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川藏铁路昌都至林芝段主要工程地质问题分析

 GXF360 2019-09-05

1 概述

2018年10月10日,中央财经委员会第三次会议指出,规划建设川藏铁路,是促进民族团结、维护国家统一、巩固边疆稳定的需要,是促进西藏经济社会发展的需要,是贯彻落实党中央治藏方略的重大举措[1]

川藏铁路昌都至林芝段线路在昌都市经开区设昌都站,出站后穿浪拉山,在邦达机场北设邦达机场站,出站后线路穿业拉山、跨越怒江、穿伯舒拉岭、跨康玉曲、穿安久拉山,于古乡镇设波密西站,之后穿易贡隧道,设通麦站,随后线路向西南行进,跨东久河后于鲁朗镇景区设鲁朗站,穿色季拉山、跨尼洋河至本线设计终点、拉林铁路在建林芝站,线路长度约360 km[2]。如图1所示。

该铁路穿越藏东横断山区和藏东南高山峡谷中,走行于印度板块与欧亚板块挤压形成的南迦巴瓦东构造结附近,地形崎岖艰险、地质构造复杂、不良地质极其发育[3-6],铁路建设难度极大。工程地质条件成为影响线路方案走向的重要因素,查明拟建铁路沿线的主要工程地质问题,成为必然而迫切的重要工作。

2 工程地质环境特征

川藏铁路昌都至林芝段的工程地质环境条件具有“九极”的特征:地形高差极大、气候极端、地层极多、构造极活跃、地震极发育、地下水极丰富、地应力极高、地温极高以及地质灾害极发育。

2.1 地形高差极大

线路沿线地貌形态受青藏高原隆升的影响,具有典型的“V”字形高山深切峡谷地貌,形成了线路沿线“三起三落”的地形。如图2所示。

图1 川藏铁路昌都至林芝段线路方案示意

图2 川藏铁路昌都至林芝段沿线地势示意

地貌属藏东南近NWW向高山峡谷区,主要包括喜马拉雅山系和念青唐古拉山系。山脉走向主要为东西向,山高涧深。平均海拔4 000 m以上,线路沿线海拔最高处在伯舒拉岭,高达5 280 m;海拔最低处在通麦镇,低至2 030 m,高差达到3 250 m。巨大的高差,造就了线路沿线多悬崖绝壁,沟谷密布,致使传统的勘察方法不能满足勘测要求,需要利用新技术、新方法、新设备辅助勘察工作。

2.2 气候极端

线路沿线主要受印度洋暖流影响,昌都地区属高原亚温带亚湿润气候,林芝地区为热带、亚热带、温带及寒带气候并存的多种气候带,形成全线“一山有四季,十里不同天”的气候景象。

现代文学区别于古典文学的本质特征之一,是知识话语的生产体系不同,无论是文学场域,还是生产主体,都发生了根本性的变革。现代教育在中国的落地生根,是词学研究学院化和学科化的体制基础。陈水云认为“直到1917年春蔡元培出任北京大学校长,在国文学门首设‘词曲’课程,并聘请吴梅、刘毓盘这样的词曲专家出任教授,中国词学现代化局面才算是打开了”⑩,词学作为一门专业的学科正式进入现代教育的体制中。《词学季刊》创刊号简要列举了20世纪30年代在高等学校任教的词学教授,如中央大学的吴梅、汪东、王易,中山大学的陈洵等,均在大学讲堂传道授业,培养了大批词学研究学者,推动了现代词学的学院化进程。

研究区年平均气温介于7~10 ℃间,最高气温高达30 ℃,最低气温低至-30 ℃,温差高达60 ℃;空气稀薄,太阳幅射强,日照长,年温差约15 ℃,日温差约30 ℃,且阴坡与阳坡温差较大。

