中山区，线路 位于中山区前缘，地形起伏不大，部分地段辟为耕地；一般海拔高程为 1300150
25、0m，相对高差 50200m。 测区水系不甚发育，主要河流有属海河水系的大洋河、清水河、洗马 林河、瑟尔基后河、后河、马家湾河以及流入黄旗海的霸王河、头道河等 内陆河。大洋河等河流河床较开阔，河道顺直，水流较缓，以沉积作用为 5 主；其余河流为季节性河流，多处山区峡谷，河床狭窄，河道弯曲，水流 湍急，以冲刷作用为主，河水流量随季节变化明显，一般夏秋季节水量大， 春冬季节流量小；黄旗海水量受大气降水及地表水活动影响，雨季水量较 多。补给方式以大气降水补给为主，排泄方式主要为大气蒸发。 （2）气象特征 沿线位于中温带亚干旱气候区，干旱缺雨，降水量多集中在七、八月 份，蒸发量大于降水量，蒸发强烈且持
26、续时间长，蒸发量远远大于降水量， 夏季炎热，冬季严寒，昼夜温差大，四季变化明显，无霜期短，春、秋季 大风频繁，多风沙。由于沿线最冷月平均气温介于-5于-15 之间，按对 铁路工程影响的气候分区，沿线均属寒冷地区。沿线主要城镇气象要素见 表 2-1： 6 表 1-4 沿线主要城镇气象要素（19942003 年） 地 名 项 目 张 家 口 市 万 全 县 尚 义 县 兴 和 县 察 哈 尔 右 翼 前 旗 乌 兰 察 布 市 历年平均气温() 9.6 8.6 4.2 5.5 6.0 5.1 历年极端最高气温() 39.2 38.8 33.2 34.3 35.3 33.0 历年极端最低气温() -
27、21.4 -25.4 -33.0 -30.7 -30.2 -27.9 最冷月平均气温() -7.6 -9.2 -13.8 -12.3 -11.6 -12.2 最热月平均气温() 24.7 24.1 20.0 21.2 21.3 20.4 历年平均相对湿度() 47.4 48.6 59.8 53 50.2 54 历年平均降水量(mm) 405.6 362.7 425.7 311.1 321.8 309.9 历年平均蒸发量(mm) 1513.8 1736.2 1850.2 1606.6 1554.5 2915.0 最大积雪深度 (cm) 9 12 12 7 13 14 历年平均风速(m/s) 2.
28、0 2.3 3.3 2.7 2.3 2.2 大风日数 (8 级以上) 6.8 24.6 58 30.3 5.9 17.4 最多风向 NNW NNE NNW W、NW SW WSW 极大风速(m/s)及风向 11.3 WNW， N NW 16.0 NW,WNW 22.0NW 19.0WNW 17.3W 18.7W 历年雾日数 91.5 35.5 20.6 7.1 2.0 3.1 降水日数（日降水量 0.1mm） 6.2 6.0 6.9 7.0 6.0 6.1 沿线土壤最大冻结深度划分如下： 起 迄 里 程 冻结深度（ cm） K192+313.33DK25+200 131 DK25+200DK6
29、9+300 201 DK69+300DK114+300 191 DK114+300DK147+500 176 DK147+500K497+384 184 （3）地震 根据中华人民共和国国家标准 GB183062001中国地震动参数区划 图 ，结合实地调查及工点分布情况，地震动峰值加速度（地震基本烈度） 分段如下： 7 K192+313.33DK69+300 0.10g（地震基本烈度度） DK69+300DK96+000 0.05g（地震基本烈度度） DK96+000K497+384 0.10g（地震基本烈度度） 3地层及构造 （1）地层岩性 沿线地层出露较全，其中新生界、中生界、元古界及太古界
