王實杰,李鳳芹(中鐵四院集團南寧勘察設計院有限公司,.助理工程師,.工程師,廣西 南寧 530003)
玉林至鐵山港鐵路地質選線
王實杰1,李鳳芹2
(中鐵四院集團南寧勘察設計院有限公司,1.助理工程師,2.工程師,廣西南寧530003)
摘要:針對玉林至鐵山港鐵路走向由桂東南丘陵地區延伸至沿海灘涂,沿線地區地形、地質復雜,選線難度大的實踐,論述了在初測前組織專業化的與選線有關的區域工程地質工作的重要性,介紹了玉鐵線穿越望京嶺地段地質選線工作中采用綜合地質勘探方法及選線工作的內容,提高了地質選線工作質量,為今后鐵路施工及運營安全奠定了良好的基礎。
關鍵詞:玉鐵線;地質;選線
10.13572/j.cnki.tdyy.2015.04.0011
玉林至鐵山港鐵路位于廣西東南部,走向由桂東南丘陵地區延伸至沿海灘涂,沿線地區地形、地質復雜,選線難度大,地質選線工作的質量直接影響著線路方案的優劣,關系著今后鐵路施工、運營的安全。
例如,與玉鐵線接軌的黎湛線,同處于廣西東南地區,始建于解放初,由于地質條件復雜,及當時工程地質工作尚束開始,又受技術條件限制,建成后因不良地質條件給運營帶來了不少影響。2008年6月30日2時20分,由廣州開往重慶的1322次旅客列車行至黎湛線廣西境內米場—玉林間k 164+900處,因山體滑坡(塌方土約4 000 m3),造成機車及機后1 至6位車廂脫軌,7人受輕傷,黎湛線中斷行車。而上世紀90年代以來修建的南寧至防城港鐵路、洛湛鐵路永州至玉林段,由于勘測設計單位重視地質選線工作。施工及運營中出現的問題很少,地質選線工作取得了良好的效果。
鐵路勘測工作分為踏勘、初測、定測、補充定測等階段。其中的初測階段是地質選線的關鍵。
初測階段要進行大范圍的方案研究比選,然后經不斷優化和結合分析比較后,選擇出技術上先進、可行且經濟上合理的方案,為項目決策、編制可行性研究報告提供地質依據。故初測階段,線路比選范圍大、方案多,地質工作量大,再加上地質復雜,需要分析研究的地質問題多,其地質工作的精度和深度直接關系著是線路方案選擇工作的質量。所以,初測階段地質選線工作最為重要,是地質選線的關鍵階段。本文將重點論述初測階段的地質選線工作。
2.1組織形式初測階段,由于線路往往要在數百或數千km2的范圍內進行方案比選,工作范圍大,且沿線地質復雜,影響選線的地質問題多,地質工作量大,成為制約初測選線工作的“瓶頸”專業,單靠目前勘測隊地質組內的5~8名地質人員顯然是不夠的。近年來,公司在初測前,先組織地質、遙感、物探專業的技術人員開展航、衛片判釋及大面積地質調查、驗證,查明主要工程地質問題和不良地質現象,提出選線中的地質意見及建議,然后再由勘測隊開展初測工作,收到了較好的效果;在玉鐵線初測前,由于存在越嶺長隧道的線路方案比選,選線范圍很大。所以,開展了超前加深地質工作,組織了由工程地質、水文地質、遙感、物探等專業技術人員組成的地質大隊或加強地質組進行了區域工程地質工作,調查研究與選線有關的主要地質問題,提出地質選線的意見,并配合線路專業對方案進行了初步比選及優化,地質工作從時間上得到了保證,確保了地質工作的深度及精度,地質選線取得了良好的效果。
從工作實踐來看,對于地質條件特別復雜的山區,在初測前,組織有線路及其他站前專業人員參加的專門的工程地質勘測隊伍開展前期工程地質工作,既有利于線路研究與地質工作的緊密結合,也有利于發揮地質在選線工作中的重要作用、確保選線工作的質量。
