本发明涉及山区铁路工程减灾选线方法，特别涉及一种基于泥石流危险性分区的确定铁路桥梁工程空间线位的方法。
背景技术：
减灾选线是自然灾害对线路工程全寿命周期作用不确定条件下的一种风险决策过程。复杂泥石流区铁路减灾选线是泥石流灾害对铁路工程全寿命周期作用不确定条件下的线路方案与工程设置风险决策过程。
泥石流是山区的一种特殊洪流，它是在山区一些较陡峻的流域内，由于植被覆盖率低，坡面及沟槽内聚积有较丰富的松散物质，在强大的暴雨、急剧的融雪融冰或水库的溃决作用下，松散堆积物质失稳与汇流水体形成水和泥砂、石块的混相流，具有较大的密度，速度快，惯性大，具有强大的动力。泥石流在运动过程中具有极大破坏作用，它可以淹埋路基与车站、淤塞涵洞，逐年降低桥下净空甚至冲毁桥梁，对铁路工程具有严重威胁。
根据泥石流的形成、流动、沉积特点，典型的泥石流流域从上游到下游可划分为3个区域，即泥石流的形成区、通过区和沉积区。形成区系泥石流形成地区，位于陡峻的山区，上游沟床纵坡陡，横坡大，多为30～60°，汇水面积较宽，山坡裸露，松散固体物质储量丰富，常有滑坡、崩塌等地质灾害存在，对铁路工程危害严重。通过区系泥石流通过地区，沟床较顺直，纵坡较上游平缓，沟谷一般较窄，两侧山坡较稳定，由于地形地质原因，每条泥石流沟通过区长度差异较大，通常以侵蚀方式对铁路造成危害，线路走向与工程布置合理确定后，是桥梁工程通过泥石流区的最佳位置。沉积区系泥石流的堆积地区，一般都是沟谷出口之外处，纵坡平缓，地形开阔，泥石流至此扩散，水流速度减弱，泥石流大量堆积，常形成泥石流洪积扇或冲积锥，极易冲毁铁路，堵塞桥涵，形成冲毁和淤埋灾害。可见，当铁路工程通过形成区和沉积区，容易遭遇滑坡、崩塌、冲毁、淤埋等地质灾害，风险大。
因此，在确定泥石流区铁路空间线位时，应首先划分泥石流的形成区、通过区和沉积区，通过合理确定线路高程和走向，选定风险相对较低的位置通过，以降低泥石流区铁路工程风险。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，以确保了复杂泥石流区铁路工程从灾害风险较低的区段通过，大幅度降低了选线成本和节省了勘察工期，最大程度实现工程的经济性及合理性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
发明一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，包括如下步骤：
①划分确定泥石流区内的泥石流形成区、泥石流通过区和泥石流沉积区：
②确定泥石流区铁路空间线位：
通过空间线位平面、断面的协调配合，尽量降低线路高程，以深埋隧道工程下穿泥石流区，避开泥石流的严重危害；
当线位纵断面位置调整受限，无法实现下穿泥石流区时，尽量抬高线路高程，采用高桥大跨的桥梁工程跨越泥石流沟；
线路跨越泥石流沟时，选择沟床较顺直、纵坡较平缓、两侧山坡较稳定的泥石流通过区通过；
跨越泥石流通过区时，线路尽量与沟道正交，避开沟床纵坡由陡变缓的转折处和平面上的急弯部位，选择从沟谷较窄的地段以桥梁工程通过。
所述步骤①中，泥石流形成区、泥石流通过区和泥石流沉积区划分的依据如下：
将泥石流区上游三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状地形、便于水和碎屑物质集中，为泥石流的形成提供丰富固体物质来源的区域确定为泥石流形成区；
将泥石流区中游狭窄陡深的峡谷、沟床纵坡坡度大、泥石流得以顺利通过的区域确定为泥石流通过区；
将泥石流区下游山前开阔、平坦的平原或河谷阶地、便于碎屑物质的堆积区域确定为泥石流的沉积区。
本发明的有益效果是，从铁路工程减灾选线的角度出发，将泥石流区分为泥石流形成区、泥石流通过区和泥石流沉积区，其中泥石流形成区为极高风险，泥石流通过区为中低风险，泥石流沉积区为高度风险。通过空间线位平面、纵断面的协调配合，采用“避重就轻、宁窄勿宽、留足净空”方法，最大程度降低泥石流区对铁路工程产生的冲击危害、淤埋危害、沟道下切危害，避免造成重大人员伤亡、生命财产损失、生态环境破坏的问题。大幅度降低了选线成本和节省了勘察工期，确保了复杂泥石流区铁路工程从灾害风险较低的区段通过，最大程度实现了工程的经济性及合理性。
附图说明
本说明书包括如下两幅附图：
图1是铁路工程通过泥石流区不同位置示意图。
图2是泥石流分区和铁路工程位置关系图。
图中示出部位名称及所对应的标记：泥石流沟1、隧道2、路基3、桥梁工程4、泥石流形成区5、泥石流通过区6、泥石流沉积区7、河流8、崩塌9、滑坡10。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1和图2，本发明一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，包括如下步骤：
