川藏鐵路廊道板塊縫合帶對軟巖分布的控制效應及其工程影響*

易樹健 崔 鵬③ 伍純昊 李渝生

(①山地災害與地表過程重點實驗室， 中國科學院、 水利部成都山地災害與環境研究所， 成都 610041， 中國)

(②中國科學院大學， 北京 100049， 中國)

(③中國科學院青藏高原地球科學卓越創新中心， 北京 100101， 中國)

(④地質災害防治與地質環境保護國家重點實驗室(成都理工大學)， 成都 610059， 中國)

0 引 言

川藏鐵路東起四川成都，途經雅安、甘孜、昌都、林芝、山南，西至西藏拉薩，是中國西南極為重要的戰略性運輸通道，對國家長治久安和西藏經濟社會發展具有重大而深遠的意義。鐵路工程將穿越多個活動地塊和地貌單元，區域內發育怒江、金沙江、瀾滄江、雅魯藏布江等板塊縫合帶以及一系列斷裂體系，構造活動強烈，地層巖性也十分復雜(郭長寶等， 2017)。鐵路廊道地質環境極為特殊，地形起伏劇烈，具有高海拔、高地震烈度、高地應力、高水壓、高地溫等特征，工程建設將面臨較高的工程地質風險(許佑頂等， 2017； 薛翊國等， 2020)。工程區涉及板塊碰撞縫合帶內的蛇綠巖套，斷裂系斷層巖、超碎裂巖以及地塊內的軟弱碎屑巖、碳酸鹽巖和巖漿巖等能夠發生各種工程地質問題的巖性帶(蔣良文等， 2016； 潘桂棠等， 2020)，因此查明區域內工程巖體分布特征對于鐵道工程的修建極為重要。

其中，軟巖因其低強度、強流變、破碎、易風化等復雜特性(何滿潮等， 2002； 謝小帥等， 2019)，長期以來都是巖土工程中不可忽視的難題。關于軟巖的概念，國內外許多學者從描述性、指標化和工程角度分別對軟巖進行定義，現在通常將其分為地質軟巖和工程軟巖兩大類別(郭志， 1996； 林育梁， 1999； 何滿潮等， 2000； Kanji， 2014)。狹義的軟巖通常指抗壓強度較低的巖石，國際巖石力學學會(ISRM)將單軸抗壓強度為0.5～25 MPa的巖石定義為軟巖(John， 1997)。《鐵路工程巖土分類標準》(2019)(中華人民共和國行業標準編寫組，2019)規定單軸抗壓強度30 MPa以下的巖石為軟巖。實際上，在特殊的地應力、溫度以及水文環境下，部分硬巖也會呈現出顯著的變形特征，具有較低的力學性能。因此，在工程實踐中將抗壓強度較低、結構破碎和受構造強烈擾動，力學性質介于脆性巖石與塑性土壤之間的巖石統稱為軟巖(Zhai et al.， 2017)。

川藏鐵路沿線軟巖廣泛分布，一些研究表明軟巖的發育與構造活動有著密切關系。郭永春等(2007)通過分析不同時代紅層的分布特征，發現不同時期的構造運動嚴格控制了紅層分布格局。王曉曼等(2020)研究表明雅魯藏布江縫合帶混雜巖中存在的云母石英片巖、綠泥石片巖以及藍片巖等是與板塊俯沖有關的低溫高壓變質作用的產物。張永雙等(2007)對滇西北蝕變軟巖發育分布特征進行了分析，發現蒙脫石化蝕變軟巖的發育分布主要受三江構造帶的構造及熱液作用等影響。而在川藏鐵路廊道，板塊縫合帶與活動斷裂帶附近發育受構造應力及熱液作用等影響的碎裂巖、黏土化蝕變軟巖等軟弱巖土體，具有強度低、變形量大的力學特點，易產生顯著的流變破壞(彭建兵等， 2020)。鐵路廊道內特殊的高地應力、高地溫以及強烈的地震活動等使這些軟弱巖土體的力學特性與有效的防控措施都變得更為復雜，多場耦合作用下軟巖長期穩定性問題十分突出(薛翊國等， 2020)。

