川藏鐵路艱險山區(qū)地質選線原則研究

李巍

（中國鐵路經濟規(guī)劃研究院　高級工程師，北京　100038）

我國中長期路網規(guī)劃有五條進藏鐵路通道，分別為青藏、川藏、滇藏、新藏以及西寧經玉樹至昌都鐵路，目前除青藏鐵路、拉日鐵路建成通車外，還有滇藏鐵路麗江至香格里拉段、川藏鐵路成都至雅安段、拉薩至林芝段在建。川藏鐵路全線的規(guī)劃建設，將結束川西以及藏東南地區(qū)沒有鐵路的歷史，是對西藏自治區(qū)社會經濟發(fā)展有力的支撐，也進一步鞏固了四川省作為西藏大后方的歷史地位，對解決西部鐵路發(fā)展不平衡具有重要的戰(zhàn)略意義。

1　川藏鐵路規(guī)建設穩(wěn)步推進

1.1　川藏鐵路規(guī)劃建設情況

川藏鐵路起于成都鐵路樞紐，向西經雅安、瀘定、康定、新都橋、昌都、波密、林芝至拉薩，規(guī)劃線路全長1 860 km。線路需要橫穿橫斷山脈，具有地形高差大、地災規(guī)模大、構造活動強等顯著特征。為確保工程建設及運營的安全可靠，川藏鐵路按照“一次規(guī)劃 分段實施”的原則有序推進建設工作。其中成都至雅安鐵路全長146 km，2013年11月成都至朝陽湖段開工建設，2015年5月朝陽湖至雅安段開工建設，全段計劃2019年建成通車。拉薩至林芝鐵路全長435 km，2015年3月控制性工程開工建設，計劃2021年底建成通車。工程最為復雜的雅安至林芝段，前期工作已開展，將根據前期勘察研究情況，成熟一段建設一段，并力爭盡早全線建成通車。

1.2　在高原復雜山區(qū)鐵路建設的探索

近年來我國在高原復雜山區(qū)主要建設了拉薩至日喀則、拉林至林芝、麗江至香格里拉等鐵路，在高原高寒以及地質復雜山區(qū)鐵路的建設方面積累了經驗。以在建的拉林鐵路為例，通過在設計階段針對性地提出以減災防災為中心的設計思路，為后續(xù)工程順利建設提供了技術保障。拉林鐵路主要走行在雅魯藏布江和尼洋河兩岸，有近40 km線路位于高原峽谷區(qū)，緊鄰并部分穿越雅魯藏布江縫合帶，困難的地形和復雜的地質條件相互疊加。為降低鐵路工程風險，在設計中采取了多種提高工程安全的選線措施。在大面積選線方面，從藏南峽谷地區(qū)構造特點入手，分析并判明雅魯藏布江縫合帶兩側巖性的差異性，在選線中充分利用縫合帶北側巖性相對完整的特點，大幅減少了隧道遭遇軟巖變形的長度。在線位選擇方面，適當提高線路高程和橋隧比例，減少線路穿越山體斜坡崩坡積物的長度，加強路基邊坡防護及橋隧工程結合部位邊仰坡整治工程。從現場建設情況來看，除部分隧道存在高地溫、高地應力等特殊地質環(huán)境外，基本實現了設計意圖，施工安全和工程進度得以保障。說明通過加強地勘工作和地質選線，能夠較好地應對該區(qū)域復雜的地質環(huán)境，為川藏鐵路穿越橫斷山脈的地質選線提供了有益的借鑒。

