中老昆万铁路作为泛亚铁路中线的重要组成部分，是主动融入和服务“一带一路”倡议，推进中国与周边国家互联互通的重要干线，是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和西部开发性项目，昆阳至玉溪铁路是中老昆万铁路通道的重要组成部分，是滇西南、滇南进入昆明的铁路咽喉，在我国铁路网中具有重要地位和作用。

昆阳至玉溪铁路扩能改造工程为云南省第一条开通运行时速200km/h的改建铁路，项目位于云南省中部，北起云南省昆明市昆阳站，南至玉溪市玉溪站。线路北端通过昆明枢纽东南环线与沪昆高铁、云桂、贵昆、南昆、成昆等铁路相连，南端与玉（溪）蒙（自）铁路、蒙（自）河（口）铁路、玉（溪）磨（憨）铁路相连接，是我国西南进出境国际铁路与国内铁路网连接的重要铁路干线，是云南省与东南亚各国共同推进的区域合作中东线、中线陆路大通道的“中继站”，是昆明经济辐射带动作用的重要一环。线路全长49.3km，总投资50.76亿元。项目于2010年10月开工， 至2016年11月通过初验。

1、地质、环保、规划综合选线，桥、隧、车站统筹布局。

昆玉线位于云南省中部，经过昆明市及玉溪市。沿线区域受小江断裂带构造线控制，形成了以断陷盆地与中山剥蚀、溶蚀丘陵相间地貌特征，地势北高南低。区域地质构造复杂，新构造运动强烈；区域变质作用范围较广，岩体较为破碎，风化程度较高，丘陵斜坡地带岩土体自稳性较差，可溶岩地段岩溶发育；断陷盆地及谷地内特殊岩土发育。工程地质条件较差；分布多处水利工程、水工建筑物、风景名胜区、基本农田保护区、水源保护区、文物古迹等；且途经晋宁区、玉溪市城市规划区。针对以上地质、环保、规划等影响因素，线路选线中贯彻地质、环保、规划综合考虑，桥、隧、车站统筹布局的原则。

线路以架桥设涵的方式通过水利工程及水工建筑物，既保证铁路建设不影响既有水利灌溉系统，又保障铁路自身的安全；结合晋宁区、玉溪市城市规划区，与政府多次沟通，与在建的安晋高速公路以及玉溪市内所有规划、在建以及既有的城市道路按立交设计；绕避不良地质区域、风景名胜区、基本农田保护区、水源保护区、文物古迹等。最终线路由昆明枢纽东南环线渠东线路所接出，经凤踪村、普达、鲁姬村西侧，在下村和莫家庄东侧设宝峰车站；沿军事管理区与昆玉高速公路之间以宝峰隧道（L-7377m）下穿昆玉高速公路（高差在70m以上）以及既有昆玉铁路（高差在35.9m）；上跨昆玉高速公路、西河二水库和西河一水库；经云南玉磷化冶有限公司东南角、玉溪市南莲水泥厂西侧，穿玉溪市看守所后沿既有昆玉线右侧行进。避开玉溪市垃圾处理厂、玉溪市环境清洁中心以及煤窑采空区，经小梨铧营、桂井，在三道门和海子营间设玉溪车站后，经马料河、向家草坝、桃园、薛家山，线路以新哨坡隧道下穿玉元高速公路后，经既有玉溪南车站至本线终点（玉蒙线K1+300），线路全长49.3km。

2、首次采用复杂艰险山区“防护桩+多边形异形承台”技术。

昆玉铁路部分线路位于复杂艰险山区，坡面陡峻、破碎，植被相对较好，为避免常规矩形承台斜向布置于陡峻边坡而造成基坑深、开挖面积大而影响生态环境及水土保持等不利情况，设计研究采用了“防护桩+多边形异形承台”设计可有效解决陡峻边坡处基坑深、挖方高、范围大、破坏植被多等问题，也有效隔离陡峻边坡失稳产生的侧向力影响桥墩及桩基结构的安全。为国内首次采用，达到国内先进水平，经科学技术部西南信息中心查新中心查证，复杂艰险山区“防护桩+多边形异形承台”设计，针对桥墩斜穿高陡边坡，采用多边形承台顺应高陡边坡现状，减小承台基坑开挖范围、降低防护桩悬臂高度。在所检文献以及时限范围内，国内未见相同文献报道。