五月至九月的降雨量约占全年降雨总量的90%,降雨量介于450~1 200 mm间。全线海拔最低的通麦镇,为帕隆藏布和易贡藏布的汇合处,降雨量高达1 200 mm;充沛的降雨是该地区90%以上地质灾害的诱发因素[7]

2.3 地层极多

线路沿线地层岩性极多。地表覆盖的第四系(Q)地层,以砂类土、碎石类土为主;下伏基岩从元古代到新生代均有发育,沉积岩、变质岩及侵入岩均有分布,岩性复杂多变。线路经过羌塘—昌都地块、冈底斯—念青唐古拉地块,如图3所示。各地块岩性分述如下。

(1)羌塘—昌都地块:主要为侏罗系(J)泥页岩、砂岩为,三叠系(T)灰岩、砂岩,二叠系(P)砂岩,石炭系(C)变质砂岩与板岩互层,上远古界大理岩、片岩,远古界片麻岩、大理岩,燕山期—喜山期二长花岗岩、闪长岩等。

改革开放后的河南现代戏,对自身积淀的优势传统做了忠实的继承和发扬,但同时也在实现与时俱进的创新突破,努力弥补以往河南现代戏“粗、浅、俗”的缺憾,追求题材的拓展、思想意蕴的深化和舞台呈现的精致。九十年代获得文华新剧目奖的《王屋山下》和《都市风铃声》,是河南现代戏中少有的工业和商业题材;《能人百不成》题目的悖论已昭示了对主题内涵的哲理追求;《阿Q与孔乙己》把鲁迅笔下两个经典的文学形象转化为舞台形象,借助对原著批判精神的继承,提升了河南现代戏的文学品位;《老子·儿子·弦子》在传统的伦理题材中,开掘出了“精神赡养”的现代主题;《红果,红了》舞台呈现的空灵诗化,大大改变了河南现代戏舞台风貌。

(2)冈底斯—念青唐古拉地块:主要为古近系(E)砾岩、砂砾岩等,白垩系(K)安山岩、英安岩等,侏罗系(J)石英(杂)砂岩、页岩等,三叠系(T)板岩、灰岩等,二叠系(P)和石炭系(C)变砂岩、片麻岩、绿泥片岩等,泥盆系(D)灰岩、大理岩等,前寒武系(An))片麻岩夹片岩、斜长角闪岩、变粒岩等,燕山期—喜山期花岗岩和闪长岩等侵入岩。

图3 川藏铁路昌都至林芝段地层区划示意[8]

极其复杂多变的地层岩性,使得野外勘察工作量剧增,且长大段落的隧道洞身上,有限的基岩露头和地质钻探,隧道洞身的岩性增加了更多的不确定性,给隧道施工带来潜在威胁。

2.4 构造极活跃

线路穿越3个一级构造单元、5个二级构造单元;一级构造单元的边界为班公湖-怒江缝合带,其东侧为羌塘—昌都地块,西侧为冈底斯—念青唐古拉地块;二级构造单元自东向西依次为昌都—兰坪地块、乌兰—乌拉湖—北澜沧江结合带、左贡地块、班公湖—怒江结合带、拉达克—冈底斯—察隅弧盆系。

本次设计的最大工作负压为55 kPa,气体流量为50 m3/min,砂粒的运输距离大于15 m.常见真空源难以同时满足以上要求,经过考察选择了韩国KFM公司的逆流冷却式罗茨真空泵,型号为ST250SVBF,其性能参数如表1.