30、地层均有 出露，部分地段基岩裸露。新生界地层有第四系全新统冲洪积层（Q 4al+pl） ， 上更新统冲洪积层（Q 3al+pl） 、坡洪积层（Q 3dl+pl） 、坡残积层（Q 3dl+el）及坡 积层（Q 3dl） ，中更新统冲洪积、玄武岩（ Q2al+ ） ；第三系上新统（N 2） 、 中新统（N 1）及渐新统（E 3） ；中生界侏罗系（ J） ；元古界长城系（Ch） 及太古界（Ar ） ；并发育中生代及太古代侵入岩。局部表覆第四系全新统 人工堆积（Q 4ml） 、坡积风积层（ Q4dl+eol）和崩积层（ Q4cl） 。岩性按地层由 新至老分述如下： 1）新生界第四系（Q） 第四系全新统
31、（Q4） 第四系全新统人工堆积层（Q 4ml）主要岩性为填筑土、杂填土及素填 土，主要分布于城镇附近和河渠堤坝。冲洪积层（Q 4al+pl）岩性以新黄土、 黏性土、粉土，砂类土、细圆砾土、粗圆砾土为主，局部存在软粉质黏土 及软黏土；新黄土具湿陷性，s0.0150.110；主要分布于河谷及山间盆 地。坡积风积（Q 4dl+eol）粉砂，局部分布于山前缓坡上。崩积（Q 4cl）的块 石土，分布于下纳岭至北槽碾之间的山前缓坡。 第四系上更新统（Q 3） 第四系上更新统冲洪积层（Q 3al+pl）及坡洪积层（Q 3dl+pl） ，岩性以新黄 土、黏性土，砂类土、碎石类土为主，新黄土具湿陷性， s0.0
32、15 0.145；主要分布于河谷两岸、山间盆地内及山前缓坡。坡残积 层（Q 3dl+el） ，主要岩性以粉土、粉质黏土、细角砾土及碎石土为主，主要 分布于沟谷两岸及山前缓坡。坡积（Q 3dl）粉土、粉质黏土，主要分布于 沟谷两岸及山前缓坡。 8 第四系中更新统（Q 2al+）玄武岩、细圆砾土及黏土，分布于小蒜沟 至友谊水库之间。 2）新生界第三系（R） 第三系上新统（N 2）泥岩，具弱中等膨胀性，Fs55%80%。中新 统（N 1）玄武岩，夹多层红色黏土。渐新统（ E3）砂岩、泥岩。砂岩具弱 膨胀性，Fs 45%48% ，泥岩具强膨胀性， Fs78%85%。主要分布于兴 和县至集宁之间。与下伏
33、白垩系下统呈角度不整合接触。 3）中生界白垩系下统（K 1） 砂岩、砾岩，仅分布于万全县蒋家梁附近，线路上未出露。与下伏侏 罗系上统呈角度不整合接触。 4）中生界侏罗系（J） 侏罗系上统（J 3）及中统（J 2）砂岩、泥岩、砾岩、粉砂岩、页岩、 流纹岩、粗面岩，分布于张家口附近及牛家营北槽碾之间；与下伏长城 系地层呈角度不整合接触。 5）元古界长城系（C h） 砂岩、页岩、白云岩、石英岩，仅出露于牛家营附近。与太古界呈角 度不整合或断层接触。 6）太古界（A r） 麻粒岩、片麻岩、浅粒岩、大理岩，夹多条酸性基性岩脉与石英岩， 分布于旧堡至牛家营、兴和及集宁附近。 7）岩浆岩 中生代燕山期花岗岩
34、（5）及太古代花岗岩（1） ，主要分布于兴 和县大青山附近及集宁和小田士沟附近，线路上未出露。 （2）地质构造 从区域大地构造单元看，全线处于阴山东西向复杂构造带东南部，中 朝准地台一级构造单元的燕山沉降带及内蒙地轴两个二级构造单元之上。 该区域在地质历史中主要经历了三期较明显的构造运动，即前震旦纪、中 生代和新生代构造运动，震旦纪及古生代构造运动不明显；总的特点就是 9 断裂极为发育，而褶皱表现相对较弱。前震旦纪形成的主要构造形迹为北 东东、东西走向；中生代的构造运动以燕山期构造运动表现最为强烈，形 成的构造形迹多以北北东、近东西向为主；在新生代的构造运动中，地壳 运动以上升为主，岩浆活动以
