香格里拉至麗江高速公路工程地質(zhì)評價及選線研究

張良翰

摘要：本文研究香格里拉至麗江高速公路的工程地質(zhì)，分析主要的工程地質(zhì)問題。通過評價工程地質(zhì)問題得出該段路線最適宜的施工方法。收集該線路范圍內(nèi)的地勘資料，科研報告，相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害報告以及氣象報告。掌握并分析了該段路線的地形地貌，地震，水文氣候等自然地理狀況，以及不良工程地質(zhì)概況，尤其是該地區(qū)巖性發(fā)育。根據(jù)該段線路內(nèi)的工程地質(zhì)情況，分析施工過程中可能遇到的問題，進行工程地質(zhì)評價，對初步設(shè)計方案進行優(yōu)化，得到最為合理的施工設(shè)計方案。

Abstract： This paper studies the engineering geology of the Shangrila-Lijiang Expressway and analyzes the major engineering geological problems. By evaluating the engineering geological problems， the most suitable construction method for this route is obtained. It collects the geological survey data， scientific research reports， related geological hazard reports and weather reports within the scope of the line. The topography， geomorphology， earthquakes， hydrology， climate and other natural geography conditions of this section of the route as well as the poor engineering geology， especially the lithological development of the area are mastered and analyzed. According to the engineering geological conditions in this section of the line， it analyzes the problems that may be encountered during the construction process， carries out engineering geological evaluation， optimizes the preliminary design scheme， and obtains the most reasonable construction design scheme.

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì);山區(qū)高速公路;實例研究;施工方法;避讓

Key words： engineering geology;mountain expressway;case study;construction method;avoidance

中圖分類號：U212.32 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）08-0226-03

0 ?引言

香格里拉至麗江高速公路全長48.291km（以貫通線左線計），設(shè)計速度80km/h。路線總體走向呈北南向，起點位于香格里拉縣城以南建塘鎮(zhèn)的尼史村宜松組，終點在虎跳峽鎮(zhèn)的寶山村關(guān)防組，經(jīng)過的主要城鎮(zhèn)有香格里拉縣建塘鎮(zhèn)，小中甸鎮(zhèn)和虎跳峽鎮(zhèn)。沿線地形起伏較大，屬高山、高中山區(qū)。區(qū)內(nèi)公路主要分布有新、舊國道G214線，與設(shè)計路線出現(xiàn)不同程度交叉。由于區(qū)內(nèi)地形地貌復(fù)雜，地形起伏較大，相對高差大，山勢陡峭，溝谷縱橫，設(shè)計路線基本與河流和山脈的伸展方向與構(gòu)造線方向一致，而且已有道路一般占據(jù)有利的地形，因此路線選擇余地小、調(diào)整難度大、改線設(shè)計復(fù)查。再加上在崇山峻嶺之中，鑲嵌著大小不等的山間盆地，本是布線的有利地形，但同時也是少數(shù)名族居住區(qū)涉及政治、宗教因素，征遷、占地敏感，路線設(shè)計方案比選尤需謹慎。綜上所述，本文依托香格里拉至麗江高速公路實際方案設(shè)計、更改過程，考慮地形地貌、地質(zhì)條件、線性優(yōu)劣、占地征遷等因數(shù)對路線設(shè)計方案的地質(zhì)評價以選線對比進行分析研究，為類似工程案例提供經(jīng)驗參考。

1 ?自然地理概況

1.1 地形地貌

項目區(qū)位于云南省西北部、青藏高原南東延橫斷山脈的中段，西北部有怒山山脈、梅里雪山，東南部有哈巴雪山、玉龍雪山，地勢總體呈西北高東南低態(tài)勢，山川并列。沿線地形起伏較大，海拔高度多在2100～3200m，最高基公山處高程約3550m，最低虎跳峽金沙江大橋橋位處高程約1920m，屬高山、高中山區(qū)。區(qū)內(nèi)地形地貌復(fù)雜，地形起伏較大，相對高差大，一般多在50～150m，在河谷深切地帶相對高差可達500m以上，山勢陡峭，溝谷縱橫。在崇山峻嶺之中，鑲嵌著大小不等的山間盆地，其中面積較大的有小中甸和中甸高原盆地。本設(shè)計合同段河流和山脈的伸展方向與構(gòu)造線方向基本一致，區(qū)內(nèi)金沙江支流沖江河及其支流溫藻河河谷形態(tài)以“V”型谷為主，階地相對不發(fā)育，僅在沖江河兩側(cè)不對稱分布I、II級階地。按照地貌形態(tài)劃分，區(qū)內(nèi)主要有構(gòu)造剝蝕、高原盆地及河流侵蝕三類地貌。