进入第四纪以来,印度板块不断向欧亚板块下俯冲和挤压,使青藏高原以9.5 mm/a的速度在向上隆升[9-11],造成地壳的剧烈活动,形成高地应力,并形成不同方向的活动断裂(带)。

线路沿线断裂密集发育,以深大活动断裂带为主控构造,主要包括澜沧江断裂带、怒江断裂带、边坝—洛隆断裂、嘉黎断裂带、西兴拉断裂带和米林断裂带等活动断层。

多而宽的活动断裂,主要与线路走向成大角度相交,严重威胁上跨桥梁和下穿隧道的施工和运营安全。

国际阿尔茨海默病协会预计,在全球范围内,阿尔茨海默病患者的数量每20年将翻一番,到2050年,将有超过1.15亿人患有此病。从今年开始,原本为期一天的“世界阿尔茨海默病日”将被延长至一个月。阿尔茨海默病带来的人文主义思考,使今年的活动聚焦在减少对该病的歧视与耻辱感上。

2.5 地震极发育

线路涉及五个潜在震源区:澜沧江潜在震源区、八宿—怒江潜在震源区、然乌潜在震源区、波密—通麦潜在震源区以及主喜马拉雅潜在震源区;沿线地震活动频繁而强烈,属于高烈度地震多发区。澜沧江、八宿—怒江、然乌及波密—通麦4个潜在震源区地震活动相对较弱,未出现过6.0级以上地震,震级上限定为6.0级,工程寿命期内的震级上限预估为5.5级。

主喜马拉雅潜在震源区已发生大于或等于6级地震8次,最大地震是1950年8月15日发生的墨脱—察隅Ms8.6级地震,造成近4 000人死亡,整个青藏高原及毗邻的印度平原均有明显震感[12-13];该区的震级上限定为8.6级,工程寿命期内的震级上限预估为8.0级。

线路沿线的地震动峰值加速度介于0.10g~0.30g,抗震设防烈度为Ⅶ~Ⅷ度;基本地震动加速度反应谱特征周期为0.45 s[14]

数量多、震级强的地震,严重威胁着该铁路的勘测、施工及运营的安全。

2.6 地应力极高

线路穿行于印度板块与亚欧板块挤压区,水平主应力均大于垂直主应力,属于强烈挤压区[15]。根据实测数据显示,当线路沿线的隧道埋深大于500 m时,强度应力比值小于4,即会产生极高地应力[16]。如图4所示。

图4 强度应力比与隧道埋深关系预测曲线

由于线路的隧道比高达80%,隧道埋深大于500 m的段落占比高达90%,且最大埋深大于2 000 m,使得线路沿线的极高地应力问题突出,导致线路沿线隧道的岩爆和软岩大变形问题极其突出,将严重影响工程进度和隧道施工安全。

预算管理是企业提高经营效益与效率的重要途径。通过预算管理,企业可合理分配企业有限的财务资源,使资金效益最大化。通过科学的预算管理,保障企业正常生产经营所需资金的流动性,同时降低企业的投资风险。在企业业财融合中,业务部门根据企业的发展规划与本部门的工作任务为财务部门提供部门预算数据,财务部门根据企业的生产经营计划,编制科学的企业年度经营管理预算,并对企业财务资源作一合理分配按排,从而使预算可以得到有效的执行,从而使企业预算管理效益得到大大的提高。

2.7 地下水极丰富

线路沿线具有丰富的地下水。第一,线路沿线的基岩在极高地应力作用下极易产生破裂形变,裂隙高度发育,为地下水赋存和岩溶发育提供了条件;第二,八宿、洛隆、拥巴及波密等地的碳酸盐岩、碳酸盐岩夹碎屑岩及碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙中发育大量岩溶水;第三,沿线高度发育的褶皱构造和断裂带内,向斜核部、背斜及两翼节理裂隙密集发育,地下水富集;第四,充沛的大气降水、持续的冰雪融水、丰富的河湖水等下渗,为地下水提供了源源不断的补给。

极丰富的地下水资源,极易造成隧道的突涌水事故,影响隧道安全施工,延长铁路建设工期[17-18]

