[摘要]本文主要以麗香鐵路金沙江至小中甸段的工程地質(zhì)選線為例,在對(duì)麗香鐵路的地質(zhì)背景作出簡要概述的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了選線的原則以及影響選線的關(guān)鍵因素,并從微觀以及宏觀這兩個(gè)角度闡述工程地質(zhì)的選線實(shí)踐,旨在為線路的最終選定提供理論參考。
[關(guān)鍵詞] 麗香鐵路 工程地質(zhì) 選線 實(shí)踐
當(dāng)鐵路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和基本走向得以確定之后,那么建筑物的布置以及路線位置的選擇將取決于該條鐵路所處地區(qū)的地形、地質(zhì)條件,而新建麗江——香格里拉鐵路所處的位置是云南省的西北部橫斷山脈的中段到南段,處于云貴高原到青藏高原地貌過渡的斜面上,是我國大陸目前地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)。
1麗香鐵路的地質(zhì)背景
一方面,該區(qū)域位于青藏高原斷塊區(qū)之川滇菱形塊體和滇緬塊體的結(jié)合部位,受到印度板塊向北的推擠和青藏高原南東向擠出的疊加作用,是我國大陸目前地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū),活動(dòng)斷裂規(guī)模大,分布密集,地震活動(dòng)頻繁,震級(jí)大。
另一方面,麗香鐵路的地質(zhì)條件極其差,廣泛分布著滑坡、巖堆、錯(cuò)落、崩塌、危巖落石以及泥石流等,并受到深大斷裂以及活動(dòng)斷裂的控制和影響。其區(qū)域內(nèi)的冰嘖層、膨脹土、軟土以及可溶巖等特殊的巖性組合的分布十分廣泛,巖性對(duì)鐵路工程的地質(zhì)條件產(chǎn)生巨大的影響。因此,關(guān)于金沙江到小中甸這一段工程地質(zhì)的選線,我們進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)研究,從而得出最佳的線路方案。
2工程地質(zhì)選線的原則
2.1工程地質(zhì)選線的總原則
麗香鐵路工程地質(zhì)選線的原則共分為兩個(gè)方面:一是宏觀的地質(zhì)選線,通過麗香鐵路相關(guān)區(qū)域地質(zhì)資料的收集以及其所處區(qū)域內(nèi)的重大地質(zhì)條件的調(diào)查,最終決定好路線的總體走向,然后為線路尋找出一條比較合適的地質(zhì)走廊;另一方面是微觀地質(zhì)選線,即在確定好線路的大體走向以后,通過對(duì)工程地質(zhì)進(jìn)行勘察,分析麗香鐵路沿線工程的地質(zhì)條件,最后對(duì)線位的地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析,從而確定好線路的最終方案。
2.2不同區(qū)段的地質(zhì)選線原則
。1)由于麗香線屬于高地應(yīng)力區(qū),新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈,活動(dòng)斷裂發(fā)育,且地震震級(jí)高、地震頻發(fā),所以該段地區(qū)的地質(zhì)選線的首要原則是盡量讓最大水平的主應(yīng)力與深埋特長的隧道軸線兩者之間的夾角不能大于20度,通過這樣的措施來降低硬質(zhì)巖巖爆以及軟質(zhì)巖大變形所造成的危害。
。2)針對(duì)沿沖江河的河谷選線,當(dāng)河谷的彎曲度、河谷縱陡坡比較大的時(shí)候,如果選線所采用的是長隧取直的方案來穿過河流的包繞地塊時(shí),則要防止河床高于隧道的標(biāo)高,因?yàn)檫@樣容易引發(fā)大型的河水滲漏,而在可溶巖區(qū)域更加要避免這種情況的發(fā)生。
。3)針對(duì)可溶巖區(qū),在線路的選擇方面應(yīng)盡量把線位提高并且盡量讓線路外移,以傍河或傍山隧道通過,從而讓線路能夠處于溶巖發(fā)育比較弱的安全地帶。既要避免隧道從非可溶巖、可溶巖的接觸帶以及大型的溶蝕洼地下部通過,也要避免對(duì)線路進(jìn)行深埋取直的方式通過水平的徑流帶。
。4)針對(duì)具有斷層的區(qū)域,線路在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過大角度的方式穿過這些斷層區(qū)域或者盡量避開這些區(qū)域性的斷層,如果是采用大角度的方式穿過這些斷層時(shí),不可采用橋梁來穿過這些斷層,如果實(shí)在需要橋梁的銜接,則可通過搭建矮橋的方式跨過這些斷層。
。5)針對(duì)三迭系灰綠色、灰黑色板巖以及千枚巖的分布區(qū),由于該地區(qū)的的巖層比較薄,且易風(fēng)化、破碎、質(zhì)軟等,屬于易滑地層,并且其岸坡的穩(wěn)定性很差,因此對(duì)于這一區(qū)域段的線路設(shè)置,不易設(shè)置高路堤和高路塹,對(duì)于傍山短遂道群狀況的出現(xiàn)應(yīng)盡量避免,最好是以簡單的工程通過。
3工程地質(zhì)選線的關(guān)鍵地質(zhì)因素
3.1麗香鐵路所處區(qū)域地質(zhì)的構(gòu)造