國內外軟巖工程研究案例眾多，例如，對于三峽工程區巴東巖組軟巖力學特性與庫區邊坡穩定性的關系等問題許多學者都進行過探討(盧海峰等， 2010； 黃波林等， 2020； 殷躍平等， 2020； 潘永亮等， 2021)。譚忠盛等(2020)針對中老鐵路縫合帶軟巖隧道變形破壞特征采用主動控制理念，從支護結構和施工方法兩方面提出縫合帶軟巖大變形控制技術。田四明等(2021)根據川藏鐵路富水構造帶水量大、水壓高的特點，提出遵循“超前長距離預報、超前泄水降壓、超前堵水限排、超前圍巖加固、加強支護結構、加強監測”的原則處理突水突泥災害。目前針對軟巖工程問題的相關研究主要集中于軟巖力學特性與邊坡穩定性研究、軟巖隧道變形機理與控制技術以及隧道突水突泥防治等方面(郭富利等， 2007； 劉志春等， 2008； 左清軍等， 2014； 李磊等， 2018； 周翠英等， 2019)，但在區域軟巖的成因機制與分布特征等方面的研究仍存在較大的不足。

根據川藏鐵路廊道及鄰區地質填圖成果與實地野外調查，可知鐵路廊道軟巖的發育分布受縫合帶影響極大，但目前對于區域軟巖的發育分布特征及其工程效應還未有較為深入的研究。因此，本研究在總結縫合帶地質建造-構造環境的基礎上，結合不同構造部位巖體結構測量、巖石回彈測試與微觀分析，對區域軟巖的形成機理和發育規律進行研究，探討軟巖對川藏鐵路工程的影響，從而為川藏鐵路跨縫合帶區段軟巖工程地質問題的預測及防治提供科學依據。

1 縫合帶地質建造-構造環境

1.1 大地構造與區域地質構造

川藏鐵路橫跨川西—藏東廣闊地域，這是中國乃至世界上地形起伏最大、地質構造最為復雜的地區。鐵路廊道處于印度板塊與歐亞板塊相互碰撞的接觸帶北東側，地殼經歷了泛大陸解體、洋盆擴張與閉合、洋殼俯沖-消減以及陸殼碰撞-聚合的地球動力學過程，形成復雜的板塊縫合帶與陸殼地塊拼合而成的匯聚-嵌合構造格局，對區域地質環境產生了深遠影響(許志琴等， 2011)。規模巨大的板塊縫合帶與錯綜復雜的斷裂體系將區域地殼切分為一系列地質條件差異極大的構造單元，制約著鐵路工程地質環境條件(圖1)。

圖1 川藏鐵路廊道區域地質構造簡圖

1.2 板塊縫合帶的地質建造-構造特征

板塊縫合帶是影響地殼動力學環境體系的關鍵因素，川藏鐵路廊道穿越多條板塊縫合帶，這些特殊的構造單元控制著區域工程地質環境的形成與發展(易樹健， 2018)。縫合帶的主體通常是一套由屬于洋殼和地幔物質的基性、超基性巖外來巖塊和原地巖塊、基質3部分組成的特殊構造混雜巖，主要包括蛇紋石化超鎂鐵巖﹑基性侵入雜巖、基性熔巖以及海相沉積地層等(葛肖虹等， 2014)。洋殼消減﹑構造侵位或逆沖推覆，使得蛇綠巖層序的完整性受到破壞﹐僅能在縫合帶局部地段見到以構造關系相接觸的洋殼殘片和混雜巖塊。結合1︰25萬區域地質圖及前人文獻資料，沿川藏交通干線對縫合帶典型區段進行調查分析，總結了4條主要縫合帶的地質建造-構造特征。

金沙江縫合帶作為川滇地塊與北羌塘-昌都地塊的分界構造，是由多條斷裂組成的復雜構造帶，其走向總體近南北，北段呈NNW向延伸，形成向東凸出的弧形(李渝生等， 2016a)。江達崗托段縫合帶構造混雜巖帶總體呈NNW向展布，由多條斷裂以及不同時代的構造塊體和變質基性火山復理石基質構成，構造巖片之間均為斷層接觸，強烈脆韌性變形(圖2a)。