2.2綜合地質勘探的程序及方法在地質選線工作中,由于工作范圍大,需要查明及研究的地質問題多。所以,開展地質工作必須掌握適當的層次及程序,大面積地質工作應采取以遙感判釋為主,結合地面調查,并輔以工程物探、少量鉆探的綜合勘探方法及手段,來查明選線路范圍內的區域工程地質條件及水文地質條件。玉鐵線穿越望京嶺地段地質選線工作中采用綜合地質勘探方法,均取得了良好的效果。根據《新建鐵路玉林至鐵山港線可行性研究·地質篇》〔1〕、《新建鐵路玉林至鐵山港線覆礦情況報告》〔2〕及《新建鐵路玉林至鐵山港線環境影響評價報告》〔3〕,在玉鐵線初測超前加深地質工作中采用的地質綜合勘探方法及工作量見表1所示。

表1 玉鐵線初測超前加深地質工作綜合勘探方法一覽表
玉林至鐵山港鐵路沿線地形、地質復雜、影響選線的地質問題主要有地質構造、滑坡、泥石流、崩塌、巖堆和巖溶等。同時,近年來,隨著鐵路施工技術的發展和技術標準的提高,深埋越嶺特長隧道工程得到了很大發展。在選線階段,越嶺隧道等重大工程的地質條件也是應考慮的重要因素。
3.1地質構造地質構造是地質選線研究的重點。一方面,地質構造本身對線路方案具有控制作用,是地質評價線路方案的重要因素;另一方面,區域性長大斷裂、深大斷裂等地質構造對地形、地貌、地層巖性及各種不良地質現象具有控制作用,查明地質構造特征,可以在更深層次上把握地質構造與地形地貌、地層巖性及不良地質現象等相互之間的內在聯系。
3.2滑坡滑坡是山區常見的主要不良地質現象。地質選線時,應利用滑坡特有的地貌特征,采用航片判釋,查清其分布范圍及規模,再進行地面調查、驗證,查明滑坡區的地層、巖性、水文地質條件及地質構造,進一步分析研究滑坡產生的內因及外界條件,對集中發育的大、中型滑坡群或滑坡帶,選線時應堅決繞避,可不再過多地進行工作;對線路繞避確有困難的復雜大、中型滑坡,則需進一步查明滑坡要素,必要時,應布置主軸勘探,進行穩定性評價。提出線路通過的方式及具體位置,做到“過有措施.繞有依據”。
另外,陡峻山坡上斷層通過處的平緩堆積斜坡地帶及下伏基巖為泥巖、頁巖等粘土巖的較為平緩的堆積斜坡往往是不穩的山坡或存在著古滑坡,在確定線路位置時須慎重考慮;應采取工程地質類比法等方法分析、評價其穩定性,并本著“過有措施,繞有依據”的原則,提出線路通過的方式和意見。
3.3泥石流泥石流是山區常見的一種不良地質現象。大量事實說明,如選線恰當,即使泥石流極其發育.也可收到很好的效果。但如選線不當,哪怕是小型泥石流也可能要造成很大危害。
地質選線時,可根據航片判釋,確定哪些為泥石流溝谷,并進行地面調查、驗證。對選線范圍內具有代表性且對線路方案有較大影響的泥石流溝谷應進行深入細致的調查研究。掌握其形成條件、類型、性質、發展階段及趨勢、破壞強度,從而認識泥石流的活動規律,分析研究其對鐵路工程可能產生的危害,在此基礎上,進行多方案、多措施比選,選出最優方案。
一般來說,線路宜在流通區通過,且應留足凈空。如需以橋涵工程通過泥石流堆積區,則應考慮以下3個主要條件:
1)了解掌握泥石流上漲規律,應留足橋下凈空,并考慮適應某些局部特別突出的淤積,防止因建筑物不當而加重淤積。
2)橋渡布置應充分考慮漫流改道的可能和溢流的可能,盡可能延長橋渡,不宜過分阻礙通道,招致意外的淤積。
3)要有足夠的防護措施,以保證跨越方案的穩固和安全。
3.4崩塌及巖堆在鐵路勘測中,由于山區地殼的相對抬升,節理較為發育的硬質巖斜坡多形成坡度>45°的高陡斜坡,其上部常有崩塌、落石現象,下部多有巖堆分布。既有鐵路多年來崩塌病害的教訓說明,在這樣的高陡山坡地段,線路盡量以隧道工程通過,避免高邊坡和明線傍坡,且隧道洞口應選擇在低緩斜坡、坡面完整地段,以確保線路安全。