本研究通过将接受过RP手术的患者,根据术后5年不同的生存预后状态分成生存组与死亡组,对可能与预后有影响的因素进行组间比较,发现CCI、年龄、临床分期、病理分级等4项指标存在统计学差异,提示CCI越高,年龄越大,临床分期越晚,病理分级越高对术后预后不利。进一步将CCI、年龄、临床分期、病理分级等4项指标结合起来评价RP术后患者的预后,发现经过Logistic方程回归的ROC曲线AUC值提升至0.814(0.730-0.898),均大于单独使用CCI、年龄、临床分期、病理分级的ROC曲线的AUC值,能显著提高对RP术后预后预测的准确性。

2.8 地温极高

线路沿线位于地中海—南亚地热异常带,是我国大陆上地热活动最强烈的地区之一,主要涉及左贡—东村地热带、波密—通麦地热带。沿线的温泉水温一般约60 ℃,主要受澜沧江缝合带、怒江地壳拼接带、嘉黎断裂、雅鲁藏布江缝合带等控制。通麦镇西南侧的长青温泉水温高达95.5 ℃,涌水量5~6 L/s,天然热流量1.884×104 kJ/s,硫化氢气味很浓,矿化度和pH值较高,其位于线路轨面高程以下。

高地温将严重影响到长大深埋隧道的安全施工,造成工期延误,并对后期列车的安全运行形成威胁[19-20]

2.9 地质灾害极发育

昌都至林芝铁路位于强烈隆升的青藏高原上,高海拔因素等形成了特有的冰川雪域地貌和强烈的寒冻风化作用;加之极大的高差使河流更具强大的侵蚀下切和侧蚀能力,形成谷深、坡陡、湍急的高山峡谷地貌;进入中新生代以来,藏东南地区构造活动越发强烈,挤压、隆起作用强烈,基岩节理裂隙发育,岩体破碎,地震活动频繁,温差极大且变换迅速,降雨量非常充沛等,为各类不良地质的孕育、产生及发展提供了充足的条件。

3 主要工程地质问题

昌都至林芝铁路走行于高海拔、大高差、地壳抬升隆起、构造运动强烈、河流剥蚀急速下切等特殊的地质环境中,在外动力地质作用下形成了冰川泥石流、高位崩塌滑坡、溜砂坡(岩屑坡)等地质问题;在内动力地质作用下形成了深大活动断裂、高地应力、高地温等地质问题。本文重点从以下11个方面进行介绍。

3.1 岩爆和软岩大变形

线路沿线山高谷深,造就了长大深埋的隧道,形成了极高地应力,为岩爆和软岩大变形的孕育、发展创造了有利的条件[21],加之全线隧道占比极高,使岩爆与软岩大变形问题极其突出。

1.2.1 一般的护理措施 患者接受治疗后,护理人员为患者进行了护理,根据患者的病情开展针对性的护理服务。患者接受治疗的初期需要对患者的病情进行监控,提供特护护理,让患者的疼痛得到缓解。

岩爆:燕山期—喜山期花岗岩、闪长岩、花岗混合岩,前寒武念青唐古拉岩群花岗片麻岩等,均属于硬质岩,在高地应力作用下,极易形成岩爆;主要分布在八宿—康玉段、波密—林芝段。

软岩大变形:在波密以东地区的基岩中,古近系(E)中的泥岩,侏罗系(J)中的页岩,石炭系(C)、三叠系(T)、二叠系(P)中的板岩等,均属于软质岩,在高地应力作用下,上述隧道围岩发生柔性破坏,出现侧鼓、底鼓等围岩大变形,从而导致隧道塌方;主要分布在昌都—八宿段和康玉—多吉段。

演化博弈起源于生物进化论,被广泛用于分析群体演化过程,能够分析重复博弈中,当存在有限理性引起的偏差的干扰,是否存在能够回复稳定的均衡策略,如存在该策略,即为演化稳定策略均衡。

选线及防治对策:(1)勘察阶段,开展针对岩爆和软岩大变形的专题研究工作;(2)极高地应力地区越岭隧道的选线通过拔高线位,选取埋深浅的垭口,从断层不发育的部位,以大角度的方式正穿,并穿越相对坚硬完整的岩性;(3)当隧道采用钻爆法施工时,循环采取爆破—静止—掘进的施工方法进行作业。