圖2 川藏鐵路廊道縫合帶典型區段地質圖

瀾滄江縫合帶則是北羌塘-昌都地塊與南羌塘-左貢地塊的碰撞-聚合構造，與金沙江縫合帶及怒江縫合帶共同組成了著名的“三江構造帶”(李才， 2008； 李渝生等， 2016b)。縫合帶起自青藏高原，經藏東向南進入滇西，并從景洪附近延伸入緬甸境內。昌都吉塘附近縫合帶構造形跡縱成帶、斜成列，形成一條凸向NE的巨大弧形帶，構造混雜巖帶壓性構造變形極為強烈，發育線性強變形帶及糜棱巖帶，具脆韌性剪切變形特征(圖2b)。

怒江縫合帶作為岡瓦納大陸與泛華夏大陸的分界線，是特提斯洋長期演化而成的一條構造混雜巖帶(潘桂棠等， 2004)，兩側分別為岡底斯-念青唐古拉構造巖漿巖地塊及南羌塘-左貢地塊。在八宿冷曲附近區域縫合帶最大寬度超過40 km，由一系列處于強烈壓縮狀態的構造巖片和傾向NE的具有強烈逆沖擠壓性質的壓性斷裂構成(圖2c)。

雅魯藏布江縫合帶兩側鄰近區域發育有與板塊構造相關的沉積建造、巖漿帶以及復雜的“雙變質構造變形帶”(劉小漢等， 2009)。其南側為北喜馬拉雅構造帶北緣低溫高壓變質帶，主要為藍閃石片-低綠片巖相組合。縫合帶以北以岡底斯構造巖漿巖帶為主體且含十存石、紅柱石的高溫低壓變質巖帶。雅魯藏布江縫合帶羅布莎段主要由不同時代、不同類型的蛇綠混雜巖片、低溫高壓變質巖片、韌性剪切巖片及復理石巖片等組成，形成獨特的逆沖推覆強壓縮性構造，構造巖片之間呈斷層接觸(圖2d)。

1.3 縫合帶邊界斷裂的活動性

板塊縫合帶構造混雜巖體處于強烈的壓縮狀態，各構造巖片之間的接觸性斷裂多已膠結“愈合”而基本不具活動性，新構造活動主要發生在縫合帶兩側邊界斷裂帶。在川藏鐵路廊道，縫合帶邊界斷裂普遍具有新活動性，這對區域地殼穩定性以及工程建設有著較大影響。

金沙江縫合帶東邊界斷裂主要由緊密片狀構造巖及碎裂構造巖組成，在白玉附近表現出強烈的碳化以及明顯的高溫烘烤特征(圖3a)，總體為逆斷層性質。縫合帶西邊界斷裂在矮拉山腳也顯示為逆斷性質，發育片狀構造巖和小角礫擠壓帶，總體較為松軟，顯示斷裂具有一定的新活動性(圖3b)。實際上，一些學者也通過年代學研究發現金沙江縫合帶東、西邊界斷裂的其他段落具有晚更新世-全新世活動跡象(吳富峣等， 2019； 夏金梧等， 2020)。

圖3 川藏鐵路廊道縫合帶邊界斷裂剖面

瀾滄江縫合帶邊界斷裂具有與金沙江縫合帶相似的特征，并且沿構造帶出露高溫熱泉(如昌都市吉塘鎮卓瑪溫泉)，地熱異常明顯。在卡貢鄉附近，東邊界斷裂構造變形帶強烈碳化，且沿斷面發育黑色斷層泥，構造帶總體結構松軟，斷層錯動地表坡積層下部，說明有近期活動(圖3c)。吉塘附近的西邊界斷裂發育擠壓破碎帶，帶內擠壓片理化、糜棱巖化及石英脈、褐鐵礦化現象較為普遍，斷面上陡傾角擦痕較為清晰(圖3d)。

邦達露頭顯示怒江縫合帶北東邊界斷裂發育強碳化的片狀構造巖與斷層泥夾角礫，擠壓緊密，主斷面發育垂向擦痕與斜擦痕，并擾動坡積層(圖3e)。瓦達村處縫合帶南西邊界斷裂由多條次級逆沖推覆斷裂組成，呈NW向彎曲延伸，切錯古近紀宗白群(E2z)地層，斷面具明顯壓性，結構致密(圖3f)。