①划分确定泥石流区1内的泥石流形成区5、泥石流通过区6和泥石流沉积区7：
②确定泥石流区铁路空间线位：
通过空间线位平面、断面的协调配合，尽量降低线路高程，以深埋隧道工程2下穿泥石流区1，避开泥石流的严重危害；
当线位纵断面位置调整受限，无法实现下穿泥石流区1时，尽量抬高线路高程，采用高桥大跨的桥梁工程4跨越泥石流沟，应避免在泥石流区设置路基工程，特别是深路堑工程；
线路跨越泥石流沟时，选择沟床较顺直、纵坡较平缓、两侧山坡较稳定的泥石流通过区6通过。应避开泥石流上游纵坡陡、横坡大，滑坡、崩塌等不良地质发育的泥石流形成区5；避开泥石流下游纵坡平缓、地形开阔、大量堆积的泥石流沉积区7。
所述步骤①中，泥石流形成区5、泥石流通过区6和泥石流沉积区7划分的依据如下：
将泥石流区1上游三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状地形、便于水和碎屑物质集中，为泥石流的形成提供丰富固体物质来源的区域确定为泥石流形成区5；
将泥石流区1中游狭窄陡深的峡谷、沟床纵坡坡度大、泥石流得以顺利通过的区域确定为泥石流通过区6；
将泥石流区1下游山前开阔、平坦的平原或河谷阶地、便于碎屑物质的堆积区域确定为泥石流的沉积区7。
所述步骤②中，跨越泥石流沟通过区6时，线路尽量与沟道正交，避开沟床纵坡由陡变缓的转折处和平面上的急弯部位，选择从沟谷较窄的地段以桥梁工程4通过。
所述步骤②中，桥梁工程4尽可能单孔跨越，桥下净空应根据泥痕高度、残留层厚度、输移大漂石所需高度、淤积速度和地形条件确定，并留有必要的余量。
实施例：渝怀铁路黄草场泥石流沟空间线位的确定
渝怀铁路黄草场泥石流沟形成区长约2km，多支沟，呈放射状，松散物质以滑坡堆积物为主，数量达73×104m3；通过区长1.4km，沟床纵坡10°～20°，见泥痕高4m；沉积区位于乌江边，与乌江冲积物相混。由于受临近车站高程控制，线路无法以隧道工程下穿通过泥石流区。黄草场泥石流沟形成区内滑坡极为发育，以巨厚层的顺层岩石滑坡为主，对铁路工程危害极大。黄草场泥石流沟沉积区位于乌江边，极易遭遇泥石流的冲击和淤埋危害，线路方案比选后，选择于dk217 160m以黄草场大桥连续梁一跨跨越黄草场泥石流沟通过区，线路与泥石流沟轴线交角82°，并根据泥石流沟的冲刷深度、侧蚀宽度、岸坡稳定性，确定桥梁与沟心净空高度12m及相应的防护措施。
1.一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，包括如下步骤：
①划分确定泥石流区(1)内的泥石流形成区(5)、泥石流通过区(6)和泥石流沉积区(7)：
②确定泥石流区铁路空间线位：
通过空间线位平面、断面的协调配合，尽量降低线路高程，以深埋隧道工程(2)下穿泥石流区(1)，避开泥石流的严重危害；
当线位纵断面位置调整受限，无法实现下穿泥石流区(1)时，尽量抬高线路高程，采用高桥大跨的桥梁工程(4)跨越泥石流沟；
线路跨越泥石流沟时，选择沟床较顺直、纵坡较平缓、两侧山坡较稳定的泥石流通过区(6)通过。
2.如权利要求1所述的一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，其特征是：所述步骤①中，泥石流形成区(5)、泥石流通过区(6)和泥石流沉积区(7)划分的依据如下：
将泥石流区(1)上游三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状地形、便于水和碎屑物质集中，为泥石流的形成提供丰富固体物质来源的区域确定为泥石流形成区(5)；
将泥石流区(1)中游狭窄陡深的峡谷、沟床纵坡坡度大、泥石流得以顺利通过的区域确定为泥石流通过区(6)；
将泥石流区(1)下游山前开阔、平坦的平原或河谷阶地、便于碎屑物质的堆积区域确定为泥石流的沉积区(7)。
3.如权利要求1所述的一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，其特征是：所述步骤②中，跨越泥石流沟通过区(6)时，线路尽量与沟道正交，避开沟床纵坡由陡变缓的转折处和平面上的急弯部位，选择从沟谷较窄的地段以桥梁工程(4)通过。
4.如权利要求1或3所述的一种确定泥石流区铁路空间线位的方法，其特征是：所述步骤②中，桥梁工程(4)尽可能单孔跨越，桥下净空应根据泥痕高度、残留层厚度、输移大漂石所需高度、淤积速度和地形条件确定，并留有必要的余量。
技术总结