不良地質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

不良地質是由地質作用和人類活動而造成的工程地質條件下各種不良現象的總稱。

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

2 不良地質地段選線應注意的事項

在不良地質地區(qū)選線，地質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)域地質情況

在線路方案比選中，要深入調查研究，充分了解區(qū)域地質情況，收集足夠的地質資料，利用現場踏勘、遙感、地質調繪、鉆探、物探等各種方法查明不良地質分布類型、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 要重視地質勘察工作

地質勘察工作是設計和施工的基礎。地質勘察為設計部門提供真實的工程地質數據、地質資料、相關巖體和土體的物理力學性質，以便能正確、合理、經濟的設計。如勘察工作不到位，不良地質問題不能及時發(fā)現，勢必會影響設計、施工及運營。

3 不良地質地段選線策略

很多不良地質在同一區(qū)域是同時存在的，要綜合考慮，經過充分的經濟、技術比選和論證，選出安全、可靠、經濟、合理的最優(yōu)線路方案。在不良地質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、嚴重不良地質地區(qū)及高烈度地震區(qū)。因此不良地質地段選線，要慎重進行方案選擇，合理繞避不良地質地段。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地段，應予以繞避；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 各種不良地質地段選線方法

不良地質種類繁多，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,各種不良地質現象伴隨其中。線路應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根據滑坡的規(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)線路應繞避工程量大、技術復雜、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、集中的泥石流應予以繞避：應繞避大型泥石流或泥石流群、淤積嚴重的洪積扇區(qū),應遠離泥石流堵河影響范圍內的河段；河谷兩側均有泥石流時，應在較輕的一側通過；線路必須通過泥石流區(qū)域時，宜設橋，并根據泥石流的規(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,也應使線路與崩塌體之間留有適當余地,以便設置防護措施。

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。

線路應繞避處于發(fā)展階段的巖堆?？梢詢纫埔运淼涝趲r堆外的基巖中通過，或外移設橋通過，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：線路應繞避大型的、處于強烈發(fā)育階段的巖溶；線路應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，應抬高線位，減少埋深，盡量設計為人字坡以增強排水；洞身線位應避開水塘、水庫等。

4.7 采空區(qū)、坑洞

線路應盡量繞避采空區(qū)，應繞避到移動盆地以外，以減少沉降對線路的影響；線路應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的工程措施通過。

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對地熱災害，以免施工和運營過程中發(fā)生災害。

結論

鐵路選線過程中經常會遇到一些不良地質，它們往往控制線路走向。不良地質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生深遠影響。因此，要根據實際情況，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，治有措施，保證鐵路建設及運營安全、暢通。

[1]易思蓉.鐵路選線設計[M].四川西南交大出版社，2006.

[2]王毅.渝懷鐵路選線設計[J].鐵道標準設計，2003.