在朗縣北側，雅魯藏布江縫合帶內白堊系板巖沿北界斷裂推覆到第三系礫巖上，礫巖被壓扁拉長，變質作用強烈，未見新活動性特征(圖3g)。南邊界斷裂帶內主要由斷層泥、構造角礫巖、糜棱巖及構造透鏡體組成，結構松軟，有一定的新活動性，并錯動地表，具有向北逆沖特征(圖3h)。在昂仁錯與魯朗等地也有學者發現雅魯藏布江斷裂帶具有晚第四紀活動跡象(李彥寶等， 2019)。

2 板塊縫合帶區域軟巖分布特征

對于川藏鐵路廊道跨越板塊縫合帶的巴塘—拉薩段，根據區域地質調查及現場巖石回彈測試，將單軸抗壓強度UCS<40 MPa的泥巖、頁巖、各類軟性變質巖及力學性質低劣的構造損傷巖帶、碎裂巖、斷層破碎帶等均歸為影響工程建設的軟巖(圖4)。區域內分布的各類軟巖總面積為4.05×104km2，擬建川藏鐵路雅安—林芝段及在建拉薩—林芝段約有287 km線路穿越軟巖區域。沿川藏交通干線(主要為G317、G318)穿越各縫合帶，對不同構造部位的巖石采用L型Schmidt hammer進行巖石回彈測試，并利用多個經驗公式計算其UCS平均值(Shalabi et al.，2007；Karaman et al.，2015；Wang et al.，2019)，統計分析區域內典型軟巖的發育情況(表1)。

圖4 川藏鐵路廊道縫合帶區段軟巖分布圖

表1 川藏鐵路廊道縫合帶區域不同部位軟巖特征

鐵路工程區涉及的各地塊內部巖石強度普遍較高，而縫合帶內部及鄰區巖石強度相對較低。受金沙江縫合帶控制的軟巖主要發育在縫合帶內部及其兩條邊界斷裂附近(圖5)。瀾滄江縫合帶附近軟巖十分發育，也主要分布在縫合帶內部及邊界斷裂兩側，縫合帶東側北羌塘-昌都地塊內發育軟弱沉積巖(圖6)。鐵路廊道涉及怒江縫合帶的寬度最大，其主要由各類構造巖片組成，既包括大理巖等較堅硬的巖塊，也有片巖、板巖、碎裂巖等強度較低的軟巖，其中軟巖以邊界斷裂兩側最為發育(圖7)。受強烈的擠壓碰撞，雅魯藏布江縫合帶現今基本焊接“愈合”，特殊的溫壓環境使其內部和北側巖石以壓縮變形為主，巖石整體強度較高； 縫合帶南邊界斷裂及其南側巖石強度相對較低(圖8)。

圖5 金沙江縫合帶典型軟巖及其顯微照片

圖6 瀾滄江縫合帶典型軟巖及其顯微照片

圖7 怒江縫合帶典型軟巖及其顯微照片

圖8 雅魯藏布江縫合帶典型軟巖及其顯微照片

綜合各縫合帶巖石強度測試和微觀分析結果，可知區域內軟巖主要包括云母片巖、板巖等軟弱巖石以及構造成因的糜棱巖、碎裂巖和損傷巖帶等力學性質低劣的構造軟巖兩大類。實際上，受縫合帶特殊的構造形式以及地應力和地溫條件等影響，軟巖主要分布在縫合帶內部及邊界斷裂兩側，包括金沙江縫合帶內部及東西邊界斷裂，瀾滄江縫合帶內部、東側及東西邊界斷裂，怒江縫合帶內部及東西邊界斷裂，雅魯藏布江縫合帶南邊界斷裂及其南側。

3 板塊縫合帶對軟巖發育的影響

強烈的地殼運動與板塊碰撞造成鐵路廊道區域地層巖石建造極為復雜，地殼巖體也因劇烈的構造作用而形成復雜的巖體結構。結合巖體結構調查統計、巖石回彈測試以及微觀巖石學分析，發現區域地殼巖體發生不同程度的變形破壞和變質作用，巖體力學性質產生顯著變化。

