大理至攀枝花鐵路綜合地質(zhì)選線

張雄文

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

新建大理至攀枝花鐵路(以下簡(jiǎn)稱大攀鐵路)位于滇西和攀西地區(qū)，線路起于云南省大理市，向東北經(jīng)大理州賓川縣、麗江市華坪縣，終至四川省攀枝花市，擬建線路正線長度約218 km，西端連接廣大鐵路、大瑞鐵路、大臨鐵路、大麗鐵路和擬建大麗城際鐵路，東端連接成昆新雙線、既有成昆鐵路、規(guī)劃攀昭鐵路，建成后形成川渝、西北地區(qū)至滇西地區(qū)及緬甸、印度洋沿岸國家的快捷區(qū)際通道和國際后方通道，區(qū)域路網(wǎng)構(gòu)成非常復(fù)雜[1]。鑒于大攀鐵路路網(wǎng)組成和地質(zhì)條件的復(fù)雜性，在收集相關(guān)區(qū)域地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域斷裂活動(dòng)性評(píng)估專項(xiàng)工作、無人機(jī)遙感技術(shù)工作、谷歌地質(zhì)解譯工作，以及滇西地區(qū)相關(guān)鐵路工程地質(zhì)勘察經(jīng)驗(yàn)、地質(zhì)研究成果資料等，積極開展區(qū)域重大工程地質(zhì)問題研究，確定地質(zhì)選線原則，提出方案比選意見。

1 方案概況

線路走向主要研究了北線、中線、南線三大方案，其中中線研究了經(jīng)華坪的兩跨金沙江方案、中線沿江南側(cè)方案和中線取值方案3個(gè)方案，如圖1所示。各方案概況，如表1所示。

圖1 大理至攀鐵路線路方案平面示意圖

表1 大理至攀枝花鐵路方案概況

2 地質(zhì)概況

大攀鐵路場(chǎng)區(qū)地勢(shì)總體西高東低，海拔高程1 030～2 700 m，相對(duì)高差達(dá)1 700 m。沿線地貌分為構(gòu)造侵蝕、剝蝕中高山、低中山地貌，間夾大理、賓川、程海、金官等斷陷盆地或?qū)捁染徠碌孛玻越鹕辰捌渲Я鳛橹鞯暮恿髑懈顒×遥礁吖壬睿匦纹鸱蟆Ｉ细餐翆右愿咴瓟嘞菖璧氐谒募o(jì)深厚沖湖積、湖沼相沉積層為顯著特征，下伏巖層時(shí)代除志留紀(jì)外，自震旦紀(jì)至新第三紀(jì)均有。巖性主要有碎屑巖類(砂巖、泥巖、頁巖、炭質(zhì)頁巖)，化學(xué)及生物化學(xué)巖類(灰?guī)r、白云巖、鮞狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r)，巖漿巖類(主要為玄武巖，局部為石英閃長巖、花崗巖、輝長斑巖)3類。永勝-賓川-大理以東地層區(qū)又稱為“滇中紅層區(qū)”[2]，地質(zhì)構(gòu)造位于揚(yáng)子陸塊西緣、青藏高原東南緣，臨近印度板塊與歐亞板塊碰撞縫合帶，跨揚(yáng)子陸塊區(qū)內(nèi)之鹽源-麗江邊緣坳褶帶、楚雄中生代前陸盆地，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈。控制大攀鐵路路網(wǎng)方案的區(qū)域重大工程地質(zhì)問題有“活動(dòng)斷裂及高烈度地震”“高地溫和高溫?zé)崴薄懊合档貙酉盗械刭|(zhì)病害”“斜坡變形及泥石流”“巖溶”“鹽巖”“破碎玄武巖”“高原斷陷盆地深厚層軟土”8個(gè)，如表2所示。

表2 大理至攀枝花鐵路主要工程地質(zhì)問題一覽表

3 方案比選意見

各方案主要地質(zhì)條件及地質(zhì)問題分析評(píng)價(jià)比較，如表3所示。

從表3可以看出，經(jīng)華坪的兩跨金沙江方案，以最短距離穿煤系地層和含鹽巖地層，選擇岸坡穩(wěn)定點(diǎn)跨越金沙江，避開了長大段落沿江段崩塌、滑坡、危巖落石等區(qū)域，并以簡(jiǎn)易工程穿活動(dòng)性斷裂帶，綜合比較，方案工程地質(zhì)條件最優(yōu)，各類不良地質(zhì)、特殊巖土問題較易處理，風(fēng)險(xiǎn)可控。因此，從地質(zhì)選線角度，推薦華坪的兩跨金沙江方案。