1.2 氣象水文

本設(shè)計合同段地處溫帶和寒溫帶季風氣候區(qū)（河谷地區(qū)屬北亞熱帶季風氣區(qū)），年平均氣溫5.4℃，年均降雨量268～945mm，無霜期129～197天。由于迪慶藏族自治州香格里拉縣地形復(fù)雜，各種氣候類型相嵌交錯，同一氣候垂直帶內(nèi)有森林氣候、草原氣候、湖盆氣候等單個小地形氣候，形成“隔里不同天”的氣候特征。沿線降雨時間大部分集中在5～10月，尤以7～8月最為集中，每年10月下旬至次年5月為干風季節(jié)。區(qū)內(nèi)河流處于金沙江水系，金沙江一、二級支流呈樹枝分。

2 ?工程地質(zhì)

據(jù)《中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》，測區(qū)屬青藏高原斷塊區(qū)。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，新構(gòu)造運動強烈，是我國大陸現(xiàn)今地殼構(gòu)造運動最為強烈的地區(qū)，以活動斷裂規(guī)模大、分布密集，地震活動頻繁、震級大、地震破裂帶長、位錯量大為主要特征。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和野外地質(zhì)調(diào)查，本區(qū)域上主要的活動斷層為沖江河斷裂，其余不活動斷層主要有土官村斷層、花椒坡斷層、尾木里斷層、支梯2#斷層、林場斷層、湯安各斷層、楊給村1～3號斷層、中甸斷裂、不烈腳斷層等;福曲主要有歸下向斜等。項目區(qū)總的來說，近期構(gòu)造活動不明顯，屬相對穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖（1：400萬）》（GB18306-2001），SJ-2標段路線走廊帶地震動峰值加速度為0.2g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40s，地震基本烈度為Ⅷ度。

3 ?工程地質(zhì)評價

3.1 路線起點宜松組～肯公組段

該段處于高原盆地地貌區(qū)，出露地層以第四系上更新統(tǒng)冰積層粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、細砂圓礫等為主，除此之外還出露三疊系及二疊系泥巖、灰?guī)r、砂巖、玄武巖及板巖等地層。該段路基所占比例相對較大，存在的主要不良地質(zhì)問題是深層軟弱地基問題。由于第四系上更新統(tǒng)冰積層粉質(zhì)粘土、粘土位于山間盆地底部，長期受地表水及地下水作用，處于飽和狀態(tài)，呈流塑可塑狀，孔隙率大、承載力低，最終形成軟弱地基。工程地質(zhì)條件一般。

3.2 肯公組～路段終點關(guān)防組段

該段處于構(gòu)造剝蝕中高山和河流侵蝕地貌區(qū)，河谷兩岸斜坡坡度在20～40°左右，局部大于50°，河谷底部地勢較平坦。出露地層有第四系松散堆積層及碎屑巖、碳酸鹽、變質(zhì)巖、火成巖巖類。分布于河谷底部地層內(nèi)的地下水較豐富，以第四系孔隙水為主。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要地質(zhì)構(gòu)造有花椒坡斷層、土官村斷層、尾木里斷層、冷都坡斷層。段內(nèi)崩坡積體及潛在滑坡、泥石流等不良地質(zhì)較發(fā)育，線路布設(shè)時盡量繞避滑坡或從有利位置通過滑坡和跨越泥石流溝，滑坡、泥石流對路線走向總體影響不大。對于處于穩(wěn)定狀態(tài)的松林坪滑坡，路線從滑坡體前緣通過，且主要以填方為主，對滑坡的整體穩(wěn)定性影響不大，但應(yīng)完善該處地表排水系統(tǒng)，謹防滑坡體局部垮塌;對于該段規(guī)模較大的冷都溝泥石流，采用大跨橋梁從其流通區(qū)通過。綜上所述兩段路線方案走向成立，僅局部路段不良地質(zhì)發(fā)育，可采取合理的工程措施進行處理。