3.1 縫合帶控制巖石建造

板塊縫合帶作為地球上規模最大的構造，影響著區域地質環境的形成與演化，對區域巖石建造具有明顯的控制作用。在板塊碰撞這一特殊的地球動力學環境下，受板塊的裂離-聚合運動控制，縫合帶內部及兩側地塊沉積建造、巖漿活動、變形變質特征都有顯著差別(蔣良文等， 2016)。板塊碰撞運動使得縫合帶內部及附近區域發育了洋殼俯沖消減形成的蛇綠巖套、混雜堆積、復理石帶以及高壓低溫與低壓高溫雙變質帶等巖石組合(葛肖虹等， 2014)，不同時代、不同成分的構造巖片工程性質差異極大(潘桂棠等， 2020)。縫合帶區域內獨特的構造活動形式與溫壓條件，導致了金沙江縫合帶內部及東西兩側、瀾滄江縫合帶內部及東側、怒江縫合帶內部及東西兩側、雅魯藏布江縫合帶內部及南側等區段發育泥巖、片巖、板巖等軟弱巖石，其UCS均小于30 MPa(圖9)。而遠離縫合帶的北羌塘-昌都地塊內也出露軟弱黏土巖，這是由于在中生代洋盆消減與板塊碰撞導致昌都-芒康盆地由海相沉積演化為海陸交互相-河湖相-河流相沉積，發育紅色碎屑巖、黏土巖夾碳酸鹽巖建造組合(何軍華， 2018)。

圖9 縫合帶各類軟弱巖石

部分縫合帶邊界斷裂現今仍具有較強的活動性，這便使得區域內(尤其是邊界斷裂附近)巖石發生變形變質，造成巖石力學性質變化。金沙江縫合帶東西邊界、瀾滄江縫合帶東西邊界、怒江縫合帶東西邊界以及雅魯藏布江縫合帶南邊界等具有明顯的新活動性的斷裂發育不同規模的松軟斷層帶，強烈的斷裂活動對巖石產生復雜的應力-形變效應。在光學顯微鏡下巖石礦物表現出明顯的擠壓-韌性構造變形、強剪切塑性變形、糜棱巖化及碎裂巖化等特征，形成強度較低的斷層泥、構造片巖、糜棱巖和碎裂巖等特殊巖土體(圖10)。這些經構造作用發生變形變質的巖石強度相較于原巖明顯降低，UCS通常為10～30 MPa。

圖10 縫合帶巖石構造變形變質

3.2 構造巖體損傷

強烈的板塊碰撞運動使得縫合帶區域構造應力水平較高，其長期作用對地殼巖體產生極大的應力損傷破壞，這種損傷效應賦予了地殼巖體極為特殊的構造巖石學性質。實地野外調查發現，縫合帶邊界斷裂附近地殼巖體損傷尤為明顯，靠近活動性邊界斷裂的巖體結構較為破碎，構造裂隙面密度明顯增大，巖石抗風化能力和水理特性都發生極大變化，巖體力學性質也顯著劣化。

以怒江縫合帶八宿—邦達巖體調查剖面為例，根據區域巖體強度與結構測量數據，可知縫合帶內部以及東西邊界斷裂附近發育板巖、千枚巖等軟弱變質巖，UCS<25 MPa； 而由于構造損傷，縫合帶邊界斷裂巖體裂隙面密度明顯升高，原本強度較高的蛇紋巖、結晶灰巖等結構十分破碎，UCS也明顯降低(圖11)。通常碳酸鹽巖抗壓強度較高，如怒江縫合帶內部堅硬的結晶灰巖巖塊UCS最大可達266 MPa(圖12a)。而怒江縫合帶西邊界斷裂附近受構造損傷的結晶灰巖，巖體裂隙極為發育，巖石UCS僅為28 MPa(圖12b)； 縫合帶東邊界斷裂帶內發育碳酸鹽化白云母石英片巖質碎裂巖，受構造損傷最為強烈，其UCS僅為14 MPa(圖12c)。實際上，后兩者經構造活動改造，巖石強度急劇降低，在鐵路建設中便屬于對工程極為不利的構造軟巖。

