不良地質(zhì)條件下的鐵路選線策略

田路明

(中國中鐵二院工程集團有限責任公司，云南 昆明 650200)

1 概念

不良地質(zhì)是由地質(zhì)作用和人類活動而造成的工程地質(zhì)條件下各種不良現(xiàn)象的總稱。

鐵路選線是根據(jù)鐵路建設(shè)的原則和目的，充分利用各領(lǐng)域知識和信息,對各種社會環(huán)境、人文環(huán)境、自然環(huán)境進行分析,以設(shè)計出一條滿足政治、經(jīng)濟、技術(shù)等各方面要求的鐵路最佳位置的程序、方法和技術(shù)。

2 不良地質(zhì)地段選線應(yīng)注意的事項

在不良地質(zhì)地區(qū)選線，地質(zhì)條件為決定鐵線路位的主要因素之一。要選擇合適的鐵線路位，需要做好以下幾項工作：

2.1 充分掌握區(qū)域地質(zhì)情況

在線路方案比選中，要深入調(diào)查研究，充分了解區(qū)域地質(zhì)情況，收集足夠的地質(zhì)資料，利用現(xiàn)場踏勘、遙感、地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、物探等各種方法查明不良地質(zhì)分布類型、范圍、規(guī)模、規(guī)律及其對鐵路的危害程度、整治的難易程度等。另外，不同區(qū)域選線，側(cè)重點不同。例如青藏高原選線，首先要重視活動斷裂、凍土、地熱，云貴高原選線，首先要重視巖溶、泥石流及采空區(qū)等。

2.2 要重視地質(zhì)勘察工作

地質(zhì)勘察工作是設(shè)計和施工的基礎(chǔ)。地質(zhì)勘察為設(shè)計部門提供真實的工程地質(zhì)數(shù)據(jù)、地質(zhì)資料、相關(guān)巖體和土體的物理力學性質(zhì)，以便能正確、合理、經(jīng)濟的設(shè)計。如勘察工作不到位，不良地質(zhì)問題不能及時發(fā)現(xiàn)，勢必會影響設(shè)計、施工及運營。

3 不良地質(zhì)地段選線策略

很多不良地質(zhì)在同一區(qū)域是同時存在的，要綜合考慮，經(jīng)過充分的經(jīng)濟、技術(shù)比選和論證，選出安全、可靠、經(jīng)濟、合理的最優(yōu)線路方案。在不良地質(zhì)地段選線一般有繞避和選擇合適位置通過兩種策略：

3.1 合理繞避

不良地質(zhì)地段的治理工程往往十分艱巨，造價昂貴，工期長，有時還不易奏效，尤其是深大斷裂帶、嚴重不良地質(zhì)地區(qū)及高烈度地震區(qū)。因此不良地質(zhì)地段選線，要慎重進行方案選擇，合理繞避不良地質(zhì)地段。對正在發(fā)展的、活動的、難于整治的、規(guī)模大的、嚴重危及施工與行車安全的不良地質(zhì)地段，應(yīng)予以繞避；對規(guī)模不大、已趨穩(wěn)定、繞避不致大量增加投資的不良地質(zhì)地段也宜繞避。

3.2 選擇合適位置通過，采取工程措施徹底根治

對于規(guī)模不大、基本穩(wěn)定、危害不嚴重、易于整治的不良地質(zhì)地段，不能繞避時，選擇合適的位置通過。盡量縮短穿越距離,并采經(jīng)濟合理、安全可靠的措施徹底根治，以保證施工及運營的安全。

4 各種不良地質(zhì)地段選線方法

不良地質(zhì)種類繁多，原理相近，但各有特點。因此選線方法各不相同，下面是我對幾種常見的不良地質(zhì)地段選線方法的看法。

4.1 活動斷裂

活動斷裂帶地震活動頻繁,各種不良地質(zhì)現(xiàn)象伴隨其中。線路應(yīng)盡可能避開或遠離活動斷裂帶,在無法避開時,線路宜短距離、大角度以簡單工程通過斷裂帶。避免走在區(qū)域性大斷裂、褶曲軸向帶以及平行的影響帶中。

4.2 滑坡

滑坡地段線路方案的選擇應(yīng)根據(jù)滑坡的規(guī)模、穩(wěn)定性和治理的難易程度而定。以不惡化滑坡的穩(wěn)定性為原則,選擇有利于滑坡穩(wěn)定和線路安全的位置通過。

1)線路應(yīng)繞避工程量大、技術(shù)復(fù)雜、難以整治的滑坡或滑坡群，河谷地段可選擇在滑坡對岸通過，或在滑動面下以隧道通過；內(nèi)昆鐵路選線中就繞避了鹽津南巨型順層古滑坡、以隧道方式從滑坡后緣通過鹽津縣城滑坡，確保了鐵路施工和運營安全。

2)線位受控制無法繞避或經(jīng)整治能確保穩(wěn)定、工程投資顯著節(jié)約的中小型滑坡，可在滑坡下緣以低填方或在滑坡上緣以淺挖方通過，同時要采取強有力的抗滑和截排水等工程措施，以確保安全。如內(nèi)昆線以路基填方方式從灘頭滑坡下緣通過，渝懷線綜合整治糯米溪和武隆紙廠滑坡，都是成功的例子。

