論鐵路建設(shè)項目中地質(zhì)工程控制

江子明

（福建港口鐵路建設(shè)指揮部，福建 泉州362000）

近30多年以來，鐵路建設(shè)大都修建在自然條件和地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域，在修建的過程當中，也遇到了許多十分突出的地質(zhì)工程和地質(zhì)災(zāi)害問題。

1 河谷地區(qū)鐵路選線及斜坡穩(wěn)定性地質(zhì)工程控制

1.1 存在的問題

在地勢高低起伏較大的山區(qū)，或者是丘陵地區(qū)，鐵路要盡可能地沿著河谷的兩岸進行無限延伸，這也是鐵路選線要遵守的基本原則。河谷地區(qū)的形成，主要是因為地球表面運動體系與地質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)相互擠壓，碰撞所產(chǎn)生的，這也是當今地表形態(tài)下動力運動方式最本質(zhì)的表現(xiàn)特征。這些地區(qū)的鐵路建設(shè)項目的地質(zhì)工程問題，主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）由于山區(qū)和丘陵地區(qū)的地勢起伏較大，因此滑坡和坍塌是在修建鐵路過程當中所面臨的最大地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)統(tǒng)計，由于滑坡和坍塌所造成的事故，就占據(jù)了山區(qū)鐵路地質(zhì)災(zāi)害的80%以上。截至目前為止，6萬km的鐵路運營線路中,有將近4 600處是由于滑坡和山頂崩塌而出現(xiàn)鐵路修建事故的。滑坡的復(fù)活和崩塌意外的發(fā)生，最終讓鐵路不得不面臨斷道的困境。許多基礎(chǔ)設(shè)施，也因為這些地質(zhì)災(zāi)害而損毀，耗費了大量的人力物力和財力。就比如前幾年剛剛修建而成的南昆線、京九線，在施工過程當中，都投入了大量的人力物力和財力，用于解決滑坡崩塌等地質(zhì)問題所產(chǎn)生的不良影響。

（2）泥石流也是鐵路建設(shè)項目施工過程當中最常見的地質(zhì)災(zāi)害。泥石流多發(fā)生在我國西南和西北地區(qū)。在實際的工作過程當中發(fā)現(xiàn)，運營鐵路總計有大中型泥石流溝1 400多條，平均每年要發(fā)生數(shù)十次以上泥石流事故。由于泥石流地質(zhì)事故的頻繁發(fā)生，沖毀橋梁，淹沒站房、隧道等等事故，屢見不鮮。1981年，寶田和寶成等地區(qū)由于發(fā)生了嚴重的泥石流地質(zhì)災(zāi)害，不得不花費將近兩年的工期，斥資2億元人民幣加以整頓。而東川鐵路項目的修建，也由于泥石流的頻繁發(fā)生，而最終不得不終止。

1.2 解決對策

（1）對于地質(zhì)和地形復(fù)雜的山區(qū)、河谷、丘陵、盆地等地段，在鐵路修建前期，要認真細致地分析好所在地區(qū)的地理地質(zhì)條件、可能會產(chǎn)生的自然災(zāi)害以及其可能會造成的影響，并采取“多跨，長隧，窄橋繞避，盡可能地通過技術(shù)上面的彌補減少高填、深挖和小隧道群的出現(xiàn)”。這也是在鐵路建設(shè)項目中要遵循的選線原則，要反復(fù)地斟酌設(shè)計方案，可以通過招標的方式進行比選，最終選出最優(yōu)秀的鐵路修建方案。比如說在修建西安到安康的鐵路線路，內(nèi)江到昆明的鐵路線路方案的選取上，就沿用了這個修建原則，有效地避免了地質(zhì)工程問題給鐵路修建帶來的重大損失。