圖11 怒江縫合帶八宿—邦達剖面巖體測量

圖12 不同損傷程度的巖體強度特征

4 軟巖對川藏鐵路工程的影響

4.1 隧道工程軟巖大變形及突水突泥

川藏鐵路廊道縫合帶及鄰近區域具有高地應力、高應變梯度且溫度水文環境十分復雜的特點。已有地應力測試結果表明，雅安—林芝段高爾寺隧道實測最大地應力達到74.4 MPa，色季拉山隧道實測最大地應力高達76 MPa，且高地應力主要集中在板塊縫合帶、斷層密集區(楊樹新等， 2012)。嚴健等(2019)則通過地溫實測，發現桑珠嶺隧道在最大埋深1500 m時實測溫度達到89.6 ℃，巴玉隧道在埋深2080 m時溫度為48.5 ℃。因此，對于川藏鐵路深埋隧道，在高地應力、高地溫、高滲透壓、動荷載等多因素共同影響下，圍巖的變形機制和力學特性將更為復雜。

長期以來，隧道軟巖大變形問題一直是學術界和工程界所關注的熱點，軟巖隧道開挖初期變形速率大、周期長，且累計變形量大，具有顯著的時效變形特性，嚴重降低施工進度，對工程長期穩定性極為不利(圖13a)。而在多場耦合作用下，川藏鐵路廊道內泥巖、片巖、斷層破碎帶等軟巖蠕變速率和應變總量都將增大，極易出現加速蠕變，造成隧道圍巖大變形等工程問題十分突出(彭建兵等， 2020)。例如，拉林鐵路藏噶隧道2號橫洞某斷面在開挖后至換拱前兩個月時間累計收斂便達3353.2 mm(苗永旺， 2018)。因此，川藏鐵路工程在沙馬鄉、卡若鎮、郭慶鄉、擁巴鄉以及朗縣—加查等地穿越受縫合帶控制而廣泛發育的軟弱巖石時，需尤其重視隧道圍巖大變形問題。

圖13 隧道軟巖大變形(a)及突水突泥(b)(薛翊國等，2020)

與隧道圍巖大變形類似，川藏鐵路廊道強烈的構造活動與地震振動使得地殼巖體裂隙萌生、擴展、貫通甚至破裂失穩，加之動水壓力、高地應力和高地溫等多場耦合作用，導致鐵路隧道穿越活動斷裂帶突水突泥災害機制較以往案例也更為復雜。鐵路工程將跨越多條縫合帶活動性邊界斷裂，斷裂附近巖體裂隙發育、結構破碎，通常富水性較良好，且多沿河流發育，是天然的地下水運移通道，巖石裂隙在水頭壓力作用下擴展貫通，易形成突涌水通道(圖13b)。鐵路隧道工程穿越金沙江縫合帶東西邊界、瀾滄江縫合帶東西邊界、怒江縫合帶東西邊界以及雅魯藏布江縫合帶南邊界等活動斷裂時，若遇到松散、破碎且富水性良好的構造軟巖，地下水與碎屑物質極易涌入隧道出現突水突泥災害，需超前采取工程措施進行防治并加強監測。

4.2 軟巖地表山地災害

川藏鐵路廊道山高谷深，構造活躍，伴隨著近年來氣候變暖，冰川退縮，極端異常氣候事件等頻繁出現，區域內崩塌、滑坡、泥石流等山地災害具有分布范圍廣、規模大、危害性強、頻繁復發、形成機制復雜且難以治理等特點(鄒強等， 2013； 崔鵬等， 2014， 2015)。而軟巖因其特殊的力學性質極易成為控制斜坡穩定性的關鍵結構帶，對區內山地災害的發育分布有著極大影響。其中鐵路將穿過的沙馬—克日、卡若鎮、夏里鄉、排龍—魯朗以及朗縣—貢嘎等地不僅軟巖發育，還伴隨著強烈的河流侵蝕等外動力作用，鐵路地表線路工程及臨輔工程設施面臨極高的山地災害風險。

