川藏铁路艰险山区地质选线原则研究

2018-04-19李巍

铁道经济研究 2018年2期

李巍

（中国铁路经济规划研究院　高级工程师，北京　100038）

我国中长期路网规划有五条进藏铁路通道，分别为青藏、川藏、滇藏、新藏以及西宁经玉树至昌都铁路，目前除青藏铁路、拉日铁路建成通车外，还有滇藏铁路丽江至香格里拉段、川藏铁路成都至雅安段、拉萨至林芝段在建。川藏铁路全线的规划建设，将结束川西以及藏东南地区没有铁路的历史，是对西藏自治区社会经济发展有力的支撑，也进一步巩固了四川省作为西藏大后方的历史地位，对解决西部铁路发展不平衡具有重要的战略意义。

1　川藏铁路规建设稳步推进

1.1　川藏铁路规划建设情况

川藏铁路起于成都铁路枢纽，向西经雅安、泸定、康定、新都桥、昌都、波密、林芝至拉萨，规划线路全长1 860 km。线路需要横穿横断山脉，具有地形高差大、地灾规模大、构造活动强等显著特征。为确保工程建设及运营的安全可靠，川藏铁路按照“一次规划分段实施”的原则有序推进建设工作。其中成都至雅安铁路全长146 km，2013年11月成都至朝阳湖段开工建设，2015年5月朝阳湖至雅安段开工建设，全段计划2019年建成通车。拉萨至林芝铁路全长435 km，2015年3月控制性工程开工建设，计划2021年底建成通车。工程最为复杂的雅安至林芝段，前期工作已开展，将根据前期勘察研究情况，成熟一段建设一段，并力争尽早全线建成通车。

1.2　在高原复杂山区铁路建设的探索

近年来我国在高原复杂山区主要建设了拉萨至日喀则、拉林至林芝、丽江至香格里拉等铁路，在高原高寒以及地质复杂山区铁路的建设方面积累了经验。以在建的拉林铁路为例，通过在设计阶段针对性地提出以减灾防灾为中心的设计思路，为后续工程顺利建设提供了技术保障。拉林铁路主要走行在雅鲁藏布江和尼洋河两岸，有近40 km线路位于高原峡谷区，紧邻并部分穿越雅鲁藏布江缝合带，困难的地形和复杂的地质条件相互叠加。为降低铁路工程风险，在设计中采取了多种提高工程安全的选线措施。在大面积选线方面，从藏南峡谷地区构造特点入手，分析并判明雅鲁藏布江缝合带两侧岩性的差异性，在选线中充分利用缝合带北侧岩性相对完整的特点，大幅减少了隧道遭遇软岩变形的长度。在线位选择方面，适当提高线路高程和桥隧比例，减少线路穿越山体斜坡崩坡积物的长度，加强路基边坡防护及桥隧工程结合部位边仰坡整治工程。从现场建设情况来看，除部分隧道存在高地温、高地应力等特殊地质环境外，基本实现了设计意图，施工安全和工程进度得以保障。说明通过加强地勘工作和地质选线，能够较好地应对该区域复杂的地质环境，为川藏铁路穿越横断山脉的地质选线提供了有益的借鉴。

2　川藏铁路雅安至林芝段建设面临的主要问题

2.1　极其困难的地形条件

川藏铁路从位于四川盆地的成都向西引线，先后穿越四川盆地西缘低山区、高山峡谷区、川西山地区、藏东高山峡谷区、藏南谷地区，最终攀升至青藏高原。川藏铁路雅安至林芝段是全线工程最为艰巨、地质最为复杂的地段，规划线路从海拔700 m左右的四川盆地边缘，爬升至3 600多m的青藏高原东部，需穿越一系列主要为南北走向且紧密排列的山脉及相间的高原峡谷，既有横断山脉、念青唐古拉山脉、喜马拉雅山脉中10多座海拔4 000～5 000 m的雪山，也有大渡河、雅砻江、金沙江、怒江、帕隆藏布江等一系列深切河谷，岭谷高差巨大，是目前铁路建设史上最具挑战的工程项目（见图 1）。

图1　川藏铁路高程

2.2　极其复杂的地质环境

设计单位通过前期研究及初步勘察，结合沿线地形条件将雅安至林芝段发育的主要地质灾害区域进行了划分。

高原深切峡谷区。主要分布在金沙江、澜沧江、怒江及其主要支流，地质灾害主要为新生代以来频繁强烈的构造运动及其次生灾害，是地质灾害最为集中的地段，江河两岸巨厚型滑坡发育，在地震及河流冲刷等外力作用下失稳并发生较大规模的滑移和垮塌，危及工程安全。另外由于山体多陡峭破碎，山体失稳造成的崩塌落石发育，工程建设面临巨大的困难。