（2）對于那些起點和終點跨度較大，路高差距比較明顯的山區(qū)型鐵路項目建設(shè)，要盡可能得通過擴大視野的方式，利用好一切可以利用的河谷地質(zhì)資源，通過反復(fù)的分析和方案比擬的方式，選擇最佳的爬升河谷和展線地段。比如說在南昆線終端的勘測設(shè)計過程當中，設(shè)計師就果斷放棄了線路位置相對較高的頂效方案。這樣做的目的，是為了盡可能地減少由于地質(zhì)問題所造成的損失。再比如說南昆線西段的鐵路建設(shè)，設(shè)計師舍棄了不良地質(zhì)十分發(fā)育的九公河河谷線的修建方案，取而代之的是沿分水嶺部位爬升的鐵路修建方案。從項目竣工到現(xiàn)在的運營情況來看，這樣的方案選擇無疑是最佳的，有效地避免了許多不必要的損失和災(zāi)害。

（3）在設(shè)計觀念的選取上，要勇敢地打破傳統(tǒng)鐵路項目建設(shè)模式，改變重橋隧，輕路基的錯誤觀念，要將落實好路基工程的修建放在首位，將其當成為真正意義上的結(jié)構(gòu)工程來對待，與此同時，在修建的過程當中，還要加大對路基工程地質(zhì)勘探的投入力度。結(jié)合具體的地勢結(jié)構(gòu)特點、施工工藝、工時限制等等方面的因素，制定修建計劃。在具體的施工過程當中，要反復(fù)地測量，做好監(jiān)督和信息反饋工作。

2 越嶺地區(qū)選線及深埋長隧道的地質(zhì)工程控制

2.1 存在的問題

在山區(qū)線狀延伸的鐵路上，總是會不可避免的經(jīng)過分水嶺。對于那些在縱坡線路設(shè)置上有限制的鐵路線，關(guān)鍵在于通過什么樣的措施，來克服高差并順利地通過分水嶺，這也是鐵路修建過程當中，所面臨的最大技術(shù)障礙問題。在實際的工作過程當中，對于這樣的地勢，情況通常采用的市場隧道的修建方案，其可以有效地起到翻越分水嶺的目的，通過縮短線路的設(shè)計思路，還可以降低線路的標高，有效地避免了在山區(qū)斜坡等地段由于大量展線所造成的不必要經(jīng)濟損失。無論是通過改善鐵路整體技術(shù)條件的方式，還是改善工程地質(zhì)條件的策略，都有各自的特點。

當前，我國鐵路項目的修建能力已經(jīng)日漸完善，然而對于深埋長隧道地質(zhì)工程的修建，仍然存在著以下問題。

（1）圍巖變形、破壞。這類地質(zhì)問題，主要是由于破碎巖、松散層和巖體倒塌造成的。通常情況下，在高地應(yīng)力的作用下，軟巖更容易出現(xiàn)流變問題，而對于堅硬的巖石，還會產(chǎn)生巖石爆裂的危險。

（2）涌水、漏水、突水現(xiàn)象的發(fā)生。主要指的是由于大體積的溶洞和地下暗河等等地質(zhì)問題而產(chǎn)生的危害。在實際的工作過程當中發(fā)現(xiàn)，突水、突泥等等泥質(zhì)災(zāi)害，對鐵路建設(shè)項目影響最大。

（3）瓦斯爆炸會產(chǎn)生許多有害的氣體，這些氣體還會出現(xiàn)隧道爆炸的危險。鐵路隧道在施工歷史中，就曾經(jīng)有兩次因為非煤系地層發(fā)生瓦斯爆炸，而造成重大的人員傷亡和損失的案例。

（4）高地溫、高放射性和高地震強度等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

2.2 解決對策

在實際的工作過程當中發(fā)現(xiàn)，上述問題的解決難度較大，因此就需要在鐵路選線和地質(zhì)勘探過程當中，不斷地引進新的技術(shù)和修建理念，具體的可以從以下方面展開。

（1）對于地形、地質(zhì)較為復(fù)雜的山嶺地區(qū)，需要在初選測試階段，做好分析和調(diào)查工作，尤其是地域地質(zhì)和地址選線的決策工作，是必不可少的。并在所有可能會出現(xiàn)的線路方案中，包括越過山嶺的隧道以及兩端引線通過的最大區(qū)域的修建方案中，結(jié)合具體的實際情況做出最佳選擇。