3、68m下承式铁路系杆拱小角度跨越在建铁路桥梁结构设计。

昆玉铁路玉溪西至玉溪南上行线特大桥与在建的玉磨线薛家山双线大桥小角度相交，交角为18°55′，为了不影响在建玉磨铁路桥梁限界，尽量减小线路长度及征地拆迁范围，设计采用68m系杆拱跨越在建双线铁路桥梁，该设计方案可使玉溪西至玉溪南上行铁路线路尽快接入既有铁路，可缩短铁路线路长度，减小征地拆迁，节约投资约600万元，该立交桥梁位于玉溪市城边，下承式铁路系杆拱较为美观的桥型也为周边增景添色。68m下承式铁路系杆拱小角度跨越在建铁路桥梁结构设计达到国内先进水平，获得了专利1项。

4、大型铁路互通式立交工程设计。

昆阳互通式铁路立交是一个大型铁路互通式立交工程，是整个昆玉铁路控制工程之一，也是昆玉铁路的重点、难点工程；互通连接昆玉铁路、昆枢东南环铁路、中宝铁路、昆阳支线铁路4条铁路线路，整个立交层次为3层，共设置5座疏解线铁路桥梁、1座主线铁路桥梁，其中疏解线铁路桥梁总长3497.2m，主线长度2779.0m；该互通式铁路立交控制因素较多，有既有城市道路、既有铁路及改建铁路路基、互相交叉的铁路桥梁等，设计根据现场实际情况，采用了预应力混凝土连续梁（悬灌施工）、简支T梁等多种桥梁结构形式相结合的布置形式，下部采用圆端形桥墩。该设计方案能够有效减小施工对既有道路、铁路运营的干扰，很大程度上减小了施工难度及投资成本，桥梁上、下部结构形式协调统一、简洁流畅、轮廓分明、桥下通透、美观，能很好的与周围环境相协调。

5、高烈度地震区速度锁定支座的应用技术。

一般情况下，大跨度连续梁中常规只设置1个固定墩（设置固定支座），其余为活动墩（设置活动支座），固定墩独立承担地震力及其它水平力作用，昆玉铁路处于8度高烈度地震区，设计地震力相对较大，如果由1个固定墩独立承担地震力，其墩身结构尺寸较大，这样势必造成投资增加、桥梁美观性较差等不利因素，设计在连续梁活动墩上设置速度锁定支座，在正常营运情况下，温差、制动力等引起的墩梁相对位移速度较慢，不能启动速度锁定支座锁定功能，此时速度锁定支座等同普通支座，当发生较大地震力时，墩梁将产生较快的位移加速度，启动速度锁定支座锁定功能，将活动支座转变为固定支座，共同分担巨大的地震力，有效保护桥墩结构，同时也有效减小桥墩尺寸及投资成本，增强桥梁美观效果。

为有效减小地震力对桥梁结构的影响，设计中在大跨度连续梁中采用了速度锁定支座，该类型支座获得实用新型专利1项（附件7.2），同时也得到了国内知名专家的评审及认可.

6、高墩大跨桥梁车桥耦合动力仿真分析研究。

昆玉铁路位于高烈度、艰险山区，为使桥梁结构满足设计运行速度条件下列车运行安全性及舒适度要求，我院与西南交通大学合作对高墩、大跨度桥梁进行车桥耦合动力仿真分析研究，采用空间有限元建立全桥动力分析模型，研究计算了桥梁的自振频率、跨中竖向与横向动位移及加速度、墩顶横向位移与加速度等各项参数，进一步检算了行车安全性和乘车舒适度等指标，以保证在桥梁上运行列车的安全性和乘车舒适度要求.

7、运用颗粒流理论对饱和全风化粉细砂地层隧道开挖动态破坏过程及受力机理进行计算分析研究。

本项目全线控制工程宝峰隧道全长7377m，针对隧道穿越饱和全风化粉细砂地层的特点，运用颗粒流理论对隧道开挖动态破坏过程及受力机理进行计算分析，其研究结论达到国能先进水平，经科学技术部西南信息中心查新中心查证，本项目运用颗粒流理论对饱和全风化粉细砂地层隧道开挖动态破坏过程及受力机理进行计算分析，得到了饱和全风化粉细砂地层中隧道开挖引起的塌落拱范围、由于隧道变形而影响地面结构的隧道最小埋深以及隧道洞室上方应力变化迁移过程。在所检文献以及时限范围内，除委托人相关的文献报道外，国内未见相同文献报道.