麗香鐵路中的金沙江到小中甸這一段選線區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈,所測量的區(qū)域構(gòu)造的骨架主要為中甸斷層、沖江河斷裂,其地質(zhì)構(gòu)造最主要的走向是西北的方向,因此線路的設(shè)置也要與此走向大致保持一致。
3.2地層分布
線路的設(shè)置要盡量避開含煤地層或碳酸巖層等不良地層,如果實(shí)在無法避開這些不良巖層時(shí),要盡量選擇相對(duì)有利的部位或者狹窄處通過。
3.3不良地質(zhì)的發(fā)育區(qū)
測區(qū)中的不良地質(zhì)發(fā)育,而主要的不良地質(zhì)有溶巖、泥石流、巖堆、錯(cuò)落以及滑坡等。
首先是高地應(yīng)力,由于這一段區(qū)域位于高原的峽谷區(qū),其相對(duì)高差比較大,且部分隧道的埋深很大,導(dǎo)致垂直的地應(yīng)力也很大,并且由于測區(qū)容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),主要表現(xiàn)為河谷深切,地殼上身以及活動(dòng)斷裂的分布,地震震級(jí)大、次數(shù)頻繁,因此,這一段區(qū)域的深埋隧道會(huì)存在著很強(qiáng)的水平應(yīng)力?傊,這一段區(qū)域深埋隧道的主要高地應(yīng)力為水平地應(yīng)力。而隧道施工受到高地應(yīng)力的危害的最主要表現(xiàn)是硬質(zhì)巖的巖爆以及軟質(zhì)巖的大變形。
其次是溶巖,測區(qū)中主要的可溶巖主要是三迭系、泥盆系以及石巖系中的石灰?guī)r,主要是分布在俄迪到吉沙一帶、金沙江到只獨(dú)一帶、海巴洛一帶,其中線路與俄迪到吉沙一帶的聯(lián)系最為密切。由于沖江河的切割使得該段路線受到很大的影響,導(dǎo)致了線路在垂直循環(huán)帶中的深埋很大,而傍隧道因?yàn)閹r溶水而產(chǎn)生的涌泥涌水的危害比較小。然而,當(dāng)線路對(duì)河谷地帶進(jìn)行遠(yuǎn)離時(shí),巖溶的垂直循環(huán)帶會(huì)變得很薄,其地下水位也會(huì)隨著山勢的不同而變高,特別是存在隔水層時(shí),由于線路在水平循環(huán)帶中的埋深較淺,導(dǎo)致巖溶水對(duì)隧道產(chǎn)生了巨大的危害。
再者是泥石流,由于測任河以及沖江河中的大部分的支溝都會(huì)出現(xiàn)發(fā)育泥石流的現(xiàn)象,并且部分溝谷的泥石流甚至在發(fā)育的旺盛期。破壞力強(qiáng)、規(guī)模大的泥石流溝主要與官方泥石流溝、土觀村的泥石流溝、支獨(dú)泥石流溝、阿里洛的泥石流溝、螺絲灣的泥石流溝、海巴洛的泥石流溝以及上補(bǔ)洛的泥石流溝、陽山泥石流溝等,這些對(duì)于跨溝橋的墩臺(tái)和線位都產(chǎn)生很大的影響。
最后是巖堆、錯(cuò)落與滑坡,巖堆、錯(cuò)落、滑坡的規(guī)模大數(shù)量多,尤其是選線范圍內(nèi)的巖堆、錯(cuò)落和滑坡的數(shù)量多達(dá)上百個(gè),其中數(shù)量最多的是滑坡;聦(duì)分布在測任何以及其支溝、沖江河的兩岸,大部分是分布在三迭系板巖、千枚層分布區(qū)中的溝谷以及河谷的兩岸,其中還有小部分是分布在沖江河的河谷。
4工程地質(zhì)選線的實(shí)踐
4.1宏觀選線
由于宏觀地質(zhì)選線中關(guān)鍵的地質(zhì)因素為重大的不良地質(zhì)以及區(qū)域地質(zhì)的構(gòu)造線,如堆積體、大型滑坡等。因此,可依據(jù)不同的地質(zhì)信息選取不同的方案。如沿沖江河的展線和兩跨沖江河方案:(1)沿沖江河的展線,線路向沖俄迪站出發(fā),然后再折向北跨的俄迪河,然后經(jīng)過長為2734米的狼裁山的隧道之后在沿著沖江河的右岸進(jìn)行展現(xiàn),在這個(gè)過程中避開萬拉木的滑坡,再穿過長為6179米的隧道最終到達(dá)萬拉木的設(shè)站,然后線路在出站后繼續(xù)沿著沖江河的右岸直到上吉沙。這個(gè)方案主要的工程部分是橋、隧工程。(2)兩跨沖江河線路從俄迪站出發(fā)然后折向北跨俄迪河,之后往241國道的方向到?jīng)_江河邊所設(shè)的益你洛展,接著線路在取直兩跨沖江河最終達(dá)到上吉沙。通過對(duì)該段地區(qū)的地質(zhì)條件分析,采用沿沖江河的展線方案會(huì)更為合適。
4.2微觀地質(zhì)選線
微觀工程地質(zhì)的選線最主要的因素為不良地質(zhì)和次級(jí)構(gòu)造線,如危巖落石、堆積體等。在宏觀地質(zhì)選線的基本走向得到確定后,要結(jié)合工程地質(zhì)的勘察成果,進(jìn)一步優(yōu)化線路選擇方案。
5結(jié)語
鐵路工程地質(zhì)選線要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)特征,并依照一定的選線原則,通過對(duì)影響選線的關(guān)鍵因素的正確分析,最終為工程地質(zhì)選線提供最優(yōu)化的選擇方案。
參考文獻(xiàn)
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