查明這些地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造格局，以及工程地質(zhì)條件的具體特點，這些要素的分析和考量能夠有效地控制由于地質(zhì)問題的出現(xiàn)，而對鐵路修建所造成的損失。在第一輪方案比選的過程中，應(yīng)該將考量重點放在地質(zhì)角度、對線路方案選擇的優(yōu)越性的層面上。盡可能地選出地質(zhì)條件相對較好、范圍較小的方案，確保這些方案不會因為地質(zhì)決策失誤而造成更多不必要的麻煩和安全隱患。這項工作的開展，也是目前鐵路勘測設(shè)計層序的最重要內(nèi)容。

（2）在勘察方法的選取上面，應(yīng)該重點選取那些涉及地域性較大的越嶺地帶，其能夠有效地發(fā)揮好地質(zhì)勘測的優(yōu)勢。與此同時，在鐵路建設(shè)項目修建的過程中，還要充分利用好各項航天和航空遙感技術(shù)，借助仿真軟件的幫助，可以有效地提升地質(zhì)測繪填土的整體工作品質(zhì)。充分利用各項先進的物理探測技術(shù)，并結(jié)合地質(zhì)測繪、鉆探、坑探等等技術(shù)，從電性、彈性、放射性等等角度，對地質(zhì)進行全面的分析，最終繪制出三維地質(zhì)勘探圖。

比如說西安安康線和西安南京線越秦嶺淮河地區(qū)，就采用了綜合勘察的方案，并取得了良好的成效。除此之外，對于那些地質(zhì)復(fù)雜、在勘測階段需要使用深孔的方式來探測地勢的深埋長隧道，可以在前期準備的工作過程中，預(yù)先安排平導(dǎo)超前施工，以確保地質(zhì)探測報告的準確性。這樣比單靠鉆探的效果更好一些，并且可以有效地節(jié)約大量的資金。

（3）要將隧道工程地質(zhì)工作，貫穿于整個鐵路建設(shè)項目修建的過程當中，加大對施工地質(zhì)的勘探和檢測工作，并做好施工地質(zhì)超前預(yù)報統(tǒng)計工作，通過多方面的途徑，來實施動態(tài)設(shè)計。施工地質(zhì)的調(diào)查和測試工作，要盡可能地確保其是標準和規(guī)范的，并要確保超前預(yù)報工作是準確無誤的。只有這樣，才能夠保障鐵路建設(shè)項目的順利實施，如果條件允許，還要加大超前預(yù)報的距離。

近幾年來，鐵路系統(tǒng)已經(jīng)成功地研制出了先進的物探方法和超前預(yù)報工作機制，為我國的鐵路修建事業(yè)提供了良好的保障。對于深埋長隧道的涌水、突水、地應(yīng)力、地溫等技術(shù)難度較大的工作，應(yīng)該盡可能加大勘察、測試和預(yù)報的工作力度，通過多種形式，提前做好預(yù)先的準備工作。比如說定期開展專題研究，并邀請施工一線具有豐富經(jīng)驗的專家和技術(shù)人員來講解工作注意事項，確保所預(yù)測的數(shù)據(jù)和資料是與現(xiàn)實情況相吻合的。

3 結(jié)束語

本文結(jié)合筆者在實踐工作過程當中的經(jīng)驗總結(jié)，就鐵路建設(shè)項目中地質(zhì)工程的控制展開了探討。分別介紹了河谷地區(qū)鐵路選線及斜坡穩(wěn)定性地質(zhì)工程控制、越嶺地區(qū)選線及深埋長隧道的地質(zhì)工程控制問題。然而由于個人所學(xué)知識以及閱歷的局限性，并未能夠做到面面俱到，希望能夠憑借本文引起學(xué)者的廣泛關(guān)注。

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