4 地質(zhì)選線原則

通過研究區(qū)域內(nèi)重大工程地質(zhì)問題和方案比選，大理至攀枝花鐵路地質(zhì)選線主要原則如下：

(1)活動(dòng)斷裂及高烈度地震區(qū)，應(yīng)避免將線位順斷裂選線或小角度與斷裂相交，盡量遠(yuǎn)離活動(dòng)斷裂帶，將線位置于斷裂構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的下盤或被動(dòng)盤區(qū)或選擇抗震設(shè)防有利地段；無法避開時(shí)線路應(yīng)與之大角度相交，并采用簡(jiǎn)易工程通過，嚴(yán)禁高墩、大跨、特殊結(jié)構(gòu)橋梁。

(2)高地溫和高溫?zé)崴畢^(qū)，應(yīng)盡量從低溫區(qū)通過，盡量以傍山淺埋為宜，以減小工程處理難度。

(3)煤系地層系列地質(zhì)病害區(qū)，應(yīng)繞避采空區(qū)，加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，采取合理支護(hù)和抗侵蝕性處理措施。

(4)斜坡變形及泥石流發(fā)育區(qū)，應(yīng)采取繞避或綜合擋護(hù)措施。跨金沙江橋位應(yīng)選擇區(qū)域穩(wěn)定、岸坡穩(wěn)定、地基強(qiáng)度較高的河谷通過。泥石流發(fā)育區(qū)，線路宜繞避或以橋從流通區(qū)跨過，主墩應(yīng)置于泥石流沖刷破壞影響區(qū)以外并留足凈空。

(5)巖溶區(qū)，應(yīng)避開地表巖溶密集發(fā)育帶、可溶巖和非可溶巖接觸帶，隧道應(yīng)選在巖溶水平徑流帶之上或地表徑流條件好的分水嶺通過，施工階段加強(qiáng)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

(6)鹽巖區(qū)，應(yīng)繞避鹽巖分布廣、結(jié)晶層厚的地段，盡可能以最短距離通過含鹽量較少的鹽巖地段；隧道應(yīng)繞避洞身地層中含有石膏、硬石膏、巖鹽、芒硝夾層等化學(xué)沉積富集地段。不能繞避的地段，宜以路堤或橋梁通過，避免在地下水位高、水質(zhì)礦化度高的地段挖方。各類工程施工期間均應(yīng)注意采取抗侵蝕性混凝土防護(hù)措施，隧道工程還需注意襯砌結(jié)構(gòu)強(qiáng)化和防排水加強(qiáng)措施。營運(yùn)期間加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，對(duì)巖鹽滯后病害采取必要的處理措施。

(7)破碎玄武巖區(qū)，采取綜合勘探手段查明玄武巖隧道的圍巖破碎、軟弱帶，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)和支護(hù)措施。

(8)高原斷陷盆地深厚層軟基區(qū)，線路應(yīng)繞避厚度大、分布廣、處理困難的盆地中間地帶軟土，選擇在軟土分布較窄、厚度較小、埋藏不深的盆地邊緣地帶通過，盡量選擇簡(jiǎn)單工程(如低路堤、低橋等)通過，并進(jìn)行橋、路經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比選[6]。工程上，可采用清除換填、水泥攪拌樁、碎石樁、CFG 樁及必要的側(cè)向約束樁等處理措施。

5 結(jié)束語

研究鐵路建設(shè)項(xiàng)目區(qū)域重大工程地質(zhì)問題，分析其可能導(dǎo)致的各種地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生及形成條件，評(píng)價(jià)災(zāi)害的時(shí)空展布規(guī)律及其嚴(yán)重程度，進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及分區(qū)，其目的是為工程建設(shè)尋找相對(duì)穩(wěn)定地段——安全場(chǎng)區(qū)或安全島進(jìn)行安全建設(shè)，以及確定合理防治和工程加固措施，以便獲取最大的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益[7-8]，大攀鐵路山區(qū)地質(zhì)選線的核心原則可總結(jié)為：線路盡量避開或以最短長度通過活動(dòng)斷裂帶、煤系地層、鹽巖，不以隧道工程通過高地溫和高溫?zé)崴畢^(qū)，或以傍山淺埋隧道通過，有關(guān)地質(zhì)研究結(jié)論和建議可供類似工程項(xiàng)目參考。