3.2 高地温

线路沿线的地热温度极高,主要受控于板块缝合带和深大活动断裂等构造破碎带附近,常沿有强烈活动的断裂呈条带状分布;在澜沧江断裂带与边坝—洛隆断裂带之间、嘉黎断裂带与西兴拉断裂带之间的地区,分布有大量温泉,这些地区的高地温问题极其突出。如图5所示。

图5 川藏铁路昌都至林芝段沿线温泉分布示意

选线及防治对策:(1)勘察阶段,开展长大隧道高温热害专题研究工作,选择地温较低的走廊通过;(2)线路沿线具有极丰富的地表水资源,由于冰雪融水汇入等因素影响,常年水温很低,利用其形成低温水雾对隧道的环境进行降温;(3)在隧道衬砌内设计耐高温绝缘隔热材料。

3.3 深大活动断裂带

线路沿线的活动断裂构造较发育,由东向西依次穿过的活动断裂:澜沧江断裂带、巴青—类乌齐断裂带、怒江断裂带、边坝—洛隆断裂带、嘉黎断裂带,在鲁朗境内,线路沿雅江缝合带北缘走行。如图6所示。在波密至通麦段的嘉黎断裂带等段落附近,断裂带的影响带重叠,断裂带与线路呈小角度相交或并行,导致线路通过的断裂破碎带宽度可达数十千米;断裂破碎带的物质主要为断层泥、断层角砾及碎裂岩等,工程地质条件极差。

图6 川藏铁路昌都至林芝段主要活动断裂分布

上述断裂现今仍在活动,多次诱发中、强地震,并存在发生高烈度地震的可能性;在深大断裂带附近,分布有大量的温泉,且以高温温泉为主。

选线及防治对策:(1)勘察阶段,开展线路沿线的活动断裂开展专题研究,评价其铁路的危害程度;(2)线路采用宽体路基垂直穿过活动断裂带,并将断裂带影响范围内对轨道进行特殊设计,使其能进行轴向(垂直于线路)滑动。

3.4 高位滑坡崩塌

2000年04月09日,西藏林芝市波密县易贡藏布扎木弄沟发生的易贡高速巨型滑坡,滑程约8 km,高差约3 330 m,截断易贡藏布河,形成易贡滑坡堰塞湖,严重威胁到上下游居民的生命财产安全[22];2018年10月10日,西藏自治区昌都市江达县波罗乡白格村生山体滑坡,堵塞金沙江干流河道,长约5 600 m,高约70 m,宽约200 m,堰塞湖上游受威胁范围达20多km。如图7所示。

关于建设“城市水库”打造“浙中水乡”的调研与思考……………………………………………………… 陈一新(9.7)

图7 重大滑坡灾害

沿线滑坡成因复杂,类型多样,按主控因素或物质组成可以划分为:地震型岩质滑坡、坡脚侵蚀型岩(土)质滑坡、降雨型岩(土)质滑坡、冻融型土质滑坡、工程型岩(土)质滑坡五种主要的类型。崩塌按物质组成、破坏模式可以划分为两种基本类型:硬岩类崩塌、软岩类崩塌。线路沿线的怒江、帕隆藏布、雅鲁藏布江等高山峡谷内,滑坡、崩塌均有分布,具有“四极”的特点:地形高差极大、地灾规模极巨、破坏力极强、治理难度极大。

电力电缆设备故障的类型比较多,在当前技术应用中需要做好具体技术分析工作,结合系统本身流程要求和探测要求等,在故障分析的过程中采用循序渐进的方式进行处理。最重要的是强化系统日常维护处理,保证电力电缆设备发挥稳定性,为行业进步奠定基础。