高原峡谷至高原盆地过渡区。主要分布在线路自峡谷向高原夷平面的攀升过程中，海拔多在3 500～4 100 m之间，自然山坡较为陡峻，主要发育有滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。虽然各种地质灾害发生的规模和频率较高原峡谷区略少，但在强震等外力作用下，对工程建设仍具有极大的破坏力。而在长期构造运动中产生的规模巨大的岩屑坡也是该区域较为特殊的地质灾害，需要在选线中予以充分重视。

高原盆地及盆地至高原面过渡区。夷平作用下形成的高原盆地主要分布在理塘、措普、玉龙、邦达等区域，海拔多在4 100 m以上，地形较为平坦，地质灾害发生相对较少，主要存在季节性冻土等地质问题。但在高原盆地至高原面过渡地段，局部发育的岩屑坡和冰融型泥石流，工程治理难度大，需要在选线中尽量予以绕避。

3　川藏铁路雅安至林芝段的选线原则

川藏铁路建设在解决进藏通道的同时还需照顾沿线主要城镇的发展需要，但由于气候、交通条件以及历史演变，沿线城镇多集中在海拔较低的山间谷地及高原盆地内，线路需多次在高原峡谷和高原盆地间穿行，也出现了多座长度在30 km左右的特长隧道，对深化线路地质选线和工程选线提出了更高的要求。结合以往艰险山区的选线经验，提出针对川藏铁路地形地质条件的选线原则，还需要在今后的研究中进行探讨和深化。

3.1　以三江并流为代表的深切峡谷地带

选线中应高度重视构造运动及其次生灾害对工程建设的影响，尽可能避开活动断裂及其交汇区域，无法绕避时应选择走行在岩体较为稳定的一侧，跨越断裂带时采用相对简易便于修复的工程。对于峡谷中密布的各类不良地质，可以借鉴以往铁路建设“查清两岸、避重就轻、内移取直、早进晚出、多次跨河、宁宽勿窄”等选线原则，选线应避免傍山短隧道群，选择围岩完整性较好的长隧道绕避岸坡稳定性差的问题。但对于以往“多次跨河”原则，则需要结合横断山脉山体破碎、滑坡及山体崩塌规模巨大等特殊地质环境，研究减少跨河次数的方案，重视跨越河谷地段地质勘查和桥位选择工作，适当抬高线路高程，提高桥下的防护和导排能力，减少工程对山体的过度开挖和扰动，提高抵御地质灾害的能力。

3.2　高原盆地地段

在夷平作用下形成的高原盆地和高原面，地形相对平缓开阔，有利于工程建设，选线时应利用好不同高程的夷平面。在海拔较高的地段，存在高海拔季节性冻土层，尤其是高原坡地在夏季随着融雪、融冰，与松散碎石和地表土层混合形成冰雪融水泥石流，对工程有较大危害。在线路跨越沟谷地形时，应探明沟谷内泥石流发育状况，合理选择穿越位置和桥梁孔跨布置，纵断面设计“宁高勿低”，减少对地表的破坏，加强填料控制和隔排水设计，防止因处理不当出现冻胀、融沉等病害。

3.3　高原盆地斜坡过渡地段

在线路自高原峡谷向高原盆地引线地段，随着线路的不断抬升，岸坡逐渐趋于稳定，但滑坡、泥石流和岩屑坡等地质灾害依然发育。在这种复杂的地质环境下，选线设计难以做到完全绕避各种不良地质体，对于一些基本稳定的古滑坡堆积体，合理利用也是该地区选线的一种艰难选择，需要开展大量的地勘研究工作，确定工程实施对滑坡稳定性的影响。另外该区域发育的岩屑坡，会随着坡体上部岩屑的不断补给直至失稳并发生坍塌，工程整治困难，对工程的危害大，也应予以重视。总之，在高原斜坡过渡地带的选线原则上，应充分用足限制坡度，尽早爬升到高原盆地或高原夷平面，期间利用好较为稳定的宽缓坡面甚至是古滑坡堆积体，必要时需加强不同限制坡度的研究比选工作，尽量缩短在斜坡地段的引线长度。