2　川藏鐵路雅安至林芝段建設面臨的主要問題

2.1　極其困難的地形條件

川藏鐵路從位于四川盆地的成都向西引線，先后穿越四川盆地西緣低山區(qū)、高山峽谷區(qū)、川西山地區(qū)、藏東高山峽谷區(qū)、藏南谷地區(qū)，最終攀升至青藏高原。川藏鐵路雅安至林芝段是全線工程最為艱巨、地質最為復雜的地段，規(guī)劃線路從海拔700 m左右的四川盆地邊緣，爬升至3 600多m的青藏高原東部，需穿越一系列主要為南北走向且緊密排列的山脈及相間的高原峽谷，既有橫斷山脈、念青唐古拉山脈、喜馬拉雅山脈中10多座海拔4 000～5 000 m的雪山，也有大渡河、雅礱江、金沙江、怒江、帕隆藏布江等一系列深切河谷，嶺谷高差巨大，是目前鐵路建設史上最具挑戰(zhàn)的工程項目（見圖 1）。

圖1　川藏鐵路高程

2.2　極其復雜的地質環(huán)境

設計單位通過前期研究及初步勘察，結合沿線地形條件將雅安至林芝段發(fā)育的主要地質災害區(qū)域進行了劃分。

高原深切峽谷區(qū)。主要分布在金沙江、瀾滄江、怒江及其主要支流，地質災害主要為新生代以來頻繁強烈的構造運動及其次生災害，是地質災害最為集中的地段，江河兩岸巨厚型滑坡發(fā)育，在地震及河流沖刷等外力作用下失穩(wěn)并發(fā)生較大規(guī)模的滑移和垮塌，危及工程安全。另外由于山體多陡峭破碎，山體失穩(wěn)造成的崩塌落石發(fā)育，工程建設面臨巨大的困難。

高原峽谷至高原盆地過渡區(qū)。主要分布在線路自峽谷向高原夷平面的攀升過程中，海拔多在3 500～4 100 m之間，自然山坡較為陡峻，主要發(fā)育有滑坡、崩塌、泥石流等地質災害。雖然各種地質災害發(fā)生的規(guī)模和頻率較高原峽谷區(qū)略少，但在強震等外力作用下，對工程建設仍具有極大的破壞力。而在長期構造運動中產生的規(guī)模巨大的巖屑坡也是該區(qū)域較為特殊的地質災害，需要在選線中予以充分重視。

高原盆地及盆地至高原面過渡區(qū)。夷平作用下形成的高原盆地主要分布在理塘、措普、玉龍、邦達等區(qū)域，海拔多在4 100 m以上，地形較為平坦，地質災害發(fā)生相對較少，主要存在季節(jié)性凍土等地質問題。但在高原盆地至高原面過渡地段，局部發(fā)育的巖屑坡和冰融型泥石流，工程治理難度大，需要在選線中盡量予以繞避。

3　川藏鐵路雅安至林芝段的選線原則

川藏鐵路建設在解決進藏通道的同時還需照顧沿線主要城鎮(zhèn)的發(fā)展需要，但由于氣候、交通條件以及歷史演變，沿線城鎮(zhèn)多集中在海拔較低的山間谷地及高原盆地內，線路需多次在高原峽谷和高原盆地間穿行，也出現了多座長度在30 km左右的特長隧道，對深化線路地質選線和工程選線提出了更高的要求。結合以往艱險山區(qū)的選線經驗，提出針對川藏鐵路地形地質條件的選線原則，還需要在今后的研究中進行探討和深化。

3.1　以三江并流為代表的深切峽谷地帶

選線中應高度重視構造運動及其次生災害對工程建設的影響，盡可能避開活動斷裂及其交匯區(qū)域，無法繞避時應選擇走行在巖體較為穩(wěn)定的一側，跨越斷裂帶時采用相對簡易便于修復的工程。對于峽谷中密布的各類不良地質，可以借鑒以往鐵路建設“查清兩岸、避重就輕、內移取直、早進晚出、多次跨河、寧寬勿窄”等選線原則，選線應避免傍山短隧道群，選擇圍巖完整性較好的長隧道繞避岸坡穩(wěn)定性差的問題。但對于以往“多次跨河”原則，則需要結合橫斷山脈山體破碎、滑坡及山體崩塌規(guī)模巨大等特殊地質環(huán)境，研究減少跨河次數的方案，重視跨越河谷地段地質勘查和橋位選擇工作，適當抬高線路高程，提高橋下的防護和導排能力，減少工程對山體的過度開挖和擾動，提高抵御地質災害的能力。