35、基性喷发为特点，形成了大量玄武岩地层覆 盖地区台地，即平顶山地貌。 沿线规模最大的构造带主要为位于怀安县北部山区的下侯达子沟-韭菜 沟-四道沟逆断层（ F1） ，该断层走向近东西，东段转为北东，西段转向西 南，全长约 34km，倾向 SE，倾角 580。上盘太古界变质岩逆冲于 下盘侏罗系砂砾岩地层之上，断层线弯曲，并发育宽 2060m 挤压破碎带。 沿断面可见绿色片岩化及硅化现象。该断裂与线路方案大致相交于 DK42+200 处，交角约为 30，线路通过断层破碎带及其影响带处，岩石 破碎，应对路堑边坡加强防护措施。 另外，沿线岩体节理裂隙较发育，普遍有两组节理，部分地段发育有 三组，岩体较破碎
36、，并且小型断裂构造也十分发育，但因规模普遍较小， 或被第四系地层所覆盖，因此对铁路工程的影响仅限于其破碎带影响路堑 边坡的稳定。 4水文地质特征 沿线地下水类型有孔隙潜水及基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于河谷 阶地、山间盆地及冲沟中，局部地段孔隙水具承压性，埋藏于冲洪积的砂 类土及碎石类土层中，一般埋深 0.030.0m，补给方式以大气降水及河 水补给，水位变幅一般在 14m 之间，水量较丰富；基岩裂隙水主要赋存 于各类基岩的风化带及构造裂隙中，局部地段具承压性。一般埋深大于 20m，部分地段埋藏较浅，地表径流较弱，大气降水多沿裂隙下渗，为地 下水的主要补给源，地下水位随季节变化显著。地下水的排
37、泄与其径流条 件有着密切关系，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。经对沿线桥梁 和代表性路基孔所取的地下水及地表水水样进行试验分析，地下水及地表 水对混凝土结构不具侵蚀性。 10 5工程地质特征 （1）不良地质 1）地震液化层 本线有两段位于地震动峰值加速度为 0.10g 的地区，一段为张家口至 小田士沟，另一段为九十六号村至集宁间。 张家口至小田士沟范围内的地震液化层主要位于河床及河漫滩，主要 分布于后河 1 号特大桥内，为粉砂、粉土及中砂透镜体，埋深在 0.5m 以 下，厚度 04.2m，呈透镜体状分布于桥址中。九十六号村至
38、集宁间的地 震液化层主要位于山间冲洪积盆地中，表层为第四系松散堆积层，岩性以 粉质黏土、黏土、粉土、粉、细砂为主，经判定部分地段饱和的粉砂、细 砂、中砂及粉土为地震液化层。比较大的段落有 DK101+200DK105+000 之间的粉土、粉砂及细砂层，埋深一般大于 0.5m，厚度 0.05.7m；磨子 山河的河床及漫滩范围内也有分布，该地震液化层位于磨子山河特大桥桥 内；此外，在 DK130+000DK150+000 之间也有零星分布，这些段落中 地震液化层厚度不大，多呈透镜体状分布。 分布于路堤地段的液化层，应采用强夯、挤密砂桩或碎石桩进行加固 处理；分布于桥梁地段的液化层设计时应考虑液化层
39、对桩基的影响，并应 根据检算结果采用适当处理措施。此外，其它各类工程均需按规范要求进 行抗震设防及采取相应的抗震措施。 2）崩塌落石 沿线山区受构造运动的影响，节理裂隙发育，特别是玄武岩分布地段， 由于玄武岩岩质坚硬且性脆，柱状节理发育，块径大小不一，中间夹有多 层黏性土及碎石类土，极易产生坍塌落石；存在崩塌落石的地区一般山坡 自然坡度在 30 左右，坡上堆积有坡残积碎石类土，主要为块石土，块石 成分主要为玄武岩，一般块径 1.0m 左右，最大直径可达 4.0m，主要分布 段落为 DK51+840DK52+000 、DK52+260DK52+560 、DK53+200DK53+700 、DK5