各牧草品种CP产量年际变化显著(P<0.05),月变化显著(P<0.05)。2年平均以星星草CP产量最高,为69.73 g/m2,其次为同德老芒麦(65.79 g/m2)、垂穗披碱草(60.71 g/m2)、中华羊茅(51.00 g/m2)、青海早熟禾(41.49 g/m2)。同德老芒麦和垂穗披碱草CP产量在8月达到最高值,显著高于7月和9月,青海草地早熟禾、星星草和青海中华羊茅CP产量2年的变化没有规律。2014年CP产量在9月达到最高值,2015年在8月达到最高值(图 6)。

选线及防治对策:(1)对极难治理的滑坡崩塌灾害建议以绕避为主;(2)针对无法绕避的滑坡崩塌开展专题研究工作,进行稳定性评价,给出处理措施意见。

3.5 泥石流

喜马拉雅山脉是地球上最年轻的山脉,经过长期的地质作用,斜坡上、沟谷中分布有大量松散堆积物,且斜坡的稳定性差;拟建铁路位于藏东南地区,受印度洋暖湿气流的影响,降水量极丰富,为泥石流的发育提供了充沛的水文条件,使该地区成为我国泥石流分布广泛、规模宏大、爆发频繁、破坏力强的地区。该区泥石流具有爆发突然、历时短暂,破坏力极强的特点,常使微地貌发生巨大变化。

2018年10月17日凌晨,有着“世界上海拔最高大河”之称的雅鲁藏布江被色东普冰川泥石流阻断,导致其水位迅速上涨,在林芝市米林县派镇加拉村下游形成了一个堰塞湖,其最大库容量达6亿m3。如图8所示。

图8 重大泥石流灾害

线路沿的帕龙藏布江及其支流的两侧泥石流尤为极其发育。按照形成泥石流的水动力条件,可将该区泥石流分为3类:雨洪泥石流、冰川泥石流和冰川—雨洪泥石流[5]

雨洪泥石流是由于降雨径流触发形成泥石流。线路沿线充沛的降水形成的径流对沟谷两岸松散的固体物质进行强烈侵蚀、搬运等作用,造成泥石流的发生[5];其主要分布在安久拉山以东区域、非冰川作用的中小流域内,其中业拉山至安久拉山段尤其发育。

冰川泥石流的水动力条件主要为冰碛物与冰湖溃决洪水、冰川及冰雪融水。冰湖溃决泥石流是一种特殊表现形式[5];鲁朗站仲堆站位上游约10 km处,存在长约1 650 m、宽约375 m、推测深度约20 m的冰湖,库容量约1 237.5×104 m3,威胁巨大。

冰川—雨洪泥石流的水动力条件为冰川冰雪融水和暴雨径流的混合补给;色东普冰川泥石流等特大型规模的泥石流,以此类型泥石流为主[5]

选线及防治对策:(1)线路考虑绕避或隧道下穿泥石流;(2)针对影响线路方案的泥石流进行专题研究,预测其发展规律等;(3)线路尽量以桥跨方式从泥石流堆积区或泥石流前缘部位跨过;(4)泥石流具有强烈冲刷和下切破坏作用,隧道埋深应低于泥石流的下切深度,桥梁主墩应置于泥石流冲刷破坏影响区以外并留足净空。

由于半乳甘露聚糖的邻位顺式羟基与高价中心离子形成配位键而产生的交联空间网状结构通常可采用强酸性物质进行破胶,而植物胶在氧化性物质以及温度的作用下易降解,因此,本实验采用一种含少量氧化剂的酸性解堵液对胶塞进行破胶,且酸性表面活性剂对井筒和井底的污物可起到一定的清洗作用。表4是胶塞酸性解堵液配方,图4为胶塞破胶后的破胶液状态。

3.6 溜砂坡(岩屑坡)