4.3 泥石流

對于嚴重、集中的泥石流應(yīng)予以繞避：應(yīng)繞避大型泥石流或泥石流群、淤積嚴重的洪積扇區(qū),應(yīng)遠離泥石流堵河影響范圍內(nèi)的河段；河谷兩側(cè)均有泥石流時，應(yīng)在較輕的一側(cè)通過；線路必須通過泥石流區(qū)域時，宜設(shè)橋，并根據(jù)泥石流的規(guī)模、活動性、對河道的堵塞情況留足孔跨及凈空。應(yīng)避開河床縱坡由陡變緩和平面急彎部位，不宜壓縮溝床斷面、改溝并橋或溝中設(shè)墩或作路塹。

4.4崩塌

崩塌一般發(fā)生在陡坡地段，有土崩、巖崩、山崩之分。崩塌破壞力強，對鐵路危害很大。

1)線路應(yīng)繞避大型崩塌的地段。中型崩塌的地段,有條件繞避時要繞避，繞避有困難時,可調(diào)整線位，離開崩塌體一定距離,以減少防治工程,確保行車安全;也可采用明洞、棚洞等遮擋建筑物通過。小型崩塌的地段,線路宜選擇在落石堆積區(qū)外通過;有困難時,也應(yīng)使線路與崩塌體之間留有適當余地,以便設(shè)置防護措施。

2)采用隧道繞避崩塌時，要注意使隧道進出口避免受崩塌的危害，避免隧道運營以后，由于進出口受崩塌的威脅，要在洞口接長明洞或者增加棚洞，增大投資。

3)崩塌不嚴重、范圍小、易于處理的，可在崩塌范圍內(nèi)通過。工程措施一般可采用加固山坡和邊坡、修筑攔擋建筑物、清除危巖、加強排水等。

4.5 巖堆

巖堆一般由崩塌、錯落、緩慢堆積形成，常引起坍塌，影響線路穩(wěn)定。

線路應(yīng)繞避處于發(fā)展階段的巖堆。可以內(nèi)移以隧道在巖堆外的基巖中通過，或外移設(shè)橋通過，或跨河到對岸繞避。如有條件,也可及早抬坡,從穩(wěn)定地帶通過。

對趨于穩(wěn)定的巖堆,線路宜在巖堆坡腳以外適當距離以路堤通過;如受地形限制也可在巖堆下部以路堤通過。

對穩(wěn)定的巖堆，可以低路堤或淺路塹通過。

4.6 巖溶

巖溶形態(tài)迥異，常見的形態(tài)有：落水洞、豎井、漏斗、溶洞、溶蝕洼地和暗河等。

巖溶對鐵路的危害極大：地下洞穴的坍塌引起鐵路下沉或破壞；溶洞、落水洞、漏斗冒水淹沒路基，引起沉陷、翻漿冒泥；突水、突泥沖毀鐵路。因此要引起高度重視。巖溶地區(qū)選線一般遵循以下原則：線路應(yīng)繞避大型的、處于強烈發(fā)育階段的巖溶；線路應(yīng)繞避可溶巖層與非可溶巖層和不透水層的接觸帶;要繞避暗河，落水洞、漏斗、天坑、豎井集中區(qū)域；線路宜選在難溶巖層通過，使線路與主要構(gòu)造線以較大夾角斜交，以減少其影響；對于中小型、已停止發(fā)育的巖溶，可選擇較窄處、易于處理的部位通過，施工中要做好注漿、填實、樁基等治理工作；巖溶地段，宜以路基、橋涵形式通過，不宜做隧，尤其是長大隧道。如做長大隧道，應(yīng)抬高線位，減少埋深，盡量設(shè)計為人字坡以增強排水；洞身線位應(yīng)避開水塘、水庫等。

4.7 采空區(qū)、坑洞

線路應(yīng)盡量繞避采空區(qū)，應(yīng)繞避到移動盆地以外，以減少沉降對線路的影響；線路應(yīng)盡量繞避正在開采或計劃開采的礦區(qū)，以避免壓礦；線路應(yīng)盡量繞避大、中型坑洞；線路要通過小型采空區(qū)或坑洞時，可采用矮橋或者路基形式并采取適當?shù)墓こ檀胧┩ㄟ^。

4.8 地熱區(qū)

1)線路要繞避地熱發(fā)育地段；尤其是要避開出露溫泉等儲水區(qū)；2)線路要盡量繞避地熱區(qū)域。繞避代價太大時，線路可考慮從溫度低、地熱強度弱的補給區(qū)、邊緣區(qū)以簡單工程大角度、短距離通過,盡量抬高線位，減少隧道埋深，同時做好工程措施以應(yīng)對地熱災(zāi)害，以免施工和運營過程中發(fā)生災(zāi)害。

結(jié)論

鐵路選線過程中經(jīng)常會遇到一些不良地質(zhì)，它們往往控制線路走向。不良地質(zhì)地段選線不僅對工程投資有巨大影響，而且會對運營安全和效率產(chǎn)生深遠影響。因此，要根據(jù)實際情況，選擇合理的選線策略和方法，提出可行的繞避和通過方案，做到繞有根據(jù)，治有措施，保證鐵路建設(shè)及運營安全、暢通。

[1]易思蓉.鐵路選線設(shè)計[M].四川西南交大出版社，2006.

[2]王毅.渝懷鐵路選線設(shè)計[J].鐵道標準設(shè)計，2003.