縫合帶邊界斷裂附近受構造強烈擾動的碎裂巖、糜棱巖和斷層損傷巖帶等強度低、穩定性較差，易成為滑坡、泥石流等山地災害的物質來源，如金沙江縫合帶白格滑坡(圖14)。白格滑坡位于金沙江縫合帶西邊界斷裂附近，斜坡物質組成主要為受縫合帶及其邊界斷裂控制的極端風化且裂隙發育的蛇紋巖、糜棱巖等軟弱巖體(馮文凱等， 2019)，經內外動力長期作用下斜坡巖體產生時效變形，在沒有明顯外動力荷載的情況下便形成了滑坡。

圖14 金沙江白格滑坡

此外，受縫合帶控制的云母片巖、板巖等軟弱變質巖系各向異性十分顯著，平行于片理方向巖石抗剪強度與抗壓強度都明顯降低，屬易滑地層，斜坡極易發生破壞。如雅魯藏布江縫合帶加查—朗縣段山地災害沿雅魯藏布江河谷呈串珠狀密集發育(圖15a)。由于縫合帶南側朗杰學巖群為大陸邊緣含火山碎屑巖的復理石建造，以板巖、片巖、千枚巖等軟弱變質巖系為主，地殼巖體表現出強烈的柔塑性特征(圖15b)，其面臨的巖體穩定性問題極為突出。這套軟巖地層在降雨、河流侵蝕等外動力作用下易發生變形破壞，形成滑坡、泥石流等山地災害(圖15c， 圖15d)。

圖15 雅魯藏布江縫合帶南側軟巖控制山地災害分布

5 結 論

本文在總結川藏鐵路廊道縫合帶地質建造-構造特征的基礎上，結合實地巖體結構測量、回彈測試與微觀分析，對區域軟巖的分布規律和形成機理進行研究，并探討軟巖對川藏鐵路工程的影響。得到如下結論：

(1)川藏鐵路廊道發育有金沙江、瀾滄江、怒江以及雅魯藏布江等4條板塊碰撞縫合帶，控制著區域工程地質環境的形成與演化。受縫合帶特殊的構造活動形式、地應力、地溫條件等因素影響，區域內軟巖主要包括泥巖、片巖、板巖等軟弱巖石以及糜棱巖、碎裂巖和損傷巖帶等力學性質低劣的構造軟巖兩大類，多分布在縫合帶內部及其邊界斷裂兩側。

(2)縫合帶區段地殼巖體因劇烈的構造活動而產生復雜的變形破壞以及變質作用，巖體力學性質顯著劣化。板塊的裂離-聚合運動控制了區域巖石建造特征，使得縫合帶附近區域發育泥巖、片巖、板巖等軟弱巖石以及松軟斷層帶； 構造應力長期作用對地殼巖體產生極大的損傷破壞，巖石風化能力和水理特性都發生極大變化，力學強度明顯降低。

(3)軟巖因其低強度、強流變、破碎等力學特性，在鐵路地下工程建設中容易出現隧道圍巖大變形和突水突泥等問題。其中：在沙馬鄉、卡若鎮、郭慶鄉、擁巴鄉以及朗縣—加查等軟弱變質巖區段隧道工程軟巖大變形風險較高。而當隧道工程穿越縫合帶邊界等活動性斷裂附近的構造軟巖時，則容易發生突水突泥災害。以往工程中不乏遇到軟巖的案例，但川藏鐵路廊道具有高地應力、高溫、高水壓等復雜的環境特點，目前對于這種特殊的多場耦合作用下軟巖的變形破壞機制和防控方法等方面研究仍存在較大的不足，未來工程建設和運營過程中亟待完善。

(4)軟巖作為控制斜坡穩定性的關鍵結構帶，對川藏鐵路廊道山地災害的發育分布特征有著極大影響。縫合帶邊界斷裂附近受構造強烈影響的碎裂巖、糜棱巖、損傷巖帶等構造軟巖易成為滑坡、泥石流等山地災害的物質來源。而縫合帶內部及兩側廣泛發育的云母片巖、板巖等軟弱巖石也是導致區域內山地災害群發、頻發的重要因素。川藏鐵路廊道縫合帶區域山地災害主要發生在沙馬—克日、卡若鎮、夏里鄉、排龍—魯朗以及朗縣—貢嘎等軟巖發育且外動力作用強烈的區段，地表線路及臨輔工程設施防災減災需求迫切。