线路沿线的溜砂坡,主要分布于基岩较为裸露的高海拔地区,河流下切,山岭高耸,寒冻、风化作用强烈,且气候干燥,昼夜温差较大,岩石受物理风化作用强烈,被裂解成碎石、砾石、岩屑及沙粒。如图9所示。由于花岗岩、火山岩等岩石不易泥化成土,因此不能保水,且植被不发育,进而产生恶性循环,岩石被一层又一层地裂解成碎石、砾石、岩屑及沙粒;又由于处于陡坡及山顶部位,呈临空不稳定状态,在风力、雪崩及不合理人工开挖边坡等因素的触发下,岩屑脱离母岩沿斜坡流落到坡脚;溜砂坡的产生发展具有一发不可休止的特点,整治极为困难。其主要分布在线路沿线的横断山区及帕隆藏布河谷,累计分布长度约15 km。

图9 溜砂坡

选线及防治对策:由于其整治极为困难,因此线路不宜从坡脚通过,建议外移设路桥或内移设隧道。

3.7 雪崩

线路沿线的高山常年被冰雪覆盖,可能发生雪崩,掩埋铁路明线工程,威胁铁路施工和运营安全。雪崩具有暴发突然、运动快速以及崩塌量大等特点。线路沿线常年雪崩地区较少,多为季节性雪崩,可分为3类:坡面雪崩、沟槽雪崩及跳跃雪崩;雪崩主要发生于降雪充沛的冬季和冰雪消融的春季。线路沿线的安久拉山至古乡段,山峰海拔多在5 000~6 000 m,5~6个月时间为冰冻降霜期,均有终年不化的雪山,是雪崩最集中最活跃的地区[23]

选线及防治对策:(1)开展雪害专题研究工作;(2)建议以隧道方式通过或绕避;(3)当以明线工程通过雪崩灾害地区时,建议设置明洞,并且运营期间禁止鸣笛。

3.8 冰害

线路沿线海拔高、沟谷深,冬季时间长,且最低气温可降至-30 ℃,极易导致线路沿线丰富的地表水和浅层地下水结冰;在路基边坡坡脚结冰,对边坡造成危害;阻塞桥涵过水通道,对桥涵基础产生冻胀作用,使其胀裂破坏;在隧道拱顶形成冰柱,侵入接触网安全界线内,影响铁路大动脉的安全运输;在隧道侧壁形成冰墙,压缩列车安全运营净空间,可能造成列车颠覆脱轨等。

选线及防治对策:(1)勘察阶段开展冰害专题研究工作,查明其分布范围等;(2)将线路的明显工程布设于阳坡面;(3)桥梁基础深入冻土层以下,且设计时考虑低温冻胀等因素;(4)路基工程宜做好防排水措施;(5)隧道拱顶、侧壁做好防水措施,并加强排水工程。

3.9 生长期高陡卸荷岸坡

由于青藏高原正在以9.5 mm/a的速度在向上隆升[9],深切沟谷形成的岩质岸坡,在极端气候环境和强烈新构造运动的作用下,岩体变得破碎;在地震等内动力地质作用和人类活动等外动力地质作用下,极易失稳,从而引起大规模的滑坡和崩塌[5]。线路沿线的昌都至波密段取直方案的深切峡谷中此类问题尤其突出。

选线及防治对策:(1)线路宜避开峡谷区陡缓分界处,选择外移设桥或内移设隧道;(2)适当抬高线路轨面标高,减小其上部边坡高度。

3.10 放射性

线路沿线花岗岩、火山岩等侵入岩广泛分布,其中含有放射性物质,对隧道施工和安全运营有一定影响。线路所在的藏东南地区,矿产资源丰富,且部分矿物具放射性,对人体具有一定危害。