8、一种隧道及地下工程结构用可维护式泄水系统及基于摩擦耗能纵梁的喷混-钢架整体让变初支结构设计。

宝峰隧道周边水系较为发育，受地质条件以及地表降水影响，隧道衬砌经常会受到地下水的影响，如不及时泄压排水，隧道衬砌在高水压作用下将出现变形大、开裂甚至混凝土被压溃的状况，安全危害大。在隧道建设期间采取行之有效的设计方案和可靠的施工措施进行主动排水，减小衬砌外部水压是维持隧道稳定，确保隧道运营安全的最佳选择。为此在宝峰隧道设计过程中创新提出了一种隧道及地下工程结构用可维护式泄水系统，旨在提供一种安全性高的隧道及地下工程结构用可维护式泄水系统。该泄水系统已获得实用新型专利证书1项（附件7.3），本系统可主动降低衬砌水压，维持隧道稳定，确保运营安全。

宝峰隧道部分地段围岩变形较大，在设计过程中创新提出了一种基于摩擦耗能纵梁的喷混钢架整体让变初支结构，在实现隧道初期支护与周边围岩协同变形的同时，摩擦耗能纵梁仍能保证初期支护具备一定抗压和抗剪能力，通过设置环向和纵向钢筋，摩擦耗能纵梁通长布置，极大增强了隧道钢架与钢架间喷射混凝土组成的初期支护结构共同变形能力，避免了钢架和喷射混凝土变形不协调引起结构破坏，实现了“刚柔并济”治理。本发明是对现有隧道初期支护结构受力模式整体改变，适用于隧道工程初期支护大变形灾害的控制，本发明已获得实用新型专利证书1项。

9、高原盆地高烈度地震区深厚软土地基管桩桩网结构设计。

昆玉线宝峰车站属高原低山断陷湖积盆地及剥蚀低中山丘陵地貌，地形平缓大部分路基为湖象沉积深厚软土填方路基，长1311m，软土层最大厚度约为28m。常用的砂石桩等散体材料柔性桩由于加固深度大、软弱淤泥土及高地下水位等因素的影响而成桩难度大；水泥搅拌桩等半刚性桩在处理深度超过15m的深厚、复杂软土地基中质量也一样难以控制，在淤泥、泥炭等软弱土层中成桩效果差，甚至无法成桩，且随着加固深度的增加，桩体质量逐渐下降，部分工程中还出现原状土没有固化剂掺入反而被扰动的情况，目前工程应用中改进的多向水泥搅拌法、砂浆搅拌法及高压旋喷法等工程适用性受多种因素限制也不能完全解决问题；CFG桩、沉管灌注桩等刚性桩由于需在地基中先成孔再灌注混凝土成桩，施工过程控制及工艺要求比较严格，施工过程的断桩、塌孔、径缩等导致桩体质量难以控制。为此通过单桩承载力、地基沉降、整体稳定性分析计算，最后确定采用管桩桩网结构软土地基加固措施。

管桩桩网结构软土地基加固措施主要优势为：一是预应力管桩施工成桩质量好，不需要预成孔或养护，成桩质量不受土层性质及地下水位的影响，加固深度达到40m仍能保证质量，能充分发挥桩体强度，加固后的路基变形小，沉降稳定快；二是预应力管桩施工采用静压法无废水及碴土排放，噪音小，对环境影响小，对环境敏感点适应性较强；三是预应力管桩加固地基采用桩网结构形式，荷载90%由桩承担，铁路铺轨后变形基本为桩身变形和刺入变形，工后沉降可控且较小，路基能满足长期高速运行平稳要求。本技术的实施推动了地基加固新技术的发展，积累了大量的工程经验，形成了一套高原低山断陷湖积盆地深厚软土地基加固的成套技术，成功解决了高原盆地高烈度地震区、大面积深厚软土地基加固的难题，为高速铁（公）路的建设中遇见的深厚、复杂软土地基加固提供了可靠、有效、经济的工程技术手段。依托本类型工点获得国家专利2项（附件7.5、附件7.6），发表了学术论文1篇。