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，地形相對平緩開闊，有利于工程建設，選線時應利用好不同高程的夷平面。在海拔較高的地段，存在高海拔季節(jié)性凍土層，尤其是高原坡地在夏季隨著融雪、融冰，與松散碎石和地表土層混合形成冰雪融水泥石流，對工程有較大危害。在線路跨越溝谷地形時，應探明溝谷內泥石流發(fā)育狀況，合理選擇穿越位置和橋梁孔跨布置，縱斷面設計“寧高勿低”，減少對地表的破壞，加強填料控制和隔排水設計，防止因處理不當出現凍脹、融沉等病害。

3.3　高原盆地斜坡過渡地段

在線路自高原峽谷向高原盆地引線地段，隨著線路的不斷抬升，岸坡逐漸趨于穩(wěn)定，但滑坡、泥石流和巖屑坡等地質災害依然發(fā)育。在這種復雜的地質環(huán)境下，選線設計難以做到完全繞避各種不良地質體，對于一些基本穩(wěn)定的古滑坡堆積體，合理利用也是該地區(qū)選線的一種艱難選擇，需要開展大量的地勘研究工作，確定工程實施對滑坡穩(wěn)定性的影響。另外該區(qū)域發(fā)育的巖屑坡，會隨著坡體上部巖屑的不斷補給直至失穩(wěn)并發(fā)生坍塌，工程整治困難，對工程的危害大，也應予以重視。總之，在高原斜坡過渡地帶的選線原則上，應充分用足限制坡度，盡早爬升到高原盆地或高原夷平面，期間利用好較為穩(wěn)定的寬緩坡面甚至是古滑坡堆積體，必要時需加強不同限制坡度的研究比選工作，盡量縮短在斜坡地段的引線長度。

4　結束語

川藏鐵路建設對促進藏區(qū)社會經濟發(fā)展，強化藏區(qū)與川蜀長江經濟帶的聯系具有重大的戰(zhàn)略意義，但建設任務空前艱巨，需要在前期工作中投入更多的資源和足夠的設計周期，有序推進項目建設。

1）加強線路走向及主要徑路研究比選工作。同步開展滇藏、西寧至昌都鐵路與川藏鐵路接軌地段研究工作，利用相關鐵路通道解決川藏鐵路覆蓋不足的問題；加強區(qū)段速度目標值及限制坡度研究，力求縮短地質復雜地區(qū)引線長度，控制建設及運營風險。

2）開展地質加深及地災防治專項研究工作。結合橫斷山脈高地震、深大活動斷裂及次生災害發(fā)育的特點，開展高原高寒艱險山區(qū)鐵路選線及建設關鍵技術研究工作，利用3D成像等先進遙感系統，加強大范圍工程地質判視及線路方案評價工作。

3）開展高地震烈度下特殊大跨度橋梁技術研究。收集整理以往特殊大跨度鐵路橋梁建造經驗，對于重點橋渡研究與規(guī)劃公路合建等提高橋梁剛度的技術方案，為選線設計采用高線位繞避地災發(fā)育地段提供技術支撐。

4）提高隧道工程機械化配套水平。采用現代化的施工技術手段應對復雜的工程地質環(huán)境，降低隧道工程建設難度，提高工程建設質量和施工工期控制能力。

5）加強工程耐久性設計工作。以少維修免維護的原則，加強線下工程建設和站后設備系統配套，為在高原高寒地區(qū)的運營維護提供技術保障。

[1]中國中鐵二院集團有限公司.雅安至林芝加深地質工作大綱等研究資料[Z].成都

[2]張光澤，蔣良文，等.橫斷山區(qū)川藏線山地災害和地質選線原則研究[J].鐵道地質學報，2016（2）：21-24

[3]李銘，支喜蘭,等.川藏公路南線西藏境內病害類型分析與防治措施研究[J].自然災害學報，2015，24（1）：186-190