SPF(Specific pathogen free,无特定病原体级)小鼠,体重18~22 g,雄性,购于辽宁中医药大学实验动物中心。

选线及防治对策:(1)勘察阶段,对线路沿线的放射性开展专题工作;(2)隧道施工时,加强通风换气。

3.11 有害气体

线路沿线的有害气体分为2类:有机成因和无机成因。有机成因有害气体主要来源于深部油气藏,上侵形成浅层天然气,包含昌都含油气盆地和比如含油气盆地:昌都含油气盆地的浅层天然气富集,对铁路整体影响大;比如含油气盆地的薄储层区,对线路影响相对较小。无机成因有害气体来源复杂,主要包括地热流体成因气、地幔深部高温及动力成因气、矿物的氧化与自燃等,其主要分布在沿线岩浆岩、变质岩、金沙江至红河断裂带、班公湖—怒江断裂、澜沧江缝合带以及雅鲁藏布江缝合带地区,对线路影响较大。

选线及防治对策:(1)开展有害气体专题研究工作,查明其分布范围、危害程度等因素;(2)隧道施工时,加强有害气体的检测工作;(3)加强隧道施工环境的通风工作。

4 主要工程地质问题研究对策展望

川藏铁路昌都至林芝段影响线路方案的重点桥隧工程多位于无人区,自然环境恶劣,给工程地质调绘和勘察带来极大难度;野外地质调绘既要面对极大的高差的地形,还要克服缺氧引起的身体不适,使得传统的地质调绘方式无法满足“上山到顶,下沟到底”工作准则,使勘察质量达不到要求,常规地质勘察手段和勘探设备,与勘察质量和勘察效率之间的矛盾显得异常突出。

因此,在该铁路的勘察设计过程中,本着以科学研究为先导原则,探索复杂艰险山区勘察方法手段的革新,研究重大地质灾害问题的评估技术。

4.1 地质勘察方法的研究对策展望

针对铁路沿线复杂艰险山区的工作特点,研究“空天地一体化”的综合勘察方法,建立立体观测与反演理论,形成非接触式铁路勘察技术标准体系,运用地面调绘、实地钻探、测试、试验等手段进行验证,实现多学科联合勘测,服务川藏铁路工程建设,力争为我国复杂艰险山区铁路综合勘察系统的建立奠定科学理论和技术基础。利用的新技术、新方法、新设备主要包括:遥感技术、真实感大场景技术、无人机三维技术、三维激光扫描技术、航空物探、定向钻探技术等。

4.2 重大地质问题评估技术研究对策展望

采用综合勘察方法,研究线路沿线的岩爆和软岩大变形、高地温、深大活动断裂带、高位滑坡崩塌、泥石流、溜砂坡(岩屑坡)、雪崩、冰害、生长期高陡卸荷岸坡、放射性、有害气体等重大地质问题,引入当前学科前沿科学理论,利用各专业领域先进仪器设备,形成重大地质灾害科学评估技术方法,评价重大地质灾害的成灾机理、分布特征,分析关键灾害点对拟建工程的影响,建立复杂艰险山区重大地质灾害的现场勘察标准体系,提出地质综合选线原则,为工程合理设计、铁路稳定运营提供技术支持。

5 结论

(1)川藏铁路昌都至林芝段的地质环境条件具有“九极”的特征:地形高差极大、气候极端、地层极多、构造极活跃、地震极发育、地下水极丰富、地应力极高、地温极高以及地质灾害极发育,造就了极为复杂的地质环境。

(2)通过分析川藏铁路昌都至林芝段复杂的工程地质环境特征,提出影响铁路建设的11个主要工程地质问题,即岩爆和软岩大变形、高地温、深大活动断裂带、高位滑坡崩塌、泥石流、溜砂坡(岩屑坡)、雪崩、冰害、生长期高陡卸荷岸坡、放射性、有害气体等工程地质问题。

(3)在川藏铁路昌都至林芝段的勘察设计过程中,本着以科学研究为先导原则,探索复杂艰险山区勘察方法手段的革新,研究重大地质灾害和问题的评估技术,建立复杂艰险山区重大地质灾害的现场勘察标准体系,提出地质综合选线原则,为工程合理设计、铁路稳定运营提供技术支持。

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