10、高原盆地高烈度地震区隧道洞口陡坡路堑超高软岩边坡设计。

观音寺2号隧道洞口边坡地处玉溪盆地北西侧边缘中低山区，隧道进口前路基以挖方形式通过，边坡高40m，岩性为板岩，且板岩风化层较厚，对铁路工程影响大，易受水冲刷、软化而发生失稳。受限于施工场地，传统的刷方清坡施工困难，且刷方将造成隧道洞门失稳，洞外板岩高边坡边坡稳定性也存在问题。为避免右侧路堑挖方“剥山皮”和降低边坡开挖高度，设计中采用高原盆地高烈度地震区隧道洞口陡坡路堑超高软岩边坡设计，为国内首次采用，达到国内先进水平，经科学技术部西南信息中心查新中心查证，设计中采用路堑预加固桩+桩间土钉墙保证稳定性，采用锚杆框架梁内喷播植草间植灌木+人字形截水骨架内喷播植草间植灌木护坡+喷播植草间植灌木护坡的坡面防护形式，通过对左右开挖边坡采用压力分散型锚索为主的锚、卸、排等综合加固技术，保证边坡稳定。在所检文献以及时限范围内，国内未见相同文献报道。

11、高原盆地高烈度地震区高陡坡路基工程设计。

昆玉线陡坡路基工点主要分布于大莲池2号大桥～上龙池1号双线大桥间，属剥蚀低中山坡麓地貌，地形起伏较大，地面标高1720～1820m，相对高差约100m，自然坡度20～50°。受限于路基工程两端桥梁墩高、既有昆玉铁路莲池车站及九龙池公园景区的美观性，导致了路基工程出现了较长的陡坡路基，且路基的中心最大挖深约22m，中心最大填高约7m，给工程设计带来了极大的挑战。

设计中陡坡路基下游侧采用“桩基托梁重力式路肩挡土墙+重力式路肩挡土墙”的处理措施；上游侧高陡路堑边坡处理采用“锚固桩及桩间挡土墙封顶”的处理措施，边坡防护采用“锚杆框架梁内喷播植草间植灌木护坡+人字型截水骨架内喷播植草间植灌木护坡+ 喷混植生护坡”的处理措施；基床底层以下铺设5层土工格栅，每层间距0.6m；相临两节墙高差较大时，开挖基坑采用M7.5浆砌片石回填。本设计积极考虑了当地景区与工程相结合的特点，提出了在设计过程中综合考虑工程设计与既有景区景点协调发展的绿色设计先进设计理念，既保证了线路陡坡路基的整体稳定性，消除了线路的安全隐患，满足铁路运营安全需要，同时又节约了大量的土地，减少了对景区景点的破坏，节省了投资。

12、昆玉线计算机信号系统的集成设计技术。

昆玉线计算机信号系统是昆玉线的耳目和神经中枢，是调度集中系统（CTC）、ZPW-2000四显示自动闭塞系统与CTCS-2级列控系统、车站计算机联锁系统、集中监测系统、智能化综合电源系统、综合雷电防护系统与综合接地系统等子系统的集合体。各子系统相对独立又相互关联，子系统间信息输送量大、接口关系复杂，集成难度高。

昆玉线计算机信号系统的集成，具有既可以保障速度200km/h动车组高速安全运行，又能满足速度160km/h以下普通旅客列车及货物列车安全运行的功能。它与速度为200km/h以上的高速客运专线铁路只能运行速度200km/h以上动车组、或速度160km/h以下的普速铁路只能运行速度160km/h以下旅客列车及货物列车的系统相比，有本质的不同。昆玉线计算机信号系统的集成技术，为铁路建设中，在速度200km/h的铁路通道上，其经济技术指标、科学性和先进性为省内领先、国内先进。

针对因雨季轨道表面锈蚀，列车占用轨道时行不成短路电流，由此造成轨道电路分路不良，不能正确反映列车占用轨道的问题，设计人员研究采用熔覆合金技术有效解决了这一难题。熔覆合金技术是采用等离子弧为热源，在轨道表面形成熔池，将锰、铬、铁等合金粉末通过焊枪进入熔池，使轨道表面形成耐磨、防锈蚀合金层。这一技术与其它需要增加室内室外设备的技术手段相比，具有操作简便、经久耐用、无需维护管养的特点。它有效解决了轨道电路分路不良的问题，在昆玉线为首次研究运用。

总结

中老昆万铁路时速200km昆阳至玉溪铁路扩能改造工程，在地质、环保、规划、风景名胜区、基本农田保护区、水源保护区、文物古迹等综合影响下，应用桥、隧、路先进设计理念，克服工程技术难题，综合选线；应用先进的计算机信号系统集成设计技术，形成昆玉线的耳目和神经中枢；应用6项专利，10余项先进设计技术，支撑起本项目的科学技术先进性。成为云南省第一条开通运行时速200km/h的改建铁路，成为中老昆万铁路的重要组成部分。