4 ?主要路線方案比選

4.1 聯(lián)合村塘安谷段

受麗香鐵路平縱線位及其預(yù)留橋孔限制，路線通過塘安谷段需要設(shè)置下穿麗香鐵路特大橋及中隧道，雖然路線較為直捷，但與地物、地形條件結(jié)合不佳;致使橋隧工程規(guī)模大，隧道施工不便，同時還需拆除兩處白塔及大量民房。根據(jù)轉(zhuǎn)經(jīng)樓、大型藏式房屋所在平面位置，為方便隧道施工、確保中隧道麗江端洞口可設(shè)置路堤，將路線向西側(cè)偏移，路線如圖1所示。

4.2 和平村小中甸段

小中甸1號、2號隧道的香格里拉端洞口偏壓;洞外路線距離麗香鐵路較近（最近約65m），且初設(shè)k112處沖溝為深層軟基（為30余米厚粉質(zhì)黏土及淤泥），其路堤穩(wěn)定性將對鐵路運營安全構(gòu)成威脅。該路段以k20+500為中心，將按順時針扭動，小中甸2號隧道采用明挖方案遠離鐵路。路線如圖2所示。

4.3 和平村塘培段

初設(shè)路線受塘培民房平面位置限制，在通過塘培埡口時采用隧道方案，但其兩洞口與地形結(jié)合不好，造成嚴重偏壓，且洞身淺埋（最大埋深約58m）。適當提高塘培埡口兩側(cè)路線縱坡，采用明挖方案（最大邊坡高度45.4m）通過埡口，路線如圖3所示。

5 ?結(jié)論

①本設(shè)計路段地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖體較為破碎。不良地質(zhì)有軟弱地基、崩坡積體、泥石流、巖溶、順層邊坡、砂土液化及季節(jié)性凍土，對路線布設(shè)影響較大的有軟弱地基、滑坡;②該段路線地下水埋藏較深，水量豐富，受大氣降水和地表徑流的補給，向其侵蝕基準面或附近低洼處排泄，對混凝土及鋼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性;③該段路線走廊帶地震動峰值加速度為0.2g，對應(yīng)的地震烈度為Ⅷ度;④該區(qū)域隧道工程地質(zhì)條件差，受斷層影響的冷都坡隧道地下水發(fā)育，可能存在潛在的局部冒頂及垮塌現(xiàn)象，需要加強處理;⑤與初步設(shè)計方案相比，施工圖設(shè)計采用避讓的方式減少了周邊建筑的拆除量，雖然增加了工程量但降低了施工難度，同時也保護了周邊鐵路的穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]王根龍，葉萬軍，伍法權(quán).崩滑地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性評價方法研究[J].工程地質(zhì)學報，2019，27（01）：37.

[2]王利明，楊振興，周建軍，陳帥，呂乾乾.不同圍巖地質(zhì)條件下盾構(gòu)掘進效能評價方法[J].地下空間與工程學報，2019，15（01）：240-246.

[3]王根龍，葉萬軍，伍法權(quán).崩滑地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性評價方法研究[J].工程地質(zhì)學報，2019，27（02）：310.

[4]王念秦，李仁偉，蒲凱超，王鵬，彭朝洪.中國地質(zhì)環(huán)境承載力評價研究進展[J].環(huán)境科學與技術(shù)，2019，42（01）：150-155.

[5]高傳東.山區(qū)脆弱環(huán)境下公路選線的危險度區(qū)劃[J].公路工程，2013，38（02）：111-114.

[6]高傳東.基于危險度區(qū)劃的山區(qū)災(zāi)害多發(fā)區(qū)段公路選線[J].公路，2013（09）：34-37.

[7]賈興利，陳文強，陳春，許金良，孫宇.高烈度地震區(qū)公路路線方案評價[J].長安大學學報（自然科學版），2015，35（04）：13-19，53.

[8]劉偉國.談山嶺重丘區(qū)公路路線方案的比選[J].森林工程，2001（06）：46-48.