40、4+850DK54+950 、DK55+370 +480 、DK55+550+640 、DK56+ 11 120+240 及 DK125+995DK127+400 。此外，土夭沟村至缸房村之间的 部分隧道的进出口局部存在浅粒岩及麻粒岩危石。对于此类地段，施工时 要加强支撑，采取固定或清除危石、坡面防护、修建拦石墙及落石墙等综 合整治措施；在隧道进出口，其边坡和仰坡要加强防护，对部分危石进行 清理，洞口设拦石设施。 对软质岩石（牛家营至北槽碾）如页岩、泥岩等易风化的堑坡，因堑 坡面风化，受雨水冲刷，极易产生剥落、溜塌，危及线路安全，应加强防 护。对较高的软质岩路堑边坡应将页岩泥岩进行嵌补封闭，确
41、保路基稳定。 （2）特殊岩土 1）软土及松软土 软土段落主要分布兴和县三瑞里附近的泉眼河冲积平地及黄旗海冲洪 积盆地中，以透镜体方式存在。岩性主要为软粉质黏土及软黏土，颜色为 灰褐色灰黑色，多呈流塑状态，含大量有机质，静力触探端阻值低，一 般在 0.20.7MPa；天然孔隙比较高，最大可达 1.8 左右；含水量高，最高 可达 70%左右；压缩系数一般大于 0.51Mpa，属中高压缩性土；天然重 度一般介于 17.318.8kN/m3；粘聚力介于 330kPa；内摩擦角介于 1.418.3。主要分布里程为 DK101+050DK105+330，埋深一般 1.08.0m，厚度 06.5m；在黄旗海
42、冲洪积盆地中，磨子山河特大桥、平 地泉河大桥、泉玉林河大桥及霸王河大桥范围内存在软土层；此外，大湾 村特大桥桥内也有分布。 松软土分布于 DK77+200DK77+360 、DK96+000DK96+245 、DK135+000DK135+9 80、DK136+320DK136+850、DK149+750DK150+800 段，时代及成因 类型多为第四系全新统冲洪积层、上更新统坡洪积层，多分布于表层，部 分地段下部也有分布。主要岩性有粉土、粉质黏土、黏土、砾砂及细角砾 土，粉土、粉质黏土、黏土承载力较低，一般为 100130kPa，厚度 02.8m。 12 软土及松软地基会加大路堤的变形和沉降
43、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）湿陷性黄土 沿线各山间盆地及山坡上广泛分布，主要位于张家口至兴和县之间， 时代及成因类型多为第四系全新统冲洪积层、上更新统冲洪积层及坡洪积 层，局部地段分布为风积层，一般呈黄褐色，坚硬硬塑，垂直节理发育， 具大孔隙，一般天然孔隙比 e0 大于 0.7，含少量姜石及细圆砾，局部夹细 圆砾土薄层。根据试验结果新黄土多具湿陷性，湿陷系数 s 介于 0.0150.110 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，部分地段为 II 级（中等）自重
44、湿陷性 黄土场地，个别地段达到级（很严重）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，采取合适的处理措施，以消除黄土湿 陷性对各类工程的影响。 3）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，以填筑土及杂填土为主；填筑土主要分布于既有京包线的路基和沟渠 的堤坝，以粉质黏土和碎石类土为主，厚度一般小于 4.0m；杂填土主要分 布于孔家庄、兴和、集宁等城镇附近，主要为城市垃圾，厚度在 05.0m 之间。 设计时应针对不同填土类型采取相