3.5巖溶巖溶是廣西地層中常見的不良地質現象,對線路方案的選擇常有控制作用。在地質選線時,首先,應查明碳酸鹽巖地層的分布范圍及其內的地質構造(褶皺、斷裂、產狀、節理)特征,調查選線范圍內的巖溶的分布高程、規模及空間展布方位。必要時,應進行儀器實地測量,在此基礎上,結合巖溶地區的階地特征及侵蝕基準面特征,分析研究巖溶與地質構造、水文、地形地貌、地殼升降運動的關系,查明巖溶的發育規律.提出線路通過的原則,對各方案受巖溶的影響程度作出評價。
1)初測是地質選線的關鍵階段。初測地質工作的深度及精度關系著選線工作的成敗及優劣,所以,應重視初測地質工作在鐵路勘測中的地位及作用。
2)對于地質特別復雜的山區,地質工作應先行一步。在初測前應組織綜合地質隊伍開展區域工程地質工作,查明選線范圍內的區域工程地質特征,提出初測方案比選時的地質意見,使在進行線路方案規劃時就將地質意見加考慮,減少不必要的工作。對工程地質條件較差的方案或線路技術條件和工程地質條件均不占優勢的方案應盡早放棄,這樣才能集中精力搞好地質及技術條件較優的各方案的初測。
3)開展初測前的地質選線,可以使線路研究與地質工作緊密結合。在方案選擇上充分考慮地質條件,即可使許多技術上不占優勢的方案盡早放棄,又可避免了主要方案的遺漏,使得選線工作的質量得到提高。從而在確保線路方案最佳的基礎上,減少許多不必要的工作及反復。
4)地質復雜的山區,選線中遇到的地質問題較多,在選線時要掌握選線地質工作的層次、精度及深度,應查明對線路方案有影響的主要地質問題,所做工作能滿足選線需要為度。
5)在山區地質選線工作中,對選線范圍內對方案有影響的主要地質問題,在查明其分布范圍及特征的基礎上,認真分析研究其規律性及相互之間的聯系,查明其成因及形成的條件,分析研究其對各方案的影響,不斷提高地質評價意見的質量。
6)在進行線路各方案工程地質條件評價時,既要考慮特長越嶺隧道等重大工程的地質條件,又要考慮引線地段的工程地質條件。應對各方案進行綜合、全面的工程地質條件評價,要有全局觀念,不能顧此失彼。
7)選線時重大工程應盡量避免設置在斷層帶中,特別是應避開活動性斷層。
盡管山區斷層的活動性資料較少,但山區人類社會活動少,河谷階地及溝谷的自然地貌破壞較少,采用地貌法分析判定斷層的活動性是較為可靠且實用的一種方法。
近年來,隨著國家西部大開發戰略的實施和鐵路的跨越式發展,西部鐵路建設的步伐將進一步加快。而我國西部多為山區,地形、地質十分復雜,選線工作中遇到的地質問題很多.地質條件往往決定著線路方案的取舍。實踐證明.在初測前組織專業化的工程地質勘測隊伍,開展與選線有關的區域工程地質工作,從時間、組織上確保了地質工作的主動性及地質工作的質量。同時,采用遙感判釋、地面調查及物探、鉆探相結合的地質綜合勘探方法,從手段上確保了地質選線工作的精度及深度。
參考文獻:
〔1〕新建鐵路玉林至鐵山港線可行性研究·地質篇〔R〕.南寧.中鐵四院集團南寧勘察設計院有限公司,2010.
〔2〕新建鐵路玉林至鐵山港線覆礦情況報告〔R〕.南寧.廣西地質勘察設計院,2010.
〔3〕新建鐵路玉林至鐵山港線環境影響評價報告〔R〕.南寧.廣西地質勘察設計院,2010
文章編號:1006-8686(2015)0031-03
文獻標識碼:B
中圖分類號:U212.22