45、应的处理措施如挖除换填、分层夯 实、采用挤密桩等。 4）膨胀岩 沿线膨胀岩主要存在于后河 5 号特大桥至磨子山河特大桥之间，其岩 性为第三系泥岩及砂岩；该类岩石含较多的蒙脱石，具有遇水膨胀、软化、 崩解和失水收缩、开裂的特性。 13 第三系上新统泥岩主要分布于 DK75+000DK90+700 范围内，褐色、 棕红色，成岩作用差，呈半胶结状，局部为土状，表覆第四系松散堆积层。 具膨胀性，自由膨胀率 Fs 介于 5580，饱和吸水率大于 30，蒙脱石 含量一般介于 24.7728.66之间；经判定为弱中等膨胀岩石。 DK90+700DK96+900 及 DK108+200DK118+300 之间
46、存在第三系 渐新统砂岩；一般上覆第四系松散堆积层；第三系砂岩呈灰白色夹棕红色， 成岩作用差，呈半胶结状态，含砾，夹含砾砂岩及泥岩，泥岩呈棕红色； 具膨胀性，砂岩的自由膨胀率 Fs 介于 45 48，饱和吸水率介于 33.2242.56，蒙脱石含量在 19.8022.34之间，为弱膨胀岩石；泥岩 的自由膨胀率 Fs 介于 78 85之间，饱和吸水率介于 51.7858.96， 蒙脱石含量在 27.5432.42之间；经判定为中等强膨胀岩石。 对于以路堑方式通过地段，基床需进行换填、改良等处理措施，堑坡 应放缓，并加强边坡防护、排水等措施；对于以桥涵通过的地段，也应加 强排水措施，使排水通畅，防止
47、地表水下渗；另外，对建筑物的基底也应 进行合理的处理，以便影响各类工程的运营安全。 5）盐渍土 分布于 DK135+000+980 之间，时代及成因类型为第四系全新统冲 洪积层，平均含盐量为 1.42，盐分比值 D1 为 0.6985，为中等亚硫酸盐 渍土。经现场测试，该地毛细水强烈上升高度为 2.45m。 盐渍土分布地段的路基应根据具体情况，采用换填等处理措施，结合 地下水位高低设毛细水隔断措施。 （四）线路在国民经济与路网中的意义作用以及建设的必要性和紧迫 性 张家口至集宁铁路既是我国铁路主干道之一，又是蒙西和宁夏对外联 系的主要通道，同时还是西北新疆、甘肃、青海与京津、冀东、冀北、东 北
48、地区交流的主通道。而既有线路技术装备低，列车速度不高，服务水平 不适应需求，既抑制了运输需求，满足不了全面建设小康社会的需要，又 丧失了铁路应有的市场份额，因此必须尽快扭转目前的不利状况。张家口 14 至集宁段目前是京包通道的主要制约口，修建张集铁路后，既可有足够的 能力保证，又有相应的技术条件为后盾，可采取提高速度、增加列车开行、 增加列车种类等措施来提高服务质量，以满足人们越来越高的对旅客运输 质量的要求，才能使铁路在未来更加激烈的旅客运输市场中立于不败之地。 1张集增二线是满足运输需求、从根本上解决通道运输能力紧张状 况的需要 京包通道吸引区域覆盖西北、华北广大地区，尤其是集宁至大同段，
49、 汇集了包兰、集包、集二各线客货流，既是蒙西、宁夏等西部地区与外部 交流的主通道，又承担着大秦线煤炭集运的重要任务，运输十分繁忙， 2005 年货运量已达 6880104t，比上年增长 1412104t，其中约 1000104t 为供大秦煤运，客车 15 对。 根据客货运量预测，集宁大同铁路通道 2015 年最大区段货流密度 将达到 10566104t，客车 34 对，并且为满足大秦运输需求，将开行 5000t 重载列车。若张集修建单线铁路，由于能力很小，最大限度只能分流 500104t 快货及 15 对客车，而既有大包线依然将承担货运 1 亿吨、客运 近 20 对的重任，对缓解铁路通道的压力只是“杯水车薪” ，无法从根本上 解决通道能力问题，而且不利于重载列车的开行，不能保障对大秦的煤炭 集运。张集增二